《建筑聲學(xué)第三章吸聲材料與吸聲結(jié)構(gòu)》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《建筑聲學(xué)第三章吸聲材料與吸聲結(jié)構(gòu)（23頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、2020年9月24日,1,吸聲材料與吸聲結(jié)構(gòu),第三章,2020年9月24日,2,概述,吸聲材料和吸聲結(jié)構(gòu)的作用：廣泛地應(yīng)用于控制混響時間、音質(zhì)設(shè)計、隔聲和降低噪聲、減振的控制中。 吸聲材料：材料本身具有吸聲特性。如玻璃棉、巖棉等纖維或多孔材料。 吸聲結(jié)構(gòu)：材料本身可以不具有吸聲特性，但材料制成某種結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生吸聲。如穿孔石膏板吊頂。 在建筑聲環(huán)境的設(shè)計中，需要綜合考慮材料的使用，包括吸聲性能以及裝飾性、強(qiáng)度、防火、吸濕、加工等多方面。,2020年9月24日,3,吸聲系數(shù)與吸聲量,吸聲系數(shù)定義：=(E總-E反）/ E總，即聲波接觸吸聲介面后失去能量占總能量的比例。單一材料的吸聲系數(shù)永遠(yuǎn)小于1。 同

2、一吸聲材料，聲音頻率不同時，吸聲系數(shù)不同。一般常用100Hz-5000Hz的18個1/3倍頻帶的吸聲系數(shù)表示。 有時使用平均吸聲系數(shù)粗略衡量材料的吸聲能力。平均吸聲系數(shù)：100Hz-5000Hz的1/3倍頻帶吸聲系數(shù)的平均值吸聲量：對于平面物體A= S, 單位是平米（或塞賓） 對于單個物體，表面積難于確定，直接用吸聲量,概述,2020年9月24日,4,吸聲量或吸聲系數(shù)的測量： 1、混響室法 T=0.161V(1/T2-1/T1)/S A= 0.161V(1/T2-1/T1)/n 其中：V 混響室體積 S 材料表面積 n 吸聲體個數(shù) T1 空室混響室混響時間 T2放入材料后混響時間

3、2、駐波管法： 利用在管中平面波入射波和反射波形成極大聲壓Pmax和極小聲壓Pmin推導(dǎo)出0=Pmin/Pmax 3、 T 和 0 的值有一定差別， T是無規(guī)入射時的吸聲系數(shù)， 0是正入射時的吸聲系數(shù)。 工程上主要使用T,概述,2020年9月24日,5,材料吸聲系數(shù)實驗報告。 標(biāo)準(zhǔn):GBJ75-84 報告中必須指明材料規(guī)格型號及安裝方法。報告中可以讀出平均吸聲系數(shù)和降噪系數(shù)。 如果吸聲系數(shù)大于等于1，則主要由于實驗室或安裝時邊緣效應(yīng)造成的,概述,2020年9月24日,6,第一節(jié) 吸聲材料（結(jié)構(gòu)）的分類及吸聲特性,2020年9月24日,7,一 、多孔吸聲材料的吸聲原理,多孔吸聲材料類型：玻璃

4、棉、巖棉、泡沫塑料、毛氈等具有良好的吸聲性能，不是因為表面粗糙，而是因為多孔材料具有大量的內(nèi)外連通的微小孔隙和孔洞。 吸聲原理：當(dāng)聲波入射到多孔材料上，聲波能順著孔隙進(jìn)入材料內(nèi)部，引起空隙中空氣分子的振動。由于空氣的粘滯阻力、空氣分子與孔隙壁的摩擦，使聲能轉(zhuǎn)化為摩擦熱能而吸聲。 多孔材料吸聲的必要條件 ：材料表面及內(nèi)部有大量空隙，空隙之間互相連通，孔隙深入材料內(nèi)部。,第一節(jié) 吸聲材料（結(jié)構(gòu)）的分類及吸聲特性,2020年9月24日,8,錯誤認(rèn)識一：表面粗糙的材料，如拉毛水泥等，具有良好的吸聲性能。 錯誤認(rèn)識二：內(nèi)部存在大量孔洞的材料，如聚苯、聚乙烯、閉孔聚氨脂等，具有良好的吸聲性能。,第一節(jié) 吸

