建筑声学实验指导书

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1、工业大学建筑学院建筑声学实验指导书建筑学专业使用建筑物理声学实验室建筑声学实验教学大纲实 验 室：建筑声学实验室 课程总学时：30课程名称：建筑声学 课程编号：实验学时：10 讲授学时：20授课对象：建筑学专业 实验类别：验证一、实验教学的目的：建筑声学是建筑学专业的专业理论基础课，是在学生具备一定设计训练的基础上开设的课程，使学生了解声学的基本原理与标准，具备声学设计的能力。建筑声学实验加强学生对建筑声学理论的理解，提高对声学仪器的实际操作能力和对声环境质量的评价能力。力求使学生掌握声学仪器的使用、建筑声学指标的测量、建筑构件的声学性能测量与评价方法。二、教学容与基本要求：1 实验一、 声压

2、级、声级与频谱的认识（1学时）实验目的：1 认识白噪声与声压级的频谱。2 掌握声压级的读数方法，了解多个声音叠加后的声压级。2 实验二、 建筑材料吸声系数的测定（2学时）实验目的：在音质设计中，广泛地使用各种吸声材料与吸声结构。对吸声材料的吸声系数测试方法的了解，是每个声学设计人员应该掌握的基本技能。驻波管法是测定材料的吸声系数方法之一，测试的是当声波垂直于射到材料时的吸声系数值。它广泛地应用于生产和科学研究中。本实验要求同学们掌握实验原理，熟悉实验装置的组成和测试方法。通过实验了解材料吸声系数a和吸声量A的概念，了解材料吸声测量的方法。3 实验三、房间声压级的分布测量、混响时间的测量（2学时

3、）实验目的：声压级、混响时间是判断、评价房间的声环境质量是否满足使用功能要求的重要指标，是保证房间满足人们对响度的基本要求，是建筑设计中确定尺寸和形状重要的依据，同时对选择合理的室装饰建筑材料起着决定性作用，通过对所选择的房间不同的位置声压级的测量，验证声压级的分布特征，验证声压级计算公式的正确性。通过实验掌握测量声压级的几种测量方法。对于各种用途不同的房间应具有不同的最佳混响时间，因此在建筑音质设计中混响设计是重要的容；对于己建成的剧院、播音室等鉴定其音质质量，混响时间测试则是主要手段之一。混响时间测量国外都研制成或生产有专用的直读式混响计，可测量0.3-10秒的混响时间。这里介绍的是一般常

4、用的测试方法，通过实验要求同学们了解测试仪器的组成，测试方法和结果整理。通过实验了解混响时间的概念，了解实际室混响时间的测量方法4 实验四、噪声的测量（3学时）实验目的 ：通过对环境噪声的测量，加强对环境噪声的了解，掌握噪声评价的方法，应用在实际噪声控制设计中。5 实验五、隔墙隔绝空气声的测量（2学时）实验目的：通过实验了解构件隔声量和标准计权隔声量(Rw)的概念，了解隔声量的测量方法。三、实验教学的基本要求1 实验教学必须有详细的授课计划，实验指导书等，做好实验准备，将仪器调试准确，实验设备齐全。2 实验教学中操作规，耐心讲解、容正确。3 要求学生做好课前的预习和准备工作，有实验指导书和实验

5、报告。4严格要求学生，培养学生掌握专业技能和实际操作能力，具备良好的实验习惯。5学生认真、真实填写实验报告，不能抄袭他组数据和结果。严格批改实验报告，不合格者重新实验，达到要求。6学生5-6人一组共同合作完成每一个实验，实验结果共享，可共同完成一组实验报告。四、实验教材与参考书建筑声学实验指导书 校教材建筑物理 柳孝图主编 东南大学建筑物理加平主编 中国建筑五、实验考核1 实验考核的成绩在本学科期末成绩中作为参考。2学生必须参加实验并通过，否则将不准许参加考试。实验一、声压级、声级与频谱的认识实验目的：1 认识白噪声与声压级的频谱。2 掌握声压级的读数方法，了解多个声音叠加后的声压级。实验原理

6、：用Lp表示声音的一个声压级，单位为dB，是其声压与基准声压（2*10（-5）N/m2)之比以10为底的对数乘以20。 A声级是用A计权网络测得的声压级。实验设备：Nor121声学频谱分析仪、功率放大器，、扬声器。传声器，伸导线，传声器架。实验步骤： 1将Nor121声学频谱分析仪、功率放大器，、扬声器。传声器，延伸导线，传声器架连接 2使用Nor121声学频谱分析仪中置白噪声源、粉红噪声声源发出噪声，认识其频谱图的形状与特点。3把声级计的响应转换到A权计，即可读出A声级。4测量复合声，观察其基频和谐频的图形与各自的声压级，可以直接读出声压级Lp。5对几种不同的声源（例如电钻、稳态的燃机引擎或

