第六章建筑聲學材料

1、掌握：掌握：1 1、聲學的基本知識；、聲學的基本知識；2 2、吸聲材料和吸聲結(jié)構(gòu)的種類及其吸、吸聲材料和吸聲結(jié)構(gòu)的種類及其吸 聲原理；聲原理；3 3、聲學材料的分類；、聲學材料的分類；4 4、建筑工程中怎樣選擇吸聲材料和吸、建筑工程中怎樣選擇吸聲材料和吸聲結(jié)構(gòu)？聲結(jié)構(gòu)？ 第六章第六章 建筑聲學材料建筑聲學材料第一節(jié)第一節(jié) 聲學材料概述聲學材料概述 第二節(jié)第二節(jié) 聲學的基本知識聲學的基本知識 第三節(jié)第三節(jié) 建筑聲學材料（結(jié)構(gòu)）的基本建筑聲學材料（結(jié)構(gòu)）的基本 特性特性第四節(jié)第四節(jié) 吸聲材料吸聲材料第五節(jié)第五節(jié) 隔聲材料隔聲材料第六節(jié)第六節(jié) 聲學材料（結(jié)構(gòu)）的選用原則聲學材料（結(jié)構(gòu)）的選用原則 第

2、六章第六章 建筑聲學材料建筑聲學材料一一. .建筑聲學的基本任務建筑聲學的基本任務 研究室內(nèi)聲波傳輸?shù)奈锢項l件和聲學處理方法研究室內(nèi)聲波傳輸?shù)奈锢項l件和聲學處理方法 ；保證室內(nèi)具有良好聽聞條件；保證室內(nèi)具有良好聽聞條件；研究控制建筑物內(nèi)、外部一定空間內(nèi)的噪聲干擾和危害。研究控制建筑物內(nèi)、外部一定空間內(nèi)的噪聲干擾和危害。 公元前一世紀，羅馬建筑師維特魯威的公元前一世紀，羅馬建筑師維特魯威的建筑十書建筑十書記述音記述音響調(diào)節(jié)方法，如利用共鳴缸和反射面以增加演出的音量等。響調(diào)節(jié)方法，如利用共鳴缸和反射面以增加演出的音量等。19 19 世紀末，歐洲經(jīng)典聲學發(fā)展到最高峰。世紀末，歐洲經(jīng)典聲學發(fā)展到最高峰

3、。 20 20 世紀初，建筑聲學內(nèi)容逐漸充實，應用廣泛。世紀初，建筑聲學內(nèi)容逐漸充實，應用廣泛。直到直到 1929 1929 年，美國聲學學會。年，美國聲學學會。 二二. .建筑聲學的發(fā)展建筑聲學的發(fā)展 第六章第六章 建筑聲學材料建筑聲學材料第一節(jié)第一節(jié) 聲學材料概述聲學材料概述 三三. .研究建筑聲學的目的研究建筑聲學的目的1 1、給聽音場所提供產(chǎn)生、傳播、收聽所需聲音的最佳、給聽音場所提供產(chǎn)生、傳播、收聽所需聲音的最佳條件條件 ；2 2、排除或減少噪聲或震動干擾。、排除或減少噪聲或震動干擾。 聲源、傳聲通道和聽者之間的關系。聲源、傳聲通道和聽者之間的關系。四四. .建筑聲學的研究對象建筑聲

4、學的研究對象 五五. .建筑聲學的研究手段建筑聲學的研究手段 通過結(jié)構(gòu)的合理設計及對聲學材料的適當應用，從通過結(jié)構(gòu)的合理設計及對聲學材料的適當應用，從而控制聲音的傳播，達到改善聲音接受者的聽聞感受。而控制聲音的傳播，達到改善聲音接受者的聽聞感受。 第六章第六章 建筑聲學材料建筑聲學材料六六. . 聲學材料聲學材料1 1、吸聲材料：吸聲作用較強的材料、吸聲材料：吸聲作用較強的材料 ；2 2、隔聲材料：隔聲作用較強的材料、隔聲材料：隔聲作用較強的材料 ；3 3、透聲材料：聲波入射到材料層上能夠無反射，無損、透聲材料：聲波入射到材料層上能夠無反射，無損耗地通過，這樣的材料耗地通過，這樣的材料 。 第

5、六章第六章 建筑聲學材料建筑聲學材料七七. . 廳堂設計的聲學要求廳堂設計的聲學要求1 1、各個部位都應有足夠的響度、各個部位都應有足夠的響度 ；2 2、聲能應均勻分布、聲能應均勻分布 ；3 3、應具有最佳的混響特性；、應具有最佳的混響特性；4 4、不應出現(xiàn)回聲、長延遲反射聲、顫動回聲等缺陷。、不應出現(xiàn)回聲、長延遲反射聲、顫動回聲等缺陷。 第六章第六章 建筑聲學材料建筑聲學材料八八. . 室外聲波的傳播特性室外聲波的傳播特性1 1、聲源的方向性：、聲源的方向性：聲波波長比聲源的尺寸大很多倍時，聲波較均勻地向各方向傳播；聲波波長比聲源的尺寸大很多倍時，聲波較均勻地向各方向傳播；聲波波長小于聲源的

6、尺寸時，集中向正前方一個尖銳的圓錐體的范圍內(nèi)聲波波長小于聲源的尺寸時，集中向正前方一個尖銳的圓錐體的范圍內(nèi)傳播。傳播。2 2、聲波的反射和折射：、聲波的反射和折射： 3 3、聲波的繞射（衍射）和散射：、聲波的繞射（衍射）和散射： 4 4、聲波干涉：、聲波干涉： 振幅相同、頻率相等、相位差為零或恒定振幅相同、頻率相等、相位差為零或恒定 。5 5、聲駐波：、聲駐波： 振幅相同、頻率相等、相位差為零或恒定振幅相同、頻率相等、相位差為零或恒定 。 第六章第六章 建筑聲學材料建筑聲學材料一一. .聲音的產(chǎn)生與傳播聲音的產(chǎn)生與傳播 輻射聲音的振動物體稱為聲源輻射聲音的振動物體稱為聲源 ；聲波依靠介質(zhì)的質(zhì)點

