建筑聲學(xué)第三章吸音材料與吸聲結(jié)構(gòu)

建筑聲學(xué)第三章吸音材料與吸聲結(jié)構(gòu)1第1頁，共70頁，2023年，2月20日，星期一第一節(jié)吸聲材料一、吸聲材料的作用１、縮短和調(diào)整混響時(shí)間，2、控制反射聲、3、消除回聲、4、改善音質(zhì)，改變聲場(chǎng)分布２、用于噪音控制2第2頁，共70頁，2023年，2月20日，星期一二、描述吸聲材料的特征量：吸聲系數(shù)；描述吸聲材料吸聲性能的指標(biāo)：吸聲系數(shù)注意：吸聲系數(shù)是一個(gè)與頻率有關(guān)的物理量。②吸聲頻率特性；材料的吸聲系數(shù)相對(duì)于頻率的特性曲線或列表③吸聲量（吸聲系數(shù)乘以吸聲面積）。

3第3頁，共70頁，2023年，2月20日，星期一吸聲材料的選用原則：（1）、吸聲系數(shù)高；（2）、吸聲頻帶寬；（3）、材料的耐久性好。（4）、材料的裝飾性、防火防腐、防蟲駐、質(zhì)輕、防潮等。4第4頁，共70頁，2023年，2月20日，星期一二、吸聲材料的分類按吸聲機(jī)理分：１、多孔吸聲材料：（１）、纖維狀（礦棉，玻璃棉、麻、棉、毛、軟木）（２）、顆粒狀（泡沫混凝土）（３）、泡沫狀（泡沫塑料）２、共振吸聲材料：（1）、單腔共振吸聲；（2）、穿孔板；（3）、薄膜共振；5第5頁，共70頁，2023年，2月20日，星期一（4）、薄板共振；（5）、窄縫共振結(jié)構(gòu)3、特殊吸聲結(jié)構(gòu)：（1）空間吸聲體（2）尖劈（3）可變吸聲體4、有源吸聲（電子吸聲）。

6第6頁，共70頁，2023年，2月20日，星期一

吸聲材料的選用原則：（1）、吸聲系數(shù)高；（2）、吸聲頻帶寬；（3）、材料的耐久性好。（4）、材料的裝飾性、防火防腐、防蟲駐、質(zhì)輕、防潮等。7第7頁，共70頁，2023年，2月20日，星期一第二節(jié)、多孔吸聲材料（一）材料特點(diǎn)：——透氣性材料具有大量?jī)?nèi)外連通的微小間歇和連續(xù)氣泡，具有通氣性。（二）吸聲原理：當(dāng)聲波入射到材料表面時(shí)，很快順著微孔進(jìn)入材料內(nèi)部，引起空歇間的空氣振動(dòng)，由于摩擦使一部分聲能轉(zhuǎn)化為熱能而被吸收。8第8頁，共70頁，2023年，2月20日，星期一

