噪声衰减的原因主要:①当声波从声源向四面八方辐射时,波前的面积随传播距离的增加而不断 扩大,声波被扩散,通过单位面积上的声能相应减少;②由于传播媒质的粘滞性、热传导和分子 驰豫过程等原因,声波被吸收,这两点均使声波在传播过程中声能不断地被转化为其他形式的能 量,从而导致声强不断衰减。下面主要分两种情况讨论。 1.1.不计空气吸收的声传播与衰减 声源类型分点声源、线声源和面声源。声源类型不同,所发出的声波波阵面形状也不同。声 波在空间的分布,叫做声场。若声源处于自由空间,即没有任何反射面,则其声场称为自由声场 ( free field):若声源处于高度反射空间,例如一间墙壁、天花板和地板都是钢板的房间,则 形成的声场称为混响场或回声场( reverberant field) 当不计空气吸收时,点声源发出的声波,其测点声压级随测点距声源的距离变化为: L =Lu +10lg( (dB) (10-13) 式中Q一考虑点声源在室内位置的指向性因子 测点离开声源的距离 R R一房间常数, 室内平均吸声系数 室内总表面积,m2。 (1)当声源在房间中央时Q=1:在一面墙或地面上时Q=2:在两墙交线处Q=4:在三墙 交点处Q=8。 (2)在混响场的情况下,各点声压均匀,即与距离无关,此时Q=0。 (3)在自由场情况下,R=∞,Q=1:在半自由场的情况下, 因此,由式(10-13)可得,点声源在自由场中声压级随测点距声源距离的变化为: 20gr-11 (dB) (10-14) 由式(10-14)知,若在距声源r1处的声压级为L1时,则在距声源r2处的声压级为L2可用下式计 算 L2=L1-20lg(2/1) (10-15) 即当测点距声源距离加倍时,其声压级则衰减6dB 对于在自由声场中的一个长度为的线声源,例如马路上接连不断地行驶着的车辆流噪声, 它所发出的声波为柱面波,其声压级随距离的衰减可用下式计算,当r≤l时: L2=L1-10lg(2/r1) (dB) (10-16) 即当测点距声源距离加倍时,其声压级则衰减3dB。r>1/π时,此时线声源可按点声源考虑 用式(10-15)计算 对于在自由声场中的一个长方形的面声源,设两个边长为a、b(a<b),则其声压级随离的 衰减可按以下三种情况考虑:①当r≤a/I时,衰减值为0dB:②当a/≤r<b/π时,则可按 线声源考虑,由式(10-16)计算:③r>b/π时,则可按点声源考虑,由式(10-15)计算 2.2.计及空气吸收的声传播与衰减 公式(10-15)中在讨论距离对声压级L的衰减时未考虑空气对声波的吸收,而实际在声传播 过程中,因空气的粘滞性和热传导,在压缩、膨胀以及运动过程中,使一部分声能被转化为热能 而损耗;此外,声能与空气分子的振动能之间转换的滞后也使声能被吸收(这叫弛豫现象),当 声波频率接近空气分子的振动固有频率时,能量交换愈多,声能吸收也愈多 在频率范围为125~12500z,温度为20℃时,可利用下式来计算上述介质总吸收所引起声 压级L的附加衰减量A: A=74×10 (dB) (10-17)噪声衰减的原因主要:①当声波从声源向四面八方辐射时,波前的面积随传播距离的增加而不断 扩大,声波被扩散,通过单位面积上的声能相应减少;②由于传播媒质的粘滞性、热传导和分子 驰豫过程等原因,声波被吸收,这两点均使声波在传播过程中声能不断地被转化为其他形式的能 量,从而导致声强不断衰减。下面主要分两种情况讨论。 1. 1. 不计空气吸收的声传播与衰减 声源类型分点声源、线声源和面声源。声源类型不同,所发出的声波波阵面形状也不同。声 波在空间的分布,叫做声场。若声源处于自由空间,即没有任何反射面,则其声场称为自由声场 (free field);若声源处于高度反射空间,例如一间墙壁、天花板和地板都是钢板的房间,则 形成的声场称为混响场或回声场(reverberant field)。 当不计空气吸收时,点声源发出的声波,其测点声压级随测点距声源的距离变化为: ) 4 4 10lg( 2 r R Q Lp = LW + + (dB) (10-13) 式中 Q -考虑点声源在室内位置的指向性因子; r -测点离开声源的距离,m; R -房间常数, 1 s R = − ,m 2; -室内平均吸声系数; s -室内总表面积,m 2。 (1)当声源在房间中央时 Q=1;在一面墙或地面上时 Q=2;在两墙交线处 Q=4;在三墙 交点处 Q=8。 (2)在混响场的情况下,各点声压均匀,即与距离无关,此时 Q=0。 (3)在自由场情况下,R=∞,Q=1;在半自由场的情况下,R=∞,Q=2。 因此,由式(10-13)可得,点声源在自由场中声压级随测点距声源距离的变化为: Lp = LW − 20lg r −11 (dB) (10-14) 由式(10-14)知,若在距声源 r1 处的声压级为 L1 时,则在距声源 r2 处的声压级为 L2 可用下式计 算: 2 1 2 1 L L r r = − 20lg( ) (dB) (10-15) 即当测点距声源距离加倍时,其声压级则衰减 6dB。 对于在自由声场中的一个长度为 l 的线声源,例如马路上接连不断地行驶着的车辆流噪声, 它所发出的声波为柱面波,其声压级随距离的衰减可用下式计算,当 r≤l/π 时: 2 1 2 1 L L r r = −10lg( ) (dB) (10-16) 即当测点距声源距离加倍时,其声压级则衰减 3dB。r>l/π时,此时线声源可按点声源考虑, 用式(10-15)计算。 对于在自由声场中的一个长方形的面声源,设两个边长为 a、b(a<b),则其声压级随离的 衰减可按以下三种情况考虑:①当 r≤a/π时,衰减值为 0dB;②当 a/π≤r<b/π时,则可按 线声源考虑,由式(10-16)计算;③r>b/π时,则可按点声源考虑,由式(10-15)计算。 2. 2. 计及空气吸收的声传播与衰减 公式(10-15)中在讨论距离对声压级 Lp 的衰减时未考虑空气对声波的吸收,而实际在声传播 过程中,因空气的粘滞性和热传导,在压缩、膨胀以及运动过程中,使一部分声能被转化为热能 而损耗;此外,声能与空气分子的振动能之间转换的滞后也使声能被吸收(这叫弛豫现象),当 声波频率接近空气分子的振动固有频率时,能量交换愈多,声能吸收也愈多。 在频率范围为 125~12500 Hz,温度为 20℃时,可利用下式来计算上述介质总吸收所引起声 压级 Lp 的附加衰减量 Aa: 8 2 7.4 10− = f r Aa (dB) (10-17)