室內環境概論第9章室內聲環境（三）建筑隔聲室內聲環境設計概要建筑工程學院邰燕知識回顧室內音質評價的主觀標準；室內音質評價的物理指標；室內聲環境評價？無聲學缺陷合適的響度較高的清晰度和明晰度優美的音質（豐滿度，空間感）混響時間反射聲的時間分布反射聲的空間分布背景噪聲知識回顧常見的吸聲和隔聲建筑材料和結構？多孔吸聲材料空腔共振吸聲結構薄膜與薄板共振吸聲結構其他吸聲結構室內聲環境（一）——授課內容授課內容一、 建筑隔聲二、 室內聲環境設計概要室內聲環境（一）——課程單元目標課程目標1.能夠區分透射系數和隔聲量等基本的物理概念；2.能夠說出常規圍護結構的隔聲構造。3.能夠說出室內聲環境設計的概要，包括如何確定廳堂容積，廳堂體型和混響時間。一.建筑隔聲二.室內聲環境設計概要三.課堂小結四.作業布置目錄Contents一.建筑隔聲本節要點：1.隔聲的計量；

2.維護結構的隔聲；

一.隔聲的計量噪聲傳播途徑1.空氣聲建筑中經過空氣傳播而來的噪聲。2.固體聲建筑中經建筑結構傳播而來的機械振動引起的噪聲，即由于撞擊或設備運行而引起的振動在固體中傳播,然后再由固體表面輻射出的聲音。一.隔聲的計量一.隔聲的計量吸聲性能好≠隔聲性能好透射1%的聲音透射0.001%的聲音一.隔聲的計量一.隔聲的計量一、隔聲的計量1.計量（1）透射系數：（2）隔聲量意義：構件的透射系數越大，則隔聲量越小，隔聲性能越差；反之，透射系數越小，則隔聲量越大，隔聲性能越好。測量：隔聲量R一般是在標準隔聲實驗室內測試得出，根據R值可以推算出值。二.維護結構的隔聲1.單層勻質密實墻體的隔聲（1）單層勻質墻的隔聲性能（R與f的關系）勁度控制區質量控制區吻合效應區二.維護結構的隔聲勁度控制區a）彈性控制：聲的頻率<板的共振頻率，墻板的K（彈性、勁度）起決定作用。剛性越大，R值越高，且f增大，R值下降。b）共振控制：共振頻率附近，墻板的阻尼起決定作用，聲激起共振，墻板振幅大，聲透射大，R特性曲線出現低谷。質量控制區從最低共振頻率的2~3倍一直延伸到臨界頻率，此區域R與f成線性關系，頻率增大，隔聲量增大吻合效應區在此領域，隔聲量R值明顯下降二.維護結構的隔聲（2）質量定律經驗公式R——墻體隔聲量

M——面密度kg/㎡

特點：a）墻板質量增加1倍，⊿R=6dBb）入射聲頻率每倍頻程變化⊿R=6dB意義：

a）重墻較普通的輕墻隔聲性能好，重隔聲。

b）可用增大墻體質量M的方法提高R值。48二.維護結構的隔聲（3）吻合效應定義：聲波斜入射，墻的固有彎曲波波長與入射波波長相吻合時的效應。增強了墻板的振動，此時，墻板隔聲能力顯著下降。二.維護結構的隔聲與共振的區別共振：外界的頻率與墻體的固有頻率相同，墻體振動速度極大，墻體與外界能量交換極大——無隔聲能力。吻合：必須是斜入射入射聲波的頻率在板上的投影與板上固有彎曲波的頻率相等時，該固有彎曲波振幅極大。隔聲下降約10dB。改善措施

a）硬而厚的板使吻合頻率降低。

b）薄而軟的板使吻合頻率升高。二.維護結構的隔聲（4）孔洞與縫隙的影響特點：孔洞、縫隙的τ=1，R=0孔洞：對隔聲的影響在高頻。縫隙：對R值的影響較孔洞更為嚴重，不僅高頻。中低頻均有極大的下降。（5）消除洞縫影響的措施要求施工墻體砌縫嚴密，砂漿飽滿，避免出現縫隙。墻體必須雙面抹灰，堵塞可能出現的縫隙，且有1dB的改善。墻體當需要打洞時，應注意位置，避免在角上打洞，同時應盡可能的塞滿多孔材料。二.維護結構的隔聲2.雙層勻質密實墻體的隔聲問題的提出高隔聲要求，按質量定律——增大M（厚度），增大隔聲量。墻體厚度面密度平均隔聲量一磚240mm480kg/m2