吸聲條件：聲波很容易進(jìn)入微孔內(nèi)。吸聲頻率特點(diǎn)：

對(duì)中高頻有很好的吸聲特性，吸聲系數(shù)隨頻率的升高而增大。

α在500Hz以上可達(dá)到0.5~0.9。（三）影響吸聲性能的因素：

9第9頁，共70頁，2023年，2月20日，星期一1、材料厚度的影響：一般而言、厚度增加，低頻的吸聲效果提高，高頻影響不大。10第10頁，共70頁，2023年，2月20日，星期一幾種多孔材料的厚度：玻璃棉、礦棉和巖棉50——100mm吸聲阻燃泡沫塑料20——50mm礦棉吸聲板12——25mm纖維板13——20mm阻燃化纖毯和阻燃織物3——10mm毛氈11第11頁，共70頁，2023年，2月20日，星期一2、材料密度的影響：在一定條件下、增大密度可以改善低中頻的吸聲性能；不同的材料存在不同的最佳密度值12第12頁，共70頁，2023年，2月20日，星期一3、材料后部空腔的影響：在材料后面設(shè)有一定空腔（空氣層），其作用相當(dāng)于加大材料的有效厚度。13第13頁，共70頁，2023年，2月20日，星期一4、材料表面處理影響：外飾面必須選用透氣性好的材料。外飾面的處理不能賭塞氣孔。5、吸濕、吸水的影響6、聲波入射的條件14第14頁，共70頁，2023年，2月20日，星期一15第15頁，共70頁，2023年，2月20日，星期一16第16頁，共70頁，2023年，2月20日，星期一17第17頁，共70頁，2023年，2月20日，星期一第三節(jié)、共振吸聲結(jié)構(gòu)一、亥母霍茲共振器f0f吸聲特點(diǎn)質(zhì)量——彈簧系統(tǒng)吸聲特點(diǎn)：存在共振峰，共振峰處吸聲量最大，吸聲頻帶窄。f0f吸聲特點(diǎn)阻力大阻力小18第18頁，共70頁，2023年，2月20日，星期一愛樂音樂廳亥姆霍茲共振器19第19頁，共70頁，2023年，2月20日，星期一20第20頁，共70頁，2023年，2月20日，星期一21第21頁，共70頁，2023年，2月20日，星期一22第22頁，共70頁，2023年，2月20日，星期一吸聲原理：當(dāng)外界入射聲波頻率f和系統(tǒng)固有頻率f0相等時(shí)，孔徑中的空氣柱就由于共振而產(chǎn)生劇烈共振，在振動(dòng)中，空氣柱和孔徑側(cè)壁摩擦而消耗聲能。吸聲頻率：f0=c（S/(V（t+)))1/2/2S_---頸口的斷面積V---空腔容積t----為細(xì)頸深度—開口末端修正量。。23第23頁，共70頁，2023年，2月20日，星期一二、穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)1、構(gòu)造特點(diǎn)：由各種穿孔的薄板與他們背后的空氣層組成。它可看成由多個(gè)亥母霍茲共振腔組成。2、吸聲頻率特點(diǎn)：存在共振峰，在共振峰附近吸聲量最大。一般吸收中頻，與多孔材料結(jié)合使用吸收中高頻，背后留大空腔還能吸收低頻。24第24頁，共70頁，2023年，2月20日，星期一吸聲頻率：f0=c（P/(L（t+)))1/2/2P---穿孔率L---空腔容積t----為細(xì)頸深度—開口末端修正量。P=Sk/SzV=LSzL=V/Sz25第25頁，共70頁，2023年，2月20日，星期一26第26頁，共70頁，2023年，2月20日，星期一27第27頁，共70頁，2023年，2月20日，星期一28第28頁，共70頁，2023年，2月20日，星期一29第29頁，共70頁，2023年，2月20日，星期一3、影響吸聲特性的因素：板厚、孔徑、穿孔率空腔深度、板后是否填多孔材料。例：鋁穿孔板、石膏穿孔板、高壓水泥沖孔板等4、改善穿孔板的吸聲特性：30第30頁，共70頁，2023年，2月20日，星期一在穿孔板后填多孔材料：共振頻率向低頻方向移動(dòng)，吸聲頻帶拓寬，吸聲系數(shù)提高。雙層穿孔板：吸聲頻帶在2—3個(gè)倍頻程內(nèi)得到較高的吸聲系數(shù)。微穿孔板：孔徑在1mm以下，板后無須加多孔材料即可獲得好的吸聲效果。31第31頁，共70頁，2023年，2月20日，星期一32第32頁，共70頁，2023年，2月20日，星期一第四節(jié)、薄板吸聲結(jié)構(gòu)：1、原理：薄板結(jié)構(gòu)在聲波的作用下本身產(chǎn)生振動(dòng)，震動(dòng)時(shí)板變形并與龍骨摩擦損耗，消耗聲能。2、吸聲特點(diǎn)：存在共振峰，當(dāng)聲波頻率與板的振動(dòng)頻率相吻合時(shí)發(fā)生共振，消耗聲能最多；共振峰在低頻范圍，對(duì)低頻有較好的吸聲特性。例：膠合板（10mm）、硬質(zhì)纖維板、石膏板、金屬板等。33第33頁，共70頁，2023年，2月20日，星期一薄膜吸聲結(jié)構(gòu)——上例中薄板用不透氣軟質(zhì)膜狀材料替代，對(duì)低頻也有較好的吸聲特性。34第34頁，共70頁，2023年，2月20日，星期一第五節(jié)其它吸聲結(jié)構(gòu)一、織物簾幕吸聲——是多孔材料中的特例1、構(gòu)造：懸掛的紡織品與墻間保持一定距離2、特性：中高頻吸聲，且有吸聲峰值頻率吸聲系數(shù)隨打褶程度的增加而增加設(shè)置空腔后其吸聲性能有顯著的提高，對(duì)中高頻甚至低頻都具有一定的吸聲作用。3、作用：①吸聲；②軟隔斷，減小體積。35第35頁，共70頁，2023年，2月20日，星期一4、影響織物吸聲的因素：簾幕的材質(zhì)、單位面積的重量、打褶的狀況、簾幕離剛性壁面的距離（空腔）。