7、的振動向外傳播；聲波依靠介質(zhì)的質(zhì)點的振動向外傳播；振動方向與波傳播方向平行，稱縱波；振動方向與波傳播方向平行，稱縱波；振動方向與波傳播方向垂直，稱橫波；振動方向與波傳播方向垂直，稱橫波；聲源完成一次振動所經(jīng)歷的時間，稱周期；聲源完成一次振動所經(jīng)歷的時間，稱周期；T T表示，表示，s s1s1s內(nèi)振動的次數(shù)稱頻率；內(nèi)振動的次數(shù)稱頻率；f f表示，赫茲表示，赫茲 f=1/Tf=1/T1.1.頻率頻率 第二節(jié)第二節(jié) 聲學的基本知識聲學的基本知識 第六章第六章 建筑聲學材料建筑聲學材料2.2.波長波長 聲波在傳播途徑上，兩相鄰同相位質(zhì)點間的距離。聲波在傳播途徑上，兩相鄰同相位質(zhì)點間的距離。 聲波在彈性

8、介質(zhì)中的傳播速度；聲波在彈性介質(zhì)中的傳播速度；c c表示，不是質(zhì)點振動表示，不是質(zhì)點振動的速度，是振動狀態(tài)傳播的速度；的速度，是振動狀態(tài)傳播的速度； 波速的大小與振動的特性無關，與介質(zhì)的彈性、密度及波速的大小與振動的特性無關，與介質(zhì)的彈性、密度及溫度有關。溫度有關。一定介質(zhì)中聲速是一定的，頻率越高，波長就越短。一定介質(zhì)中聲速是一定的，頻率越高，波長就越短。室溫下空氣中聲速室溫下空氣中聲速340m/s;340m/s;1004000Hz1004000Hz波長：波長：3.40.085m;3.40.085m;人耳能聽到的聲波頻率：人耳能聽到的聲波頻率：2020000Hz2020000Hz。3.3.聲速

9、聲速 第六章第六章 建筑聲學材料建筑聲學材料4.4.頻帶頻帶 進行聲音測量時，規(guī)定將聲音的頻率進行聲音測量時，規(guī)定將聲音的頻率范圍劃分成若干個區(qū)段。范圍劃分成若干個區(qū)段。每個頻帶有一個上限頻率每個頻帶有一個上限頻率f1f1和一個下限頻率和一個下限頻率f2f2，帶寬就為，帶寬就為f1-f2f1-f2。每每頻帶以其中心頻率頻帶以其中心頻率fcfc標度，標度， 第六章第六章 建筑聲學材料建筑聲學材料5 5、聲波的衍射與反射、聲波的衍射與反射（1 1）波振面）波振面 聲波從聲源出發(fā)，在同一介質(zhì)中按一定方向傳播，在聲波從聲源出發(fā)，在同一介質(zhì)中按一定方向傳播，在某一時刻，波動所達到的各點包絡面。某一時刻，

10、波動所達到的各點包絡面。（2 2）聲線）聲線 表示聲波傳播的途徑，各向同性的介質(zhì)中聲線是直線表示聲波傳播的途徑，各向同性的介質(zhì)中聲線是直線且與波振面垂直。且與波振面垂直。 第六章第六章 建筑聲學材料建筑聲學材料（3 3）依據(jù)波陣面形狀的不同，將聲波劃分為：）依據(jù)波陣面形狀的不同，將聲波劃分為：平面波平面波波陣面為平面，由面聲源發(fā)出；波陣面為平面，由面聲源發(fā)出；柱面波柱面波波陣面為同軸柱面，由線聲源發(fā)出；波陣面為同軸柱面，由線聲源發(fā)出；球面波球面波波陣面為球面，由點盧源發(fā)。波陣面為球面，由點盧源發(fā)。 一個聲源是否可以被看成是點聲源，取決于聲一個聲源是否可以被看成是點聲源，取決于聲源的尺度與所討論

11、聲波波長的相對尺度。當聲源的源的尺度與所討論聲波波長的相對尺度。當聲源的尺度比它所輻射的聲波波長小得多時，可看成是點尺度比它所輻射的聲波波長小得多時，可看成是點聲源。所以往往一個尺度較大的聲源在低頻時可按聲源。所以往往一個尺度較大的聲源在低頻時可按點聲源考慮，而在中高頻則不可以。點聲源考慮，而在中高頻則不可以。 第六章第六章 建筑聲學材料建筑聲學材料1 1、孔洞的衍射、孔洞的衍射 衍射情況與孔洞大小有關：衍射情況與孔洞大小有關：孔的直徑小于波長，小孔的質(zhì)點近似新聲源，產(chǎn)生新球面波，與原波形無關；孔的直徑小于波長，小孔的質(zhì)點近似新聲源，產(chǎn)生新球面波，與原波形無關；孔的直徑大于波長，孔內(nèi)聲波仍按原

12、來波形前進；孔的直徑大于波長，孔內(nèi)聲波仍按原來波形前進；孔的直徑與波長相當，衍射聲波因波長而異產(chǎn)生復雜的干涉圖案?？椎闹睆脚c波長相當，衍射聲波因波長而異產(chǎn)生復雜的干涉圖案。2 2、障礙物的衍射、障礙物的衍射 障礙物的尺寸小于波長，大部分聲波仍按原來波形前進；障礙物的尺寸小于波長，大部分聲波仍按原來波形前進；障礙物的尺寸增大，反射波增加，聲影區(qū)擴大。障礙物的尺寸增大，反射波增加，聲影區(qū)擴大。3 3、障礙板邊緣的衍射、障礙板邊緣的衍射 聲影區(qū)隨波長增大而增大。聲音頻率越低，衍射現(xiàn)象越明顯。聲影區(qū)隨波長增大而增大。聲音頻率越低，衍射現(xiàn)象越明顯。聲波的衍射聲波的衍射 第六章第六章 建筑聲學材料建筑聲學