7、摩托车、带锯等）进行测量。测量中可以观察不同声源之间的区别，例如测量的声音频带是高频声还是低频声。这种区别可以从声压级和A声级数值的差比较出来。实验二、建筑材料吸声系数的测定实验目的：在音质设计中，广泛地使用各种吸声材料与吸声结构。对吸声材料的吸声系数测试方法的了解，是每个声学设计人员应该掌握的基本技能。驻波管法是测定材料的吸声系数方法之一，测试的是当声波垂直于射到材料时的吸声系数值。它广泛地应用于生产和科学研究中。本实验要求同学们掌握实验原理，熟悉实验装置的组成和测试方法。通过实验了解材料吸声系数a和吸声量A的概念，了解材料吸声测量的方法。实验原理：对于纤维质地的多孔材料，用正入射测量其吸声

8、系数是一种简便的方法。此法不能用于对依靠共振机理吸收声音的材料（构造）的测量。驻波管法是以在一小块试件上入射和反射的纯音比较为依据。由于来自吸声材料的反射声存在1/4波长的相位变化，也就是说反射波的最大振幅与入射波最小的位置重合。同样，入射波振幅的最大值与反射波振幅的最小值重合。吸声系数的定义是入射到材料表面的声能所不被反射的部分与入射声能之比。因正入射吸声材料可以表示为： n=1-（B/A） 2式中 A反射波振幅； B入射波振幅。A+B需要注意的是声能与振幅或声压的平方成比例。测量的最大值 A+B，为最小值为A-B。所以 最大声压（pmaxp）/最小声压（pmin)=(A+B)/(A-B)使

9、最大声压与最小声压的比率为n，即 n=（A+B）/（A-B）所以 n=4n/(n2+2n+1)实验设备：扬声器、100mm的测量管、传声器和探管、纯音振荡器、测量放大器、倍频滤波器。实验容：（1）管测法测量建筑材料吸声系数（2）材料吸声系数（吸声量）的计算实验步骤：1 设备的装置如图声-1所示。先装置大直径的测量管。将一块直径为100mm的吸声材料试件，用托座装于测量管的一端。2将纯音振荡器调至100Hz，并有适当的振幅。移动传声器与探测管至在测量放大器上测到最大值并记下该值（A+B），然后移动传声器和探管以得到最小值（A-B），做记录。图声-1驻波管测量吸声系数的设备装置示意图 3计算 n=

10、（A+B）/（A-B），利用图声-2与图声-3决定材料的吸声系数。4按上述步骤测量将测量数据记录。图声-2 n与n的换算关系曲线图声-3 n与n的换算关系曲线实验三、房间声压级的分布测量、混响时间的测量实验目的：声压级、混响时间是判断、评价房间的声环境质量是否满足使用功能要求的重要指标，是保证房间满足人们对响度的基本要求，是建筑设计中确定尺寸和形状重要的依据，同时对选择合理的室装饰建筑材料起着决定性作用，通过对所选择的房间不同的位置声压级的测量，验证声压级的分布特征，验证声压级是随着与声源距离越远呈下降衰减的趋势，验证声压级计算公式的正确性。通过实验掌握测量声压级的几种测量方法。室声压级计算公

11、式为：Lp=Lw+10lg(Q/4r2 +4/ R )其中：LP房间任意计算点的声压级房间r计算点至声源的距离LW声源的声功率级R常数和房间表面使用的材料有关混响时间的定义为：房间声能密度衰减60dB时所需的时间（秒），记做T60。对于各种用途不同的房间应具有不同的最佳混响时间，因此在建筑音质设计中混响设计是重要的容；对于己建成的剧院、播音室等鉴定其音质质量，混响时间测试则是主要手段之一。混响时间测量国外都研制成或生产有专用的直读式混响计，可测量0.3-10秒的混响时间。这里介绍的是一般常用的测试方法，通过实验要求同学们了解测试仪器的组成，测试方法和结果整理。通过实验了解混响时间的概念，了解实

12、际室混响时间的测量方法混响时间计算公式:（赛宾公式）T60=.V/A其中：T60房间混响时间V房间容积A房间吸声总量，与材料的吸声系数和使用面积有关实验原理：频谱分析仪发出的白噪声，停止发生后，在厅堂声压级的衰减变化过程即混响时间的概念，计量各频率的混响时间。实验设备：Nor121声学频谱分析仪、功率放大器，、扬声器。传声器，延伸导线，传声器架，声级记录仪。实验步骤：1 按照设备装置图安装仪器。设备的装置如图声-1所示。2. 打开Nor121声学频谱分析仪、功率放大器等仪器开关3. 按Setup 键 屏幕上显示Setup/standardsmeasurement mode 测量模式选择 Bui