52.6dB二磚490mm960kg/m252.6+5.4=58dB四磚1000mm1920kg/m258+5.4=63.4dB（面密度為240墻的4倍，隔聲增加10.8dB。）雙層墻120+100+120mm480kg/m264dB四磚墻：笨重且浪費材料，占去較大的建筑面積。雙120磚墻：相同的效果，節省3/4的磚，有效使用面積大二.維護結構的隔聲（1）空氣層的作用與效果作用：空氣層起衰減聲波的作用。當聲波入射使第一層墻體振動時，封閉空氣層具有彈性起減振作用。同時，第二層墻的振動來源于空氣層傳遞的振動，故被減弱，使總隔聲量提高。隔聲能力的影響因素A）空氣層厚度（8~12cm）B）圍護結構的剛度、固有振動頻率、周圍的連接狀況C）聲橋二.維護結構的隔聲空氣層厚度對隔聲量的影響二.維護結構的隔聲（2）雙層墻的固有振動頻率特點：當入射聲波與雙層墻的固有振動頻率相同時，會發生共振，聲能透射顯著增加，隔聲量有很大下降。措施：空氣層中懸掛或鋪放多孔材料以消除共振。（3）聲橋問題定義：雙層墻、墻板間的剛性連接影響：聲橋傳遞了兩墻板的振動。空氣層失去了衰減作用，使隔聲量顯著下降。影響因素：剛性連接的緊密程度、聲橋的數量多少

二.維護結構的隔聲二.維護結構的隔聲（4）雙層墻設計注意事項高隔聲要求，雙層重墻，分離基礎減振處理（隔振）空氣層填多孔材料

放置方法：厚度大，α高——效果顯著薄層多孔材料，用波浪形，弧形等抹灰、填洞與縫施工要求，特別是不能形成聲橋二.維護結構的隔聲3.輕質隔墻的空氣隔聲輕質墻板材料，如果按照普通做法，依據質量定律，隔聲性能會很差，為提高輕質墻的隔聲效果，有如下措施將多層密實板材用多孔材料分隔，做成夾層結構，隔聲量比同材料的單層墻提高很多。避免板材的吻合臨界頻率在100~2500Hz范圍內。用輕質的吸聲材料填充空氣層輕型板材與龍骨間墊彈性墊層采用雙層和多層薄板疊合。多層復合、雙墻分立、薄板疊合、彈性連接、加填吸聲材料、增加結構阻尼二.維護結構的隔聲二.維護結構的隔聲二.維護結構的隔聲二.維護結構的隔聲4.門窗的隔聲特點

A）輕便靈活——提高門、窗扇的隔聲能力

B）多縫隙——注意縫隙的構造設計與施工。（1）隔聲門單層門、雙層門、聲鎖（聲閘）A.單層門

a）門扇：多用雙層薄鋼板，其間填塞多孔吸聲材料

b）門軸與鉸鏈：具備一定的承載能力，隔聲門較重，其安裝應不影響縫隙的出現，不易變形。二.維護結構的隔聲c）門縫：單、雙、斜企口橡膠條、乳膠條海綿條、毛氈條地面：斜企口橡皮條掃地羊毛氈掃地二.維護結構的隔聲B.雙層門a）構造：在門洞上安裝2層門b）特點：空氣層——利用2層門的空氣層得到附加隔聲量吸聲處理——2層門間內表面做吸聲處理，降低聲能，提高隔聲量輕便——較單扇門易輕便開啟(較厚重的單層門）。c）效果：普通單層門25dB

雙層門35dB一般可提高10dB二.維護結構的隔聲C.聲鎖（聲閘）a）構造：雙層隔聲門，小空間內進行吸聲處理b）效果：低、中、高頻普遍有15dB以上的附加隔聲量c）設計要點：門連線與法線夾角大（相對錯位大）拉開兩扇門間的距離門斗內強吸聲處理，聲閘內吸聲與不吸聲效果可差10dB以上的隔聲量二.維護結構的隔聲聲鎖設計要點二.維護結構的隔聲（2）隔聲窗設計特點：通常為不能開啟的固定窗——做觀察窗A）窗縫——固定窗的縫隙處理較易用羊毛氈或橡膠條作為密封條夾條寬度>30mm玻璃部分B）窗扇采用較厚的玻璃6~12mm

