人因工程之声音环境模板.ppt

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1、《人因工程》第7章声音环境内容提要声的基本概念声的物理度量噪声的来源与影响噪声的控制7.1声的基本概念声音的本质物体在空气中振动，使周围空气发生疏、密交替变化并向外传递，当这种振动频率在20-20000Hz之间时，人耳可以感觉，听到声音。声音振动的发生振动的传播：中间介质(弹性和惯性)空气液体（水）固体声音在介质中传播时，介质的质点本身并不随声音一起传递过去，质点在其平衡位置附近来回振动，传播出去的是物质运动的能量，而不是物质本身。声音的本质是物质的波动，因此声音又称为声波。1频率f传声媒介质点每秒钟振

2、动的次数。声音的频率人感觉为音调的高低。<300Hz，低频声300-1000Hz，中频声>1000Hz，高频声2波长声波在媒质中振动一次所经过的距离为波长。3声速声音在介质中的传播速度，单位m/s。波长=声速/频率声速的大小主要与介质的性质和温度有关。20℃时，空气中声速为340m/s，空气温度每升高1℃，声速约增加0.607m/s。4声场介质中有声波存在的区域称为声场。5波前（波阵面）某一时刻声波波动所到达的各点连成的曲面。声音纯音：单一频率的声音复合音：不同频率的纯音组成。音乐：多种纯音组成，各频率

3、成整倍数关系，波形呈周期变化；语言：元音周期性变化，辅音非周期性变化，兼有音乐和噪声两种特征；噪声：各纯音间的频率不呈整倍数关系，波形呈非周期变化。2．声压表示声音强弱的物理度量。单位为Pa。人耳能够分辨的最低声压为2×10-5Pa（听阈声压），人耳在短时间内能忍受的最大声压为20Pa（痛阈声压）。人耳的听阈范围2×10-5～20Pa。7.2声音的物理度量1声强—衡量声音强弱概念：声场中在垂直于声波方向上，单位时间内通过单位面积的声能称为声强(I)，单位为W/m2。实质：声场中某点声波能量大小的度量。声

4、场中某点声强的大小与声源的声功率，该点距声源的距离，波阵面的形状及声场的具体情况有关。计算公式：W为点声源功率。2.声压级人的感觉大小与刺激量的对数成正比。为了使用上的方便，同时又考虑人的感觉特性，在声音度量中引入声压级.声压级定义：声压与基准声压之比的以10为底的对数乘以20。用符号Lp表示，单位是dB（分贝），式中，P——声压（Pa）；P0——基准声压，P0＝2×10-5Pa。（1）声压级合成（描述各声源的声压级与总声压级关系）设各声源声压为Pi，总声压为P，由能量合成原则得：例1有5台机器在同一点

5、的噪声级分别为84、88、90、93、95dB，求它们的总声压级为多少？解：直接套用公式，得总声压级：某一声源的声压级，总是在一定的背景声源下测得，要准确地了解声源的声压级，必须从总声压级中剔除背景声源的影响。（2）求声源的声压级由能量合成原理得：例2，在某背景声源下，测得某声源和背景声源的总声压级为94dB，关闭声源测得背景的声压级为85dB，试求声源的声压级？解：3．频谱与频程倍频程：（P128,表7.1）将可闻声域（20Hz～20kHz）分成10个频程（频带），一个倍频程就是上限频率比下限频率高一

6、倍。（1）频谱：通常以频率（或频带）为横坐标，以反映相应频率成分强弱的量（声压、声压级、声功率级）为纵坐标，把声强量按频率顺序展开形成的图形，称为频谱图。（2）频谱分析：以频谱图为基础，并考察声强量随频率的变化规律。（3）频程：两个声频率间的距离称为频程(频带)。通常有两种倍频程表示方法：倍频程和1/3倍频程。1/3倍频程：1/3倍频程并不是上限频率比界限频率高1/3倍，而是上限频率为下限频率的倍。三．噪声的类型噪声不仅是由声音的物理性质所决定，而主要取决于人们的生理和心理状态。噪声有如下几种分类方法：

7、1.按照人们对噪声的主观评价分类①过响声：很响的使人烦燥不安的声音，如机器、织布机的运行声。②妨碍声：声音不大，但妨碍人们的交谈、学习、思考和睡眠。③刺激声：刺耳的声音，如汽车刹车声、电锯声。④无形声：日常人们习惯了的低强度噪声，如风扇声、树叶声。2．按噪声源的特点分类①工业噪声：工业生产产生的噪声。例如：空气动力、机械噪声、电磁等产生的噪声。②交通噪声：交通工具产生的噪声；③社会噪声：社会活动和家庭生活引起的噪声。例如：商店的音响、卡拉OK声等。3．按照噪声随时间变化特性分类①稳定噪声：声音的强弱随时

8、间变化不显著，其波动小于5dB。例如：机器、织布机的运行声。②周期性噪声：声音强弱呈周期变化。例如：火车的蒸汽机声、打桩声。③无规律噪声：声音强弱随时间无规律变化。例如：交通噪声。④脉冲噪声：突然爆发又很快消失，其持续时间小于1s，间隔时间大于1s，声级变化大于40dB的噪声。例如：冲击、锻打、枪炮声。四、听力损伤及其类型1.什么是听力损失？人耳在某一频率的听阈较正常人的听阈提高的分贝数。由于接触噪声而引起的听力损失，称为噪声对听力的损伤。