室内声学基本概念(室内声学中声音强弱的计量)
声波是能量的一种传播形式。人们常谈到声音的大小或强弱,或一个声音比另一个声音响或不响,这就提出了声音强弱的计量。
一、 声功率、声强、声压
1、声功率:单位时间内物体向外辐射的能量W。(瓦或微瓦)
声功率是声源本身的一种重要属性。
人正常讲话——50W,100万人同时讲话50W,相当于一个灯泡。
训练有素的歌手——5000~10000W。
汽车喇叭——0.1 W,喷气飞机——10KW。
在厅堂设计中如何充分利用有限的声功率是很重要的问题。
2、声强:单位时间内通过声波传播方向垂直单位面积上的声能。
对于点声源有:W I 2 w / m 4π r 2
3、声压:指在某一瞬时压强相对于无声波时的压强变化(改变量)。符号P。单位N/m 2 (牛顿/米2 ),或Pa(帕斯卡)
声压和声强有密切的关系,在自由声场中,测得声压和已知测点到声源的距离,就可计算出该测点之声强和声源的声功率。
二、声压级、声功率级及其叠加
由于以下两个原因,实际应用中,表示声音强弱的单位并不采用声压或声功率的绝对值,而采用相对单位——级(类似于风级、地震级)
1)声压对人耳感觉的变化非常大(人耳能感受到声压范围较宽)1000Hz的声音,听觉下限Po=2*10-5N/m2,上限P=20N/m2,相差106倍。
2)人耳对声音强弱的变化的感受并不与声压成正比,而与声压的对数成正比,两个同样的声源放在一起,感觉并不是响一倍。
1、声压级Lp
取参考声压为Po=2*10-5N/m2为基准声压,任一声压P的Lp为:
听觉下限: p=2*10-5N/m2 为0dB
能量提高100倍的 P=2*10-3N/m2 为20dB
听觉上限: P=20N/m2 为120dB
2、声功率级Lw
取Wo为10-12W,基准声功率级
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