13、材料8 8、聲波的折射、反射和聲像、聲波的折射、反射和聲像 （1 1）聲波在傳播過程中，遇到尺寸比波長大得多的障礙板，聲）聲波在傳播過程中，遇到尺寸比波長大得多的障礙板，聲波被反射。波被反射。（2 2）如聲源發(fā)出的是球面波，凈反射仍是球面波。）如聲源發(fā)出的是球面波，凈反射仍是球面波。（3 3）反射聲波、折射聲波及入射聲波的關系，與界面兩側(cè)的媒）反射聲波、折射聲波及入射聲波的關系，與界面兩側(cè)的媒質(zhì)特性阻抗、入射聲波的入射角有關。質(zhì)特性阻抗、入射聲波的入射角有關。（4 4）反射定律：）反射定律： 入射線、反射線和反射面的法線在同一平面內(nèi)；入射線、反射線和反射面的法線在同一平面內(nèi)； 入射線和反射線分

14、別在法線的兩側(cè)；入射線和反射線分別在法線的兩側(cè)； 反射角等于入射角。反射角等于入射角。 第六章第六章 建筑聲學材料建筑聲學材料4 4、聲波的透射與吸收、聲波的透射與吸收 當聲波入射到建筑物時，聲能的一部分被反射，一部分透過當聲波入射到建筑物時，聲能的一部分被反射，一部分透過構(gòu)筑物，另一部分摩擦或熱傳導而被損耗，成為材料的吸收。構(gòu)筑物，另一部分摩擦或熱傳導而被損耗，成為材料的吸收。（1 1）根據(jù)能量守恒定律：）根據(jù)能量守恒定律： 式中：式中： E0E0總聲能；總聲能； E E反射的聲能；反射的聲能； E E吸收的聲能；吸收的聲能； E E透過構(gòu)筑物的聲能；透過構(gòu)筑物的聲能；EEEE0 第六章第六

15、章 建筑聲學材料建筑聲學材料透射系數(shù)透射系數(shù) 透射聲能與入射聲能之比；透射聲能與入射聲能之比；反射系數(shù)反射系數(shù) 反射聲能與入射聲能之比；反射聲能與入射聲能之比； 0EE0EE 第六章第六章 建筑聲學材料建筑聲學材料一般一般值小的材料值小的材料隔聲材料；隔聲材料； 值小的材料值小的材料吸聲材料。吸聲材料。吸聲系數(shù)吸聲系數(shù)吸收的聲能與入射聲能之比；吸收的聲能與入射聲能之比；0EE吸聲系數(shù)表示材料吸聲能力的大小。吸聲系數(shù)表示材料吸聲能力的大小。 第六章第六章 建筑聲學材料建筑聲學材料根據(jù)波的各種物理參量描述聲音的大小或強弱。根據(jù)波的各種物理參量描述聲音的大小或強弱。1 1、客觀量、客觀量聲壓、聲強和

16、聲功率以及聲壓級、聲強級和聲功率級。聲壓、聲強和聲功率以及聲壓級、聲強級和聲功率級。2 2、主觀量、主觀量響度及響度級。響度及響度級。dBdB（A A）為常見的對瞬時噪聲的計量單位。）為常見的對瞬時噪聲的計量單位。二、聲音的計量二、聲音的計量 第六章第六章 建筑聲學材料建筑聲學材料 第三節(jié)第三節(jié) 建筑聲學材料的基本特性建筑聲學材料的基本特性 聲波是由于空氣的振動形成疏密波傳播，相當于在原聲波是由于空氣的振動形成疏密波傳播，相當于在原來大氣壓強上疊加一個變化的壓強，這個疊加上去的壓強稱聲來大氣壓強上疊加一個變化的壓強，這個疊加上去的壓強稱聲壓。壓。（1 1）聲壓較大，聽到的聲音就響；）聲壓較大，

17、聽到的聲音就響；（2 2）聲壓與發(fā)聲體振動的振幅有關，與波長無關；）聲壓與發(fā)聲體振動的振幅有關，與波長無關；（3 3）聲壓有大小、無方向，聲壓的作用力不是恒定的，是隨時）聲壓有大小、無方向，聲壓的作用力不是恒定的，是隨時間疏密不斷變化的。間疏密不斷變化的。（4 4）通常用一段時間內(nèi)的有效聲壓表示，當聲壓變化為周期性）通常用一段時間內(nèi)的有效聲壓表示，當聲壓變化為周期性時，該時間內(nèi)壓力的均方根表示有效聲壓；時，該時間內(nèi)壓力的均方根表示有效聲壓；3 3、聲壓、聲壓P P 第三節(jié)第三節(jié) 建筑聲學材料的基本特性建筑聲學材料的基本特性（5 5）如未說明，均指有效聲壓；）如未說明，均指有效聲壓；正常人耳，當

18、正常人耳，當f=1000HZf=1000HZ，P=2P=210-510-5，可聽到；，可聽到；可聽低限，當可聽低限，當f=1000HZf=1000HZ，P=2P=210-510-5，叫耳闊；，叫耳闊；可聽高限，可聽高限， P=20PaP=20Pa，痛闊。，痛闊。 第三節(jié)第三節(jié) 建筑聲學材料的基本特性建筑聲學材料的基本特性4 4、聲壓級、聲壓級 將聲音按對數(shù)方式分等級計量聲音的大小，單位是分貝將聲音按對數(shù)方式分等級計量聲音的大小，單位是分貝（dBdB）。）。（1 1）根據(jù)能量守恒定律：）根據(jù)能量守恒定律：0lg20ppLP式中：式中： LpLp聲壓級（聲壓級（dBdB）；）； pp聲壓（聲壓（P