使玻璃與框之間軟接觸玻璃窗框間做吸聲處理窗框與墻體間設隔振材料多層玻璃不平行，不同厚度，破壞駐波與消除吻合二.維護結構的隔聲二、固體（撞擊）聲隔絕（一）問題的提出：墻體、樓板具有一定的強度和剛度，有較好的隔絕空氣聲能力。但正因為其強度和剛度，在撞擊時易振動，阻尼小，聲波在其中傳播很遠，噪聲干擾十分嚴重。二.維護結構的隔聲（二）改善方法面層法、墊層法、吊頂法1.面層法（1）做法：在樓板（或地面）最表面設彈性面層。（2）作用：a）直接緩和對樓板的撞擊和沖擊

b）彈性面層可減弱撞擊聲的傳遞

c）減弱外界振動從板面的輻射（3）效果：改善中、高頻撞擊聲（4）優點：簡便，改善非常明顯二.維護結構的隔聲二.維護結構的隔聲2.墊層法（1）做法：在結構層與面層間設置彈性墊層。彈性墊層可以是松散材料，找平較麻煩，要求施工質量高，否則易斷裂。（2）作用：減弱振動撞擊或振動向樓板的傳遞。（3）效果：a墊層彈性好，將有明顯效果

b若施工等原因墊層密實，效果一般。（4）構造：a構造層次多，施工工序復雜，增加樓板重量

b在減弱振動傳遞上，仍是重要措施。（5）注意要點：a墊層平整，防面層開裂，干作業

b柔性連接，踢腳板與地面間有空隙或與彈性層分離。二.維護結構的隔聲彈性墊層二.維護結構的隔聲3.吊頂法（1）做法：在樓板下面，一定距離處做吊頂吊頂與樓板結構層間要剛性連接——使用彈性吊鉤。吊頂的拼接要完整——縫隙處理好（2）作用：減弱結構層向下方的直接聲輻射。吊頂與結構層之間的空氣層起緩沖作用（3）效果：a一般吊頂密封好，彈性吊鉤,LN為65dB左右，木地板加吊頂可降到60dB以下

b可提高樓板的空氣聲隔絕能力二.維護結構的隔聲彈性吊頂二.維護結構的隔聲彈性吊鉤種類二.維護結構的隔聲4.三種措施的比較面層法：施工簡單，效果顯著墊層法：施工復雜，效果與墊層彈性關系大，效果一般。吊頂法：施工復雜，改善空氣聲明顯，撞擊聲一般。處理措施應視具體情況，采取單項或多項措施。二.室內聲環境設計概要本節要點：1.室內音質設計的原則

2.廳堂容積的確定

3.廳堂體形的確定4.室內的混響設計

一.室內音質設計的原則室內音質設計的原則1.清晰度高2.合適的響度3.無聲學缺陷的干擾4.和用途相適應的混響時間及其頻率特征5.一定的空間感

二.廳堂容積的確定影響因素：響度、混響時間一、足夠的響度體積大，聲源不變的情況下，聲能密度D小，則Lp（響度）較小1.以自然聲為主（聲功率有限）——體積受限制2.以電聲為主（保證響度）——體積不受限制二.大廳容積的確定聲源種類最大允許容積（m3）講演2000~3000有訓練的講話或戲劇對白6000樂器獨奏、獨唱10000大型交響樂隊20000二.廳堂容積的確定二、合適的混響時間T60與V（體積）成正比，與A（吸聲量）成反比。觀眾的數量n與A有較大關聯，因此，控制好廳堂的容積V與觀眾人數n的比例，就在一定程度上保證或控制了T60——V/n1.每座容積對已判定為音質良好的廳堂大量統計分析所得到的結果。