5、聲材料（結(jié)構(gòu)）的分類及吸聲特性,2020年9月24日,9,二 影響多孔吸聲材料吸聲系數(shù)的因素,吸聲頻率特性：多孔吸聲材料對聲音中高頻有較好的吸聲性能。影響多孔吸聲材料吸聲特性主要是材料的厚度、密度、孔隙率、結(jié)構(gòu)因子和空氣流阻等。 密度：每立方米材料的重量。 孔隙率：材料中孔隙體積和材料總體積之比。 結(jié)構(gòu)因子：反映多孔材料內(nèi)部纖維或顆粒排列的情況，是衡量材料微孔或狹縫分布情況的物理量。 空氣流阻：單位厚度時，材料兩邊空氣氣壓和空氣流速之比。,第一節(jié) 吸聲材料（結(jié)構(gòu)）的分類及吸聲特性,2020年9月24日,10,A 、空氣流阻：影響多孔吸聲材料最重要的因素。流阻太小，說明材料稀疏，空氣振動容易穿過

6、，吸聲性能下降；流阻太大，說明材料密實，空氣振動難于傳入，吸聲性能亦下降。因此，多孔材料存在最佳流阻。 在實際工程中，測定空氣流阻比較困難，但可以通過厚度和容重粗略估計和控制（對于玻璃棉，較理想的吸聲容重是12-48Kg/m3,特殊情況使用100Kg/m3或更高）。 B、厚度：厚度增加，中低頻吸聲系數(shù)顯著地增加，高頻變化不大（多孔吸聲材料對高頻總有較大的吸收）----經(jīng)濟(jì)厚度。 C、容重：厚度不變，容重增加，中低頻吸聲系數(shù)亦增加；但當(dāng)容重增加到一定程度時，材料變得密實，流阻大于最佳流阻，吸聲系數(shù)反而下降。,第一節(jié) 吸聲材料（結(jié)構(gòu)）的分類及吸聲特性,2020年9月24日,11,D、背后空腔：

7、多孔吸聲材料的吸聲性能還與安裝條件有著密切的關(guān)系。當(dāng)多孔吸聲材料背后有空腔時，與該空氣層用同樣的材料填滿的效果類似。尤其是中低頻吸聲性能比材料實貼在硬底面上會有較大提高，吸聲系數(shù)將隨空氣層的厚度增加而增加，增加到一定值后效果就不明顯了。,第一節(jié) 吸聲材料（結(jié)構(gòu)）的分類及吸聲特性,2020年9月24日,12,E、多層復(fù)合：使用不同容重的玻璃棉疊和在一起，形成容重逐漸增大的形式，可以獲得更大的吸聲效果。 F、飾面的影響：多孔吸聲材料表面附加有一定透聲作用的飾面，如小于0.5mm的塑料薄膜、金屬網(wǎng)、窗紗、防火布、玻璃絲布等，基本可以保持原來材料的吸聲特性。使用穿孔面材時，穿孔率須大于20%，若材料的

8、透氣性差時，如塑料薄膜，高頻吸聲特性可能下降。 G：含濕量的影響：含濕量增加，吸聲性能下降，多孔吸聲材料不適合用在高濕場所，如：游泳館等,第一節(jié) 吸聲材料（結(jié)構(gòu)）的分類及吸聲特性,2020年9月24日,13,玻璃棉吸聲系數(shù)的比較,第一節(jié) 吸聲材料（結(jié)構(gòu)）的分類及吸聲特性,2020年9月24日,14,三 共振吸聲結(jié)構(gòu),1、空腔共振吸收，如穿孔石膏板、狹縫吸音磚等。,2、薄膜、薄板共振吸聲結(jié)構(gòu)，如玻璃、薄金屬板、架空木地板、空木墻裙等。,第一節(jié) 吸聲材料（結(jié)構(gòu)）的分類及吸聲特性,2020年9月24日,15,1、共振吸聲原理和吸聲特性,條件：a、孔頸尺寸比波長小得多，其中的空氣彈性變形小看成質(zhì)量塊；