19、aPa）；）； p0p0參考基準聲壓為參考基準聲壓為2 210-5 Pa10-5 Pa；國際上統(tǒng)一規(guī)定：人耳剛能聽到的聲壓級為國際上統(tǒng)一規(guī)定：人耳剛能聽到的聲壓級為0dB0dB；聲壓級每變化聲壓級每變化1dB1dB，相當于聲壓變化，相當于聲壓變化12%12%，聲壓級每變，聲壓級每變化化6dB6dB，就相當于聲壓變化，就相當于聲壓變化1 1倍；倍； 第三節(jié)第三節(jié) 建筑聲學材料的基本特性建筑聲學材料的基本特性5 5、聲功率及聲功率級、聲功率及聲功率級聲源輻射聲波時對外做功；聲源輻射聲波時對外做功；聲功率聲功率聲源單位時間內(nèi)向外輻射的聲能，記為聲源單位時間內(nèi)向外輻射的聲能，記為W,W,單位為單位為w

20、 w；聲功率用級來表示，即聲功率聲功率用級來表示，即聲功率Lw,Lw,單位是單位是dBdB；式中：式中： LwLw聲功率級（聲功率級（dBdB）；）； ww聲功率（聲功率（w w）；）； w0w0參考基準聲功為參考基準聲功為10-210-2；6dB6dB，就相當于聲壓變化，就相當于聲壓變化1 1倍；倍；0lg10wwLw 第三節(jié)第三節(jié) 建筑聲學材料的基本特性建筑聲學材料的基本特性對于球面擴散的聲波，當距離聲源時：對于球面擴散的聲波，當距離聲源時： Lp=Lw-20lg-10.9Lp=Lw-20lg-10.9對于半球面擴散：對于半球面擴散： Lp=Lw-20lg-7.9 Lp=Lw-20lg-7

21、.9 第三節(jié)第三節(jié) 建筑聲學材料的基本特性建筑聲學材料的基本特性6 6、聲強與聲強級、聲強與聲強級（1 1）聲強）聲強I I 在垂直于聲傳播方向上，通過單位面積的聲能的多少；在垂直于聲傳播方向上，通過單位面積的聲能的多少；w/m2;w/m2;由自由聲場中，點聲強與聲功率為：由自由聲場中，點聲強與聲功率為： W=W=遠場的聲強與聲壓的關系：遠場的聲強與聲壓的關系： I=I=式中：式中： PrPr遠場處的聲壓，遠場處的聲壓，PaPa； P0P0參考基準聲壓，參考基準聲壓，2 210-5 Pa10-5 Pa；24 rW0PPr 第三節(jié)第三節(jié) 建筑聲學材料的基本特性建筑聲學材料的基本特性（2 2）聲強

22、級）聲強級LILI 聲強用級來表示，單位：聲強用級來表示，單位：dBdB；式中：式中： LILI聲強級；聲強級； II聲強聲強,w/m2,w/m2； L0L0基準聲強，基準聲強， 10-12 w/m210-12 w/m2；0lg10IILI 第三節(jié)第三節(jié) 建筑聲學材料的基本特性建筑聲學材料的基本特性（3 3）聲壓與聲強級的關系）聲壓與聲強級的關系cLLPI.400lg100式中：0式中：式中： 空氣密度；空氣密度； cc空氣的聲速；空氣的聲速； 第三節(jié)第三節(jié) 建筑聲學材料的基本特性建筑聲學材料的基本特性7 7、響度和響度級、響度和響度級（1 1）響度）響度N N 度量一個聲音比另一個聲音響多少

23、的量，單位：宋度量一個聲音比另一個聲音響多少的量，單位：宋（sonesone）；）；（2 2）聲壓越大，聲音越響，但不成比例；）聲壓越大，聲音越響，但不成比例；不能單純的用聲壓級大小衡量聲音輕或響。不能單純的用聲壓級大小衡量聲音輕或響。（3 3）響度級）響度級LNLN與響度與響度N N的關系的關系NLNlg33.3340 第三節(jié)第三節(jié) 建筑聲學材料的基本特性建筑聲學材料的基本特性8 8、噪度、噪度NnNn和感覺噪度級和感覺噪度級LPNLPN(1)(1)感覺噪度感覺噪度 人們對噪聲煩擾感覺的反應程度，單位：吶（人們對噪聲煩擾感覺的反應程度，單位：吶（noynoy）；）；（2 2）一個）一個3 n

24、oy3 noy聲音聽起來為聲音聽起來為1 noy1 noy聲音的聲音的3 3倍響；倍響；（3 3）感覺噪聲級）感覺噪聲級LPNLPN Nn=20.1(LPN-40) Nn=20.1(LPN-40)40lg3 .33NLPN式中：式中： LPNLPN感覺噪聲級（感覺噪聲級（PNdBPNdB）；）； NnNn感覺噪度（感覺噪度（noynoy）；）； 第三節(jié)第三節(jié) 建筑聲學材料的基本特性建筑聲學材料的基本特性9 9、A A聲級與等效連續(xù)聲級與等效連續(xù)A A聲級聲級（1 1）A A聲級是單一的數(shù)值，是噪聲的所有頻率成聲級是單一的數(shù)值，是噪聲的所有頻率成分的綜合反映；分的綜合反映；（2 2）A A聲級總

25、比響度級低聲級總比響度級低12dB12dB左右；左右；（3 3）A A聲級只反映了噪聲影響與頻率的關系，噪聲級只反映了噪聲影響與頻率的關系，噪聲影響與持續(xù)時間有關；聲影響與持續(xù)時間有關；（4 4）對于簡短的隨時間變化的噪聲，應以等效）對于簡短的隨時間變化的噪聲，應以等效A A聲級評價；聲級評價； 第三節(jié)第三節(jié) 建筑聲學材料的基本特性建筑聲學材料的基本特性 “ “等效等效A A聲級聲級”：按分貝運算規(guī)則，把：按分貝運算規(guī)則，把A A聲級對聲級對時間進行平均后所得的結(jié)果。時間進行平均后所得的結(jié)果。)10(1lg1011101iniLniieqttLAi1010、聲級疊加、聲級疊加 幾個聲音的聲壓級