13、lding AcousticsSetup type 安装类型选择 Standard setup Select setup 选择安装混响时间测量 Reverberation time,noise4 按Enter5 按Meas control键显示Meas control/ Reveration setup6 Excitaion type 选择噪声Noise7 Details 选择 On 8 RT parameters: Primary 选择 T20 SecondaryT30 9 RT calcul ation method 选择三角法 Triangle10 Noise excitation ti

14、me 选择 4 s11Noise type 选择白噪声White12 Frq.range 选择频率 50- 5k Hz, Bandwidth 选择带宽 1/3 oct.13 按Enter14 按 Start 键 测量开始.15按 Num 键显示测量结果表格形式16记录测量数据并绘制混响时间曲线注：在做这种实验时最好带上护耳工具图声-4用白噪声源测量混响时间的装置 图声-5用枪声援测量混响时间的设备装置实验四、噪声的测量实验目的 ：通过对环境噪声的测量，加强对环境噪声的了解，掌握噪声评价的方法，应用在实际噪声控制设计中。实验原理：测量某时间段的各频率声音的噪声声压级（ A声级），根据地区环境标准

15、评价其噪声质量。实验设备：携带式声级计ND2声级计、校准器、噪声源、三脚架。实验步骤：1选择一个适当的城市环境，选择一个测量位置。2使用携带式声级计ND2，打开声级计开关，将声级计旋钮开关置于“电池检查”，检查声级计的电池状况，然后对声级计进行校准。3将校准的声级计安装在三脚架上。在测量交通噪声时，传声器离地面高度为1.2m。若风速较大，则传声器上需加风罩4采用A声级和累计声级的方法测量，将声级计旋钮开关置于“dB(A)”和 “慢”档，并且有适合的衰减，以保证在测量中出现的最高声级，不致使表头指针超过刻度的最大值。5记录声级计表头上的瞬时读数值，每间隔35分钟测试一次，记录。每点至少需测量20

16、次数据。6把记录的声压级数值连成曲线，并绘出测试地点位置图，标明测点尺寸，了解该地区噪声标准，掌握环境噪声实际值，做出噪声评价，确定降噪方法。参考标准如下：实验五、隔墙隔绝空气声的测量实验目的：通过实验了解构件隔声量和标准计权隔声量(Rw)的概念，了解隔声量的测量方法。实验原理：通过发声室和受声室的声压级差以与受声室的混响时间计算出各频谱的隔声量，根据比隔声性能评价标准得出建筑构件的标准计权隔声量。隔声量R的计算公式: R=D+10log(A/S) ,其中：D为声压级差(dB)， D=Lp1-Lp2，Lp1、Lp2分别为声源发声室和接收室的平均声压级差。A为接收室的吸声总量 S被测建筑构件的面

17、积，取10m2标准计权隔声量Rw的计算方法：A：Rw是使用标准隔声评价参考曲线与实际测量的隔声曲线相比较在500Hz处的最小值，B：32分贝原则：100-3150Hz的1/3倍频带上，实测隔声曲线上比标准隔声评价参考曲线低的分贝数总和不大于32分贝。 C：8分贝原则:在某一频带上，实测隔声曲线上比标准隔声评价参考曲线低的最大分贝数不超过8分贝各频率参考曲线特性表如下：频率Hz100125160200250315400500630800100012501600200025003150参考值-19-16-13-10-7-4-10+1+2+3+4+4+4+4+4实验设备：Nor121声学频谱分析仪、

18、功率放大器，、扬声器。两只传声器，延伸导线，传声器架，声级记录仪。实验容 （1）发声室和接收室声压级 （2）隔声量、标准计权隔声量(Rw)的计算。实验步骤：1仪器的装置如图声-4所示。两个房间里的传声器都放在第一个测点。选择的传声器位置，应保证与室任何大物件的距离不小于1.0m。2打开仪器开关3按Setup 键 屏幕上显示Setup/standardsmeasurement mode 测量模式选择 Building AcousticsSetup type 安装类型选择 Standard setup Select setup 安装选择测量隔声 ISO-140-4, Airborne sound

19、reduction index4按Enter5出现Pro.iect name Group 选择 GS 按Enter6按屏幕下排软键Generator 屏幕上显示Noise generatofSync 选择 On Noise type选择粉红噪声Pink - - 7按Enter8按Meas control键显示Meas control/ Reveration setupFrq.range选择频率 50- 5k Hz, Bandwidth选择带宽 1/3 oct9按Enter10按 Start 键 测量开始.11按 Num 键显示测量结果表格形式 12记录试验测量结果并计算建筑构件的隔声量。实验室测量的构件隔声数值被称为隔声量，现场测量的实际墙体的隔声数值被称为标准声压级差。图声-6 建筑构件隔绝空气声测量仪器装置21 / 21