9、b、空腔體積比頸部大得多，空氣彈簧作用c、入射聲波f與固有振動f0相等時，振動摩擦消耗能量 特點 ：1）共振頻率附近有很大吸收，吸收頻帶窄； 2）共振頻率低 穿孔板的吸聲原理及吸聲影響因素 薄膜共振吸聲頻率200-1000Hz，最大a=0.3--0.4。 建筑中一般作為中低頻的吸聲材料 薄板共振吸聲頻率80-300Hz，最大a=0.2--0.5。 一般作為低頻的吸聲材料,第一節(jié) 吸聲材料（結(jié)構(gòu)）的分類及吸聲特性,2020年9月24日,16,狹縫吸音磚內(nèi)如放入吸聲材料則增大吸聲效果 右圖為美國某音樂教室。 下圖為狹縫吸音磚放入玻璃棉的情況。,第一節(jié) 吸聲材料（結(jié)構(gòu)）的分類及吸聲特性,202

10、0年9月24日,17,共振吸聲效果和吸聲腔內(nèi)加入吸聲材料（玻璃棉）后的吸聲效果,第一節(jié) 吸聲材料（結(jié)構(gòu)）的分類及吸聲特性,2020年9月24日,18,1、空間吸聲體。2、尖劈強(qiáng)吸聲結(jié)構(gòu)（聲阻逐漸加大）。,四 特殊吸聲結(jié)構(gòu),第一節(jié) 吸聲材料（結(jié)構(gòu)）的分類及吸聲特性,2020年9月24日,19,3、可變吸聲結(jié)構(gòu) 利用改變吸聲面和反 射面的方法調(diào)整吸聲 量（如右圖） 4、空氣吸收。由于空氣的熱傳導(dǎo)與粘滯性，以及空氣中水分子對氧分子振動狀態(tài)的影響等造成。聲音頻率越大，空氣吸收越強(qiáng)烈(一般大于2KHz將進(jìn)行考慮)。 5、洞口。在劇院中，舞臺臺口相當(dāng)于一個偶合空間，臺口后有天幕、側(cè)幕、布景等吸聲材料。其吸

11、聲系數(shù)一般為0.3-0.5,第一節(jié) 吸聲材料（結(jié)構(gòu)）的分類及吸聲特性,2020年9月24日,20,五 吸聲在建筑聲學(xué)中的應(yīng)用舉例 1、 室內(nèi)音質(zhì)的控制,玻璃棉產(chǎn)品可以制成吊頂板、貼墻板、空間吸聲體等，在建筑室內(nèi)起到吸聲作用，降低混響時間。 一般地，房間體積越大，混響時間越長，語言清晰度越差，為了保證語言清晰度，需要在室內(nèi)做吸聲，控制混響時間。如禮堂、教室、體育場，電影院。 對音樂用建筑，為了保證一定豐滿度，混響時間要比長一些，但也不能過長，可以使用吸聲控制。 在廳堂建筑中，為了防止回聲、聲反饋、聲聚焦等聲學(xué)缺陷，常在后墻面、二層眺臺欄桿面、側(cè)墻面及局部使用吸聲。,第一節(jié) 吸聲材料（結(jié)構(gòu)）

12、的分類及吸聲特性,2020年9月24日,21,2、 吸聲降噪,在車間、廠房、大的開敞式空間（機(jī)場大廳、辦公室、展廳等），由于混響聲的原因，會使噪聲比之同樣聲源在室外高10-15dB。，通過在室內(nèi)布置吸聲材料，可以使混響聲被吸掉，降低室內(nèi)噪聲。 吸聲降噪最多可以獲得10-15dB的降噪量。降噪量=10lg(A0/A1),未加入吸聲材料時室內(nèi)吸聲量越少，加入吸聲材料后室內(nèi)吸聲量越多，降噪效果越好。,第一節(jié) 吸聲材料（結(jié)構(gòu)）的分類及吸聲特性,2020年9月24日,22,大面積使用尖劈進(jìn)行吸聲降噪。,第一節(jié) 吸聲材料（結(jié)構(gòu)）的分類及吸聲特性,2020年9月24日,23,第一節(jié) 吸聲材料（結(jié)構(gòu)）的分類及吸聲特性,