26、相加時，總聲壓級不是幾個幾個聲音的聲壓級相加時，總聲壓級不是幾個聲壓級的簡單算術和。聲壓級的簡單算術和。 第三節(jié)第三節(jié) 建筑聲學材料的基本特性建筑聲學材料的基本特性一、吸聲材料和吸聲結(jié)構(gòu)一、吸聲材料和吸聲結(jié)構(gòu) 當聲波在一定空間傳播，并入射至材料或當聲波在一定空間傳播，并入射至材料或結(jié)構(gòu)壁面時，有部分聲能被反射，另一部分被吸收。結(jié)構(gòu)壁面時，有部分聲能被反射，另一部分被吸收。由于這種吸收特性，使反射聲能減少，從而使噪聲由于這種吸收特性，使反射聲能減少，從而使噪聲得以降低。這種具有吸聲特性的材料和結(jié)構(gòu)稱為吸得以降低。這種具有吸聲特性的材料和結(jié)構(gòu)稱為吸聲材料和吸聲結(jié)構(gòu)。聲材料和吸聲結(jié)構(gòu)。1 1、分類、

27、分類（1 1）按吸聲機理分）按吸聲機理分 多孔性吸聲材料；多孔性吸聲材料； 共振吸聲結(jié)構(gòu)；共振吸聲結(jié)構(gòu)； 空間吸聲體；空間吸聲體； 吸聲劈尖結(jié)構(gòu)；吸聲劈尖結(jié)構(gòu)； 簾幕吸聲體。簾幕吸聲體。主要吸聲材料的種類主要吸聲材料的種類 第四節(jié)第四節(jié) 吸聲材料吸聲材料名稱名稱例子例子 主要吸聲特性主要吸聲特性多孔材料多孔材料礦棉、玻璃棉、泡沫塑料、毛礦棉、玻璃棉、泡沫塑料、毛氈氈中高頻吸聲好，背后中高頻吸聲好，背后留空腔還能吸收低頻留空腔還能吸收低頻板狀材料板狀材料膠合板、石棉水泥、石膏板、膠合板、石棉水泥、石膏板、硬纖維板硬纖維板低頻吸收較好低頻吸收較好穿孔板穿孔板穿孔膠合板、石棉水泥、石膏、穿孔膠合板、

28、石棉水泥、石膏、金屬板金屬板中頻吸收較好中頻吸收較好吸聲天花板吸聲天花板礦棉、玻璃棉、軟質(zhì)纖維板礦棉、玻璃棉、軟質(zhì)纖維板透氣的同多孔材料，透氣的同多孔材料，不透氣的同板材不透氣的同板材膜狀材料膜狀材料塑料薄膜、帆布、人造革塑料薄膜、帆布、人造革吸收中低頻吸收中低頻柔性材料柔性材料海綿、乳膠塊海綿、乳膠塊氣孔不連通，靠共振氣孔不連通，靠共振有選擇地吸收中頻有選擇地吸收中頻（2 2）按外觀和構(gòu)造特征分）按外觀和構(gòu)造特征分 第三節(jié)第三節(jié) 建筑聲學材料的基本特性建筑聲學材料的基本特性二、多孔性吸聲材料二、多孔性吸聲材料1 1、分類、分類 纖維類、泡沫和顆粒三類。纖維類、泡沫和顆粒三類。（1 1）纖維類

29、材料）纖維類材料包括超細玻璃棉、離心玻璃棉氈、巖棉、礦渣棉、化纖棉等。包括超細玻璃棉、離心玻璃棉氈、巖棉、礦渣棉、化纖棉等。優(yōu)點優(yōu)點 質(zhì)輕、耐熱、抗凍、防蛀、耐腐蝕、不燃、隔熱、導熱系數(shù)質(zhì)輕、耐熱、抗凍、防蛀、耐腐蝕、不燃、隔熱、導熱系數(shù)和吸濕率低，成型好。和吸濕率低，成型好。 第三節(jié)第三節(jié) 建筑聲學材料的基本特性建筑聲學材料的基本特性（2 2）泡沫類塑料）泡沫類塑料包括氨基甲酸酯、脲醛泡沫塑料、泡沫橡膠等。包括氨基甲酸酯、脲醛泡沫塑料、泡沫橡膠等。優(yōu)點優(yōu)點質(zhì)輕、防潮、富有彈性、易于安裝、導熱系數(shù)小。質(zhì)輕、防潮、富有彈性、易于安裝、導熱系數(shù)小。缺點缺點 易老化，耐火性能差，不用于明火，有酸堿腐

30、蝕性氣體的易老化，耐火性能差，不用于明火，有酸堿腐蝕性氣體的場合不能使用。場合不能使用。3 3、顆粒類吸聲材料、顆粒類吸聲材料包括膨脹珍珠巖、陶土吸聲磚、泡沫玻璃等。包括膨脹珍珠巖、陶土吸聲磚、泡沫玻璃等。優(yōu)點優(yōu)點 使用壽命長，防腐蝕，防火，耐高溫，不需裝飾面材料，使用壽命長，防腐蝕，防火，耐高溫，不需裝飾面材料，施工方便。施工方便。 第三節(jié)第三節(jié) 建筑聲學材料的基本特性建筑聲學材料的基本特性三、多孔性吸聲材料的吸聲機理三、多孔性吸聲材料的吸聲機理 吸聲性能是通過內(nèi)部具有大量內(nèi)、外連通的微吸聲性能是通過內(nèi)部具有大量內(nèi)、外連通的微小空隙和孔洞實現(xiàn)的，當聲波沿著微孔或間隙進入小空隙和孔洞實現(xiàn)的，當

31、聲波沿著微孔或間隙進入材料內(nèi)部，激發(fā)空氣振動，空氣與孔壁摩擦產(chǎn)生熱材料內(nèi)部，激發(fā)空氣振動，空氣與孔壁摩擦產(chǎn)生熱傳導作用，空氣在微孔中產(chǎn)生阻力，使振動空氣的傳導作用，空氣在微孔中產(chǎn)生阻力，使振動空氣的能量不斷轉(zhuǎn)化為熱能被消耗，聲能減弱達到吸聲目能量不斷轉(zhuǎn)化為熱能被消耗，聲能減弱達到吸聲目的。的。四、多孔吸聲材料吸聲特性四、多孔吸聲材料吸聲特性（1 1）吸聲系數(shù)隨）吸聲系數(shù)隨f f增大而增大；增大而增大；（2 2）由低頻向高頻逐漸升高，其間有不同程度的起）由低頻向高頻逐漸升高，其間有不同程度的起伏，起伏幅度在高頻位趨緩。伏，起伏幅度在高頻位趨緩。 第三節(jié)第三節(jié) 建筑聲學材料的基本特性建筑聲學材料的