織物簾幕后沒有空腔時(shí)，各種面密度的簾幕吸聲性能差別很小。36第36頁，共70頁，2023年，2月20日，星期一37第37頁，共70頁，2023年，2月20日，星期一二、特殊吸聲結(jié)構(gòu)1、空間吸聲體把吸聲材料或結(jié)構(gòu)懸掛在空間，使各個(gè)界面全部暴露在空間中，稱之為空間吸聲體。1）、構(gòu)造：木制或金屬框架，透氣性好的飾面，內(nèi)填多孔材料。38第38頁，共70頁，2023年，2月20日，星期一2）、特點(diǎn)：①、有效吸聲面大；②、主要吸中高頻；③、安裝使用方便。3）、使用要點(diǎn)：①放置在聲能密度最大處，聲聚焦處②當(dāng)墻面無法布置吸聲材料時(shí)常使用。③用于象體育館那樣的大空間控制混響時(shí)間和音質(zhì)缺陷，非常有效

39第39頁，共70頁，2023年，2月20日，星期一40第40頁，共70頁，2023年，2月20日，星期一41第41頁，共70頁，2023年，2月20日，星期一42第42頁，共70頁，2023年，2月20日，星期一43第43頁，共70頁，2023年，2月20日，星期一44第44頁，共70頁，2023年，2月20日，星期一45第45頁，共70頁，2023年，2月20日，星期一46第46頁，共70頁，2023年，2月20日，星期一47第47頁，共70頁，2023年，2月20日，星期一48第48頁，共70頁，2023年，2月20日，星期一49第49頁，共70頁，2023年，2月20日，星期一50第50頁，共70頁，2023年，2月20日，星期一51第51頁，共70頁，2023年，2月20日，星期一52第52頁，共70頁，2023年，2月20日，星期一2、可變吸聲結(jié)構(gòu)可變方式：（1）材料可變通過翻轉(zhuǎn)、升降、推拉等方式（2）空間可變53第53頁，共70頁，2023年，2月20日，星期一54第54頁，共70頁，2023年，2月20日，星期一55第55頁，共70頁，2023年，2月20日，星期一56第56頁，共70頁，2023年，2月20日，星期一57第57頁，共70頁，2023年，2月20日，星期一十、有源吸聲（電子吸聲）58第58頁，共70頁，2023年，2月20日，星期一59第59頁，共70頁，2023年，2月20日，星期一十一、吸聲尖劈在中高頻范圍吸聲系數(shù)在0.99以上。注意尖劈的尺寸60第60頁，共70頁，2023年，2月20日，星期一61第61頁，共70頁，2023年，2月20日，星期一十二、人、家具、洞口和空氣吸收注意:選用吸聲材料從聲學(xué)的角度應(yīng)考慮吸聲材料類型、構(gòu)造方法（材料厚度、空腔厚度、龍骨間距等）、吸聲頻率特性、面層材料等因素。作業(yè)：敘述各種吸聲材料和吸聲體的吸聲頻率特性和吸聲機(jī)理。62第62頁，共70頁，2023年，2月20日，星期一十三、使用吸聲材料和結(jié)構(gòu)的常見錯(cuò)誤1、誤認(rèn)為表面凹凸不平就有吸聲功能2、誤認(rèn)為只要是軟包就有良好的吸聲性能。吸聲材料的厚度至少要大于10mm，要獲得好的吸聲效果，厚度至少要大于50mm。空腔的厚度應(yīng)大于30mm。3、誤認(rèn)為只要放置了吸聲材料就有吸聲效果。

63第63頁，共70頁，2023年，2月20日，星期一64第64頁，共70頁，2023年，2月20日，星期一3、誤認(rèn)為只要放置了吸聲材料就有吸聲效果。4、在施工中破壞多孔材料表面或飾面材料的透聲性（1）在多孔性吸聲材料表面刷油漆或涂料（2）由于刷膠等工序破壞飾面材料的透聲性（3）使用透聲性能差的面層材料65第65頁，共70頁，2023年，2月20日，星期一5、誤認(rèn)為穿孔板都有良好的低頻吸聲性能穿孔板組合共振吸聲構(gòu)造，必須滿足：1）、板面必須有一定的穿孔率?？妆仨毚┩浮?）、板后必須有一定厚度的空腔（大于30mm)66第66頁，共70頁，2023年，2月20日，星期一空間吸聲體燈具實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^空間吸聲體燈具的制作和實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生掌握吸聲材料的特性及用途，掌握燈具設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的因素，同時(shí)通過實(shí)驗(yàn)使學(xué)生了解室內(nèi)聲環(huán)境和光環(huán)境，并了解空間吸聲體改變室內(nèi)聲環(huán)境和光環(huán)境的作用。二、空間吸聲體模型制作要求按