2.確定體積的方法

功能——選每座容積

容量——觀眾數量考慮其它要求體積廳堂性質每座容積（m3/座）音樂用8~10語言用3.0~5.0多功能5~6.0二.廳堂容積的確定【例題】：設計一座可容納1200名觀眾的多功能廳堂，應如何選擇較為合適的容積？答：根據多功能廳每座容積的推薦值：4.5～5.5m3/座可得：V=1200×（4.5～5.5）=5300～6600m3三.廳堂體形的確定（一）、充分利用直達聲保證直達聲可達到每個聽眾（1）影響因素：長距離的自然衰減-6dB/倍距離遮擋和掠射吸收（30m有10~20dB的衰減）偏離輻射主軸角度增大時，高頻聲明顯減弱三.廳堂體形的確定三.廳堂體形的確定（2）措施：減少直達聲傳播距離（大廳尺寸的控制）

a）觀眾席位盡可能靠近聲源，一般劇場長度<30mb）短而寬的方式

c）設樓座三.廳堂體形的確定（2）措施：避免聲源方向性的影響偏座的控制：夾角<120°（極限<140°）三.廳堂體形的確定（二）、爭取和控制早期反射聲早期反射聲的分析方式時差→聲程差，即50ms——17m；30ms——10.2m早期反射聲利用的一般原則天花高度<13m廳堂寬度<26m（按17m聲程差計算）超過此尺度，應加以特殊處理早期反射聲的形成部位

a）天花

b）側墻

c）樓座

d）挑臺三.廳堂體形的確定（1）廳堂的平面設計基本平面形式

扇形六邊形橢圓形窄長形平面三.廳堂體形的確定（1）廳堂的平面設計基本平面形式扇形六邊形

橢圓形窄長形平面三.廳堂體形的確定（2）廳堂的剖面設計頂棚、側墻、樓座、挑臺頂棚平面式鋸齒式折線式弧面式擴散體式浮云式三.廳堂體形的確定A）前部頂棚（臺口附近）頂棚提供一次反射，故其高度與傾角十分重要原則：一次反射均勻的分布在大部分觀眾席。

a）盡可能控制面光孔的面積。單排燈凈空約0.7m，雙排燈<1.2m。

b）利用好前部每塊面積音箱橋下部、音箱橋與面光孔間面積、面光孔下底板

c）過高天花可在舞臺前懸吊反射板。B）后部頂棚原則：向觀眾席及側墻擴散聲能。形式：如折板式、鋸齒式、擴散體式三.廳堂體形的確定頂棚設計內容音箱橋面光橋三.廳堂體形的確定懸吊反射板三.廳堂體形的確定懸吊反射板側墻反射板三.廳堂體形的確定側墻A）盡可能減小耳光孔的面積——減小聲能消耗B）耳光室懸挑，利用其側面、底部的反射D）側墻設反射板E）側墻內傾反射BTV劇院三.廳堂體形的確定傾斜側墻擴散反射三.廳堂體形的確定樓座（包廂）A）落地式樓座B）跌落式包廂三.廳堂體形的確定跌落式包廂三.廳堂體形的確定挑臺A）挑臺下部進深D的控制

音樂D≤H；劇院D≤2HB）利用挑臺下部頂棚反射C）挑臺前沿欄桿的處理三.廳堂體形的確定（三）、適當的擴散處理目的（1）聲場分布均勻（2）增強環繞感擴散處理方式（1）將廳堂內表面處理成不規則形狀和設擴散體。（2）體型設計中采用不規則平、剖面處理。（3）吸聲材料不均勻布置

三.廳堂體形的確定（四）、防止和消除聲缺陷回聲（顫動回聲）、聲聚焦、聲影（1）回聲與顫動回聲危害：干擾聽聞、破壞音質出現部位：舞臺、樂池、觀眾席前部產生部位：臺口前天花（過高）一次反射

樓座欄板二次反射

后墻二次反射三.廳堂體形的確定措施：

A）前部天花：高度<13m或擴散（吸聲）

B）樓座欄板：傾角擴散或吸聲處理

C）后墻處理：吸聲吸聲系數>0.6的強吸聲擴散，不形成定向反射傾角.調整向后部提供一次反射三.廳堂體形的確定（2）聲聚焦出現部位：弧形墻面、殼形天棚前空間的某位置。產生條件：曲率半徑小墻面或天棚為強反射材料危害：形成第二聲源，嚴重干擾聽聞室內聲場極不均勻措施：布置強吸聲材料避