32、基本特性五、影響吸聲特性的因素五、影響吸聲特性的因素1 1、材料厚度、材料厚度多孔材料一般對中、高頻吸聲性能好，對低頻吸聲效果差；多孔材料一般對中、高頻吸聲性能好，對低頻吸聲效果差；增大厚度可提高材料對低頻吸聲能力，對高頻影響不大；增大厚度可提高材料對低頻吸聲能力，對高頻影響不大；理論上，當厚度理論上，當厚度= =時，在相應頻率下具有最大吸聲性能；時，在相應頻率下具有最大吸聲性能；常溫空氣中，常溫空氣中，1004000HZ的（波長范圍在的（波長范圍在3.48.5m3.48.5m）不會制）不會制厚的材料適應中低頻波長；厚的材料適應中低頻波長；不要盲目提高厚度。不要盲目提高厚度。 第三節(jié)第三節(jié) 建

33、筑聲學材料的基本特性建筑聲學材料的基本特性2 2、空氣流阻、空氣流阻比流阻：單位厚度材料的流阻；比流阻：單位厚度材料的流阻；材料厚度不大時，比流阻越大，吸聲性能越差，但比流阻材料厚度不大時，比流阻越大，吸聲性能越差，但比流阻太小，聲能因摩擦力、粘滯力而損耗的效率就低，吸聲性能太小，聲能因摩擦力、粘滯力而損耗的效率就低，吸聲性能下降；下降；流阻的高低與材料的孔隙率有關，密實性吸聲材料易形成流阻的高低與材料的孔隙率有關，密實性吸聲材料易形成高流高流阻；阻；任何吸聲材料都應有合理流阻值，過高或過低的流阻都無任何吸聲材料都應有合理流阻值，過高或過低的流阻都無法使材料有良好的吸聲性能；法使材料有良好的吸

34、聲性能；流阻是定型多孔吸聲制品出廠的重要技術指標。流阻是定型多孔吸聲制品出廠的重要技術指標。 第三節(jié)第三節(jié) 建筑聲學材料的基本特性建筑聲學材料的基本特性3 3、結(jié)構(gòu)因子、結(jié)構(gòu)因子由多孔材料結(jié)構(gòu)特性決定的，反映材料內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)的物由多孔材料結(jié)構(gòu)特性決定的，反映材料內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)的物理量，與材料內(nèi)部形狀、孔隙率及材料自身特性有關；理量，與材料內(nèi)部形狀、孔隙率及材料自身特性有關；筋絡間孔隙：空氣振動筋絡間孔隙：空氣振動4 4、表觀密度、表觀密度同種多孔材料密度增大，孔隙率減小，比流阻增，厚度不同種多孔材料密度增大，孔隙率減小，比流阻增，厚度不變，增加密度，可使中低頻吸聲系數(shù)提高，比增加厚度效果變，增加

35、密度，可使中低頻吸聲系數(shù)提高，比增加厚度效果差；差；若厚度不限，多孔材料松散為宜；若厚度不限，多孔材料松散為宜；同樣密度，增加厚度，不改變比流阻，吸聲系數(shù)總增大，同樣密度，增加厚度，不改變比流阻，吸聲系數(shù)總增大，當厚度增加到一定時，吸聲性能改善不顯著。當厚度增加到一定時，吸聲性能改善不顯著。 第三節(jié)第三節(jié) 建筑聲學材料的基本特性建筑聲學材料的基本特性5 5、孔隙率、孔隙率吸聲性能較好的材料孔隙率一般在吸聲性能較好的材料孔隙率一般在7090%7090%；孔隙率分布應均勻，孔隙之間相互連通，孔隙率與流阻、孔隙率分布應均勻，孔隙之間相互連通，孔隙率與流阻、結(jié)構(gòu)因子、容積密度有直接關系，如果孔隙率不均

36、勻，會使結(jié)構(gòu)因子、容積密度有直接關系，如果孔隙率不均勻，會使結(jié)構(gòu)因子不規(guī)則，影響吸聲效果。結(jié)構(gòu)因子不規(guī)則，影響吸聲效果。6 6、背后空氣層、背后空氣層在多孔材料背后留空腔，能有效地提高中低頻的吸聲效果；在多孔材料背后留空腔，能有效地提高中低頻的吸聲效果；吸聲系數(shù)隨空腔中空氣層的厚度增加而增加，但增加到一吸聲系數(shù)隨空腔中空氣層的厚度增加而增加，但增加到一定值就不明顯了。定值就不明顯了。 第三節(jié)第三節(jié) 建筑聲學材料的基本特性建筑聲學材料的基本特性7 7、吸水性、吸水性材料含濕首先使高頻吸聲系數(shù)降低，然后隨含濕量增加，材料含濕首先使高頻吸聲系數(shù)降低，然后隨含濕量增加，受影響的向中低頻擴大，且對低頻的

37、影響程度高于高頻在多受影響的向中低頻擴大，且對低頻的影響程度高于高頻在多孔材料飽水情況下，吸聲性能大幅度下降?？撞牧巷査闆r下，吸聲性能大幅度下降。8 8、護面層、護面層 護面層本身具有一定的聲質(zhì)量與聲阻作用。護面層本身具有一定的聲質(zhì)量與聲阻作用。（1 1）網(wǎng)罩）網(wǎng)罩塑料窗紗、塑料網(wǎng)、金屬絲網(wǎng)、鋼板網(wǎng)等；塑料窗紗、塑料網(wǎng)、金屬絲網(wǎng)、鋼板網(wǎng)等；聲質(zhì)量和聲阻都很小，忽略其影響。聲質(zhì)量和聲阻都很小，忽略其影響。（2 2）纖維織物（廉價護面材料）纖維織物（廉價護面材料）玻璃纖維（最廣泛）、尼龍布、面麻織物。玻璃纖維（最廣泛）、尼龍布、面麻織物。 第三節(jié)第三節(jié) 建筑聲學材料的基本特性建筑聲學材料的基本特

