建筑聲學(xué)第三章吸音材料與吸聲結(jié)構(gòu)

1、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，2022年，5月20日，22點(diǎn)2分，星期三第一節(jié)吸聲材料一、吸聲材料的作用、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)，改變聲場分布、用于噪音控制2第2頁，共70頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)2分，星期三二、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。 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 吸聲量（吸聲系數(shù)乘以吸聲面積）。 3第3頁，共70頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)2分，星期三吸聲材料的選用原則：（1）、吸聲系

2、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，2022年，5月20日，22點(diǎn)2分，星期三二、吸聲材料的分類按吸聲機(jī)理分：、多孔吸聲材料：（）、纖維狀（礦棉，玻璃棉、麻、棉、 毛、軟木）（）、顆粒狀（泡沫混凝土）（）、泡沫狀（泡沫塑料）、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，2022年，5月20日，22點(diǎn)2分，星期三 （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7

3、0頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)2分，星期三 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，2022年，5月20日，22點(diǎn)2分，星期三第二節(jié)、多孔吸聲材料（一）材料特點(diǎn)：透氣性 材料具有大量內(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，2022年，5月20日，22點(diǎn)2分，星期三 吸聲條件： 聲波很容易進(jìn)入微孔內(nèi)。吸聲頻率特點(diǎn)：

4、 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。 在500Hz以上可達(dá)到0.50.9。（三）影響吸聲性能的因素： 9第9頁，共70頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)2分，星期三1、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，2022年，5月20日，22點(diǎn)2分，星期三幾種多孔材料的厚度：玻璃棉、礦棉和巖棉 50100 mm吸聲阻燃泡沫塑料 2050 mm礦棉吸聲板 1225 mm纖維板 1320 mm阻燃化纖毯和阻燃織物 3 10 mm毛氈11第11頁，共70頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)2分，星期三2、材料密度的影響： 在一定條

5、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，2022年，5月20日，22點(diǎn)2分，星期三3、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，2022年，5月20日，22點(diǎn)2分，星期三4、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，2022年，5月20日，22點(diǎn)2分，星期三15第15頁，共70頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)2分，星期三16第16頁，共70頁，2022年，5月20日，22

6、點(diǎn)2分，星期三17第17頁，共70頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)2分，星期三第三節(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，2022年，5月20日，22點(diǎn)2分，星期三愛樂音樂廳亥姆霍茲共振器19第19頁，共70頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)2分，星期三20第20頁，共70頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)2分，星期三21第21頁，共70頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)2分，星期三22第22頁，共70頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)2分，星期三吸聲原理： 當(dāng)外界

7、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+)1/2/2 S_- 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，2022年，5月20日，22點(diǎn)2分，星期三二、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，20

8、22年，5月20日，22點(diǎn)2分，星期三吸聲頻率： f0 = c （P/(L（t+)1/2/2 P- 穿孔率 L-空腔容積 t-為細(xì)頸深度 開口末端修正量。 P= Sk / Sz V= L Sz L=V / Sz25第25頁，共70頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)2分，星期三26第26頁，共70頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)2分，星期三27第27頁，共70頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)2分，星期三28第28頁，共70頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)2分，星期三29第29頁，共70頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)2分，星期三3、影響吸聲特性的因素：板厚、孔徑、穿孔 率空腔深度、板后是

9、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，2022年，5月20日，22點(diǎn)2分，星期三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23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，2022年，5月20日，22點(diǎn)2分，星期三32第32頁，共70頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)2分，星期三第四節(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

10、。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，2022年，5月20日，22點(diǎn)2分，星期三 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，2022年，5月20日，22點(diǎn)2分，星期三第五節(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

11、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： 吸聲； 軟隔斷，減小體積。35第35頁，共70頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)2分，星期三4、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，2022年，5月20日，22點(diǎn)2分，星期三37第37頁，共70頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)2分，星期三二、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

12、飾面，內(nèi)填多孔材料。38第38頁，共70頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)2分，星期三2）、特點(diǎn)： 、有效吸聲面大； 、主要吸中高頻； 、安裝使用方便。3）、使用要點(diǎn)： 放置在聲能密度最大處，聲聚焦處 當(dāng)墻面無法布置吸聲材料時(shí)常使用。 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，2022年，5月20日，22點(diǎn)2分，星期三40第40頁，共70頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)2分，星期三41第41頁，共70頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)2分，星期三42第42頁，共70頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)2分，星期三43第43頁，共70頁，2022年，5月

13、20日，22點(diǎn)2分，星期三44第44頁，共70頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)2分，星期三45第45頁，共70頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)2分，星期三46第46頁，共70頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)2分，星期三47第47頁，共70頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)2分，星期三48第48頁，共70頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)2分，星期三49第49頁，共70頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)2分，星期三50第50頁，共70頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)2分，星期三51第51頁，共70頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)2分，星期三52第52頁，共70頁，2022年，5月20日

14、，22點(diǎn)2分，星期三2、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，2022年，5月20日，22點(diǎn)2分，星期三54第54頁，共70頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)2分，星期三55第55頁，共70頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)2分，星期三56第56頁，共70頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)2分，星期三57第57頁，共70頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)2分，星期三十、有源吸聲（電子吸聲）58第58頁，共70頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)2分，星期三59第59頁，共70頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)2分，星期三十一、

15、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，2022年，5月20日，22點(diǎn)2分，星期三61第61頁，共70頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)2分，星期三十二、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，2022年，5月20日，22點(diǎn)2分，星期三十三、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

16、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，2022年，5月20日，22點(diǎn)2分，星期三64第64頁，共70頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)2分，星期三3、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，2022年，5月20日，22點(diǎn)2分，星期三5、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

17、構(gòu)造，必須滿足： 1）、板面必須有一定的穿孔率?？妆仨?穿透。 2）、板后必須有一定厚度的空腔 （大于30mm)66第66頁，共70頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)2分，星期三空間吸聲體燈具實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?通過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 按教室光源形狀或其他光源形狀制作一個(gè)燈具模型，該燈具需具有空間吸聲體的吸聲功能，并考慮燈具對(duì)光源的有效利用，既考慮燈具效率，同時(shí)還應(yīng)考慮避免眩光。二、實(shí)驗(yàn)儀器 聲源、聲級(jí)計(jì)、照度計(jì)67第67頁，共70頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)2分，星期三三、實(shí)驗(yàn)步驟和方法（一）教室未放吸聲燈具前1、關(guān)閉門窗，2、打開聲源，3、在教室選擇三點(diǎn)，每點(diǎn)離墻1.5米，用聲級(jí)計(jì)離地1.5米高測試A聲級(jí)，用照度計(jì)在桌面高度測試照度, 每點(diǎn)測試三組數(shù)據(jù).（二）在教室掛上吸聲燈具后 重復(fù)前述（一）的步驟四、實(shí)驗(yàn)記錄1. 記錄測點(diǎn)分布圖；記錄教室特征記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；記錄測試過程中的異常情況；記錄儀器設(shè)備名稱、型號(hào)、編號(hào)68第68頁，共70頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)2分，星期三五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理及分析1求每個(gè)測點(diǎn)A聲級(jí)和照度的平均值，然后 求整個(gè)房