38、性（3 3）塑料薄膜）塑料薄膜潮濕環(huán)境中作護面層；潮濕環(huán)境中作護面層；薄膜不透氣，靠其自身的振動傳遞聲波；薄膜不透氣，靠其自身的振動傳遞聲波；低頻段：薄膜對材料本身吸聲性能影響而忽略；低頻段：薄膜對材料本身吸聲性能影響而忽略；高頻段：使背后材料的吸聲系數(shù)下降。高頻段：使背后材料的吸聲系數(shù)下降。當穿孔率較高時，對吸聲層的性能無明顯影響；當穿孔率較高時，對吸聲層的性能無明顯影響；薄膜對吸聲系數(shù)的影響與薄膜材質(zhì)厚度有關：薄膜對吸聲系數(shù)的影響與薄膜材質(zhì)厚度有關： 第三節(jié)第三節(jié) 建筑聲學材料的基本特性建筑聲學材料的基本特性A A：較小的厚度不降低吸聲系數(shù)；：較小的厚度不降低吸聲系數(shù)；B B：適當厚度可提

39、高吸聲系數(shù)；：適當厚度可提高吸聲系數(shù)；C C：較大厚度堵塞多孔結(jié)構(gòu)，減弱空腔共振結(jié)構(gòu)，吸聲系數(shù)降：較大厚度堵塞多孔結(jié)構(gòu)，減弱空腔共振結(jié)構(gòu)，吸聲系數(shù)降低，甚至嚴重降低。低，甚至嚴重降低。a:a:噴一層油漆，對多數(shù)頻段表現(xiàn)為提高吸聲作用；噴一層油漆，對多數(shù)頻段表現(xiàn)為提高吸聲作用；b:b:刷一層，在低頻吸聲系數(shù)提高，高頻吸聲系數(shù)降低；刷一層，在低頻吸聲系數(shù)提高，高頻吸聲系數(shù)降低；c:c:刷兩層油漆，吸聲作用嚴重消弱。刷兩層油漆，吸聲作用嚴重消弱。 第三節(jié)第三節(jié) 建筑聲學材料的基本特性建筑聲學材料的基本特性六、共振吸聲結(jié)構(gòu)六、共振吸聲結(jié)構(gòu) 聲波傳播遇到物體，激發(fā)物體振動，振動物體與自身聲波傳播遇到物體

40、，激發(fā)物體振動，振動物體與自身圍蔽的空氣產(chǎn)生摩擦，轉(zhuǎn)化為熱能損耗，產(chǎn)生吸聲效果。圍蔽的空氣產(chǎn)生摩擦，轉(zhuǎn)化為熱能損耗，產(chǎn)生吸聲效果。1 1、當物體的固有、當物體的固有f f和和f f聲波相同時，物體振動最強烈，振幅聲波相同時，物體振動最強烈，振幅和振速達到最大，和振速達到最大，“共振現(xiàn)象共振現(xiàn)象”聲能消耗量最大，吸聲系數(shù)聲能消耗量最大，吸聲系數(shù)在共振頻率處最大。在共振頻率處最大。2 2、共振原理設計的吸聲結(jié)構(gòu)、共振原理設計的吸聲結(jié)構(gòu)空腔共振吸聲結(jié)構(gòu)；空腔共振吸聲結(jié)構(gòu)；薄板或薄膜共振吸聲結(jié)構(gòu)；薄板或薄膜共振吸聲結(jié)構(gòu)；微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)。微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)。 第三節(jié)第三節(jié) 建筑聲學材料的基本特性建筑聲學

41、材料的基本特性1 1、木質(zhì)吸音板、木質(zhì)吸音板 第五節(jié)第五節(jié) 隔聲材料隔聲材料吸聲材料：質(zhì)輕、疏松、多孔；吸聲材料：質(zhì)輕、疏松、多孔；隔聲材料：沉重、密實。隔聲材料：沉重、密實。1 1、空氣聲、空氣聲 聲音只通過空氣的振動而傳播，如說話、唱歌。聲音只通過空氣的振動而傳播，如說話、唱歌。2 2、固體聲（撞擊聲）、固體聲（撞擊聲） 某種聲源不僅通過空氣輻射，同時引起建筑物某一某種聲源不僅通過空氣輻射，同時引起建筑物某一部分振動，如大提琴、電動機等。部分振動，如大提琴、電動機等。 第五節(jié)第五節(jié) 隔聲材料隔聲材料3 3、空氣聲隔聲、空氣聲隔聲 選用不易振動的單位面積質(zhì)量大的材料，必選用密實、選用不易振動

42、的單位面積質(zhì)量大的材料，必選用密實、沉重的材料，如粘土磚、砼等。沉重的材料，如粘土磚、砼等。4 4、固體聲隔聲、固體聲隔聲 最有效的隔聲措施：結(jié)構(gòu)處理，即在構(gòu)件間加設彈性襯最有效的隔聲措施：結(jié)構(gòu)處理，即在構(gòu)件間加設彈性襯墊，如軟木、礦棉氈等。墊，如軟木、礦棉氈等。 第五節(jié)第五節(jié) 隔聲材料隔聲材料一、空氣聲隔絕一、空氣聲隔絕1 1、單層均勻密實墻的空氣聲隔絕、單層均勻密實墻的空氣聲隔絕勁度勁度B B： 3121EtB 式中：式中：BB彈性模量；彈性模量；tt板厚。板厚。 第五節(jié)第五節(jié) 隔聲材料隔聲材料阻尼阻尼 指任何振動系統(tǒng)在振動中由于外界作用或系統(tǒng)本身指任何振動系統(tǒng)在振動中由于外界作用或系統(tǒng)本

43、身固有的原因引起的振動幅度逐漸下降的特性。固有的原因引起的振動幅度逐漸下降的特性。內(nèi)阻尼內(nèi)阻尼 材料內(nèi)部的阻尼，當振動的物體發(fā)生形變時，在材材料內(nèi)部的阻尼，當振動的物體發(fā)生形變時，在材料內(nèi)部出現(xiàn)的應力、應變的馳豫現(xiàn)象。料內(nèi)部出現(xiàn)的應力、應變的馳豫現(xiàn)象。單層均勻密實墻的隔聲性能與入射聲波的頻率有關單層均勻密實墻的隔聲性能與入射聲波的頻率有關 其頻率的特性取決與墻本身的單位面積質(zhì)量、剛度、材其頻率的特性取決與墻本身的單位面積質(zhì)量、剛度、材料的內(nèi)阻尼及墻的邊界條件等因素。料的內(nèi)阻尼及墻的邊界條件等因素。 第五節(jié)第五節(jié) 隔聲材料隔聲材料1 1、質(zhì)量定律、質(zhì)量定律 如果把墻看成是無剛度、無阻尼的柔順的，

44、假定墻為無如果把墻看成是無剛度、無阻尼的柔順的，假定墻為無限大：限大：聲波垂直入射時聲波垂直入射時43lg20lg200fmR（近似）（近似）式中：式中：R0R0隔聲量（隔聲量（dBdB）；）；mm墻體的單位面積質(zhì)量，墻體的單位面積質(zhì)量，kg/m2kg/m2；ff入射聲波的頻率。入射聲波的頻率。 第五節(jié)第五節(jié) 隔聲材料隔聲材料聲波是無規(guī)入射時，墻的隔聲量大致比正入射時的隔聲量聲波是無規(guī)入射時，墻的隔聲量大致比正入射時的隔聲量低低5 dB5 dB。近似公式說明近似公式說明 單位面積質(zhì)量越大，隔聲效果越好；單位面積質(zhì)量越大，隔聲效果越好； 單位面積質(zhì)量每增加一倍，隔聲增加單位面積質(zhì)量每增加一倍，隔

45、聲增加45 dB； 入射聲頻率每增加一倍，隔聲增加入射聲頻率每增加一倍，隔聲增加35 dB。2 2、一般規(guī)律、一般規(guī)律 勁度、質(zhì)量、阻尼勁度、質(zhì)量、阻尼（1 1）低頻率范圍內(nèi)，勁度控制，隔聲隨）低頻率范圍內(nèi)，勁度控制，隔聲隨f f而降低；而降低；（2 2）頻率增大，質(zhì)量、勁度起作用，板共振，隔聲量極小）頻率增大，質(zhì)量、勁度起作用，板共振，隔聲量極小值大小主要取決于阻尼；值大小主要取決于阻尼； 第五節(jié)第五節(jié) 隔聲材料隔聲材料當當f f增，質(zhì)量七重要作用，質(zhì)量增加，隔聲量增加；增，質(zhì)量七重要作用，質(zhì)量增加，隔聲量增加；當當f f增，隔聲量增；增，隔聲量增；當當f f繼續(xù)增加，隔聲量出現(xiàn)低谷，吻合效

46、應。繼續(xù)增加，隔聲量出現(xiàn)低谷，吻合效應。3 3、吻合效應、吻合效應 實際單層勻質(zhì)、密實墻有一定剛度的彈性板，當被實際單層勻質(zhì)、密實墻有一定剛度的彈性板，當被聲波激發(fā)后，向受破振動外，還有沿板方向的受迫彎曲振動，聲波激發(fā)后，向受破振動外，還有沿板方向的受迫彎曲振動，在某特定在某特定f f上，受迫彎曲振動和板固有的自由彎曲振動吻合，上，受迫彎曲振動和板固有的自由彎曲振動吻合，板就順從地跟隨入射聲彎曲，造成聲能大量透射到另一側(cè)去板就順從地跟隨入射聲彎曲，造成聲能大量透射到另一側(cè)去形成隔聲量低谷。形成隔聲量低谷。輕、薄、柔的墻輕、薄、柔的墻fcfc高，吻合效應弱；高，吻合效應弱；厚、重、剛的墻厚、重、

47、剛的墻fcfc低，吻合效應強。低，吻合效應強。 第五節(jié)第五節(jié) 隔聲材料隔聲材料二、雙層墻的空氣聲隔絕二、雙層墻的空氣聲隔絕 靠增加墻的厚度來提高隔聲量不經(jīng)濟、增加結(jié)構(gòu)的自靠增加墻的厚度來提高隔聲量不經(jīng)濟、增加結(jié)構(gòu)的自重，也不合理，做成雙層墻，中間留有空氣，質(zhì)量沒變，重，也不合理，做成雙層墻，中間留有空氣，質(zhì)量沒變，隔聲量提高。隔聲量提高。1 1、機理、機理 空氣層可看成兩層墻板間空氣層可看成兩層墻板間“彈簧彈簧”，彈性變形具有減震，彈性變形具有減震作用。作用。2 2、空氣間層的隔聲效果與空氣間層厚度有關、空氣間層的隔聲效果與空氣間層厚度有關厚度越大隔聲量越大，當厚度增到厚度越大隔聲量越大，當厚度增到10cm10cm左右，隔聲量不再增左右，隔聲量不再增加。加。 如兩墻相同，隔聲量下降，如兩墻相同，隔聲量下降，“吻合谷吻合谷”； 兩墻厚度或材料不同，吻合谷錯開，隔聲量不太低。兩墻厚度或材料不同，吻合谷錯開，隔聲量不太低。 第五節(jié)第五節(jié) 隔聲材料隔聲材料三、輕型墻的空氣聲隔絕三、輕型墻的空氣聲隔絕1 1、提高隔聲效果措施、提高隔聲效果措施 采用夾層結(jié)構(gòu)，且層間充滿輕質(zhì)吸聲材料；采用夾層結(jié)構(gòu)，且層間充滿輕質(zhì)吸聲材