建筑声学吸音材料与吸声结构PPT课件

1、1第一节吸声材料一、吸声材料的作用、缩短和调整混响时间， 2、控制反射声、 3、消除回声、 4、改善音质，改变声场分布、用于噪音控制第1页/共70页2二、描述吸声材料的特征量：吸声系数； 描述吸声材料吸声性能的指标： 吸声系数 注意： 吸声系数是一个与频率有关的物 理量。 吸声频率特性； 材料的吸声系数相对于频率的特性曲线 或列表 吸声量（吸声系数乘以吸声面积）。 第2页/共70页3吸声材料的选用原则：（1）、吸声系数高；（2）、吸声频带宽；（3）、材料的耐久性好。（4）、材料的装饰性、防火防腐、防虫 驻、质轻、防潮等。第3页/共70页4二、吸声材料的分类按吸声机理分：、多孔吸声材料：（）、纤

2、维状（矿棉，玻璃棉、麻、棉、 毛、软木）（）、颗粒状（泡沫混凝土）（）、泡沫状（泡沫塑料）、共振吸声材料：（1）、单腔共振吸声； （2）、穿孔板；（3）、薄膜共振；第4页/共70页5 （4）、薄板共振； （5）、窄缝共振结构3、特殊吸声结构： （1）空间吸声体 （2）尖劈 （3）可变吸声体4、有源吸声（电子吸声）。 第5页/共70页6 吸声材料的选用原则：（1）、吸声系数高；（2）、吸声频带宽；（3）、材料的耐久性好。（4）、材料的装饰性、防火防腐、防虫驻、 质轻、防潮等。第6页/共70页7第二节、多孔吸声材料（一）材料特点：透气性 材料具有大量内外连通的微小间歇和连续 气泡，具有通气性。（二

3、）吸声原理： 当声波入射到材料表面时，很快顺着微孔 进入材料内部，引起空歇间的空气振动， 由于摩擦使一部分声能转化为热能而被吸 收。第7页/共70页8 吸声条件： 声波很容易进入微孔内。吸声频率特点： 对中高频有很好的吸声特性， 吸声系数随频率的升高而增大。 在500Hz以上可达到0.50.9。（三）影响吸声性能的因素： 第8页/共70页91、材料厚度的影响： 一般而言、厚度增加，低频的吸声效果提高，高频影响不大。第9页/共70页10几种多孔材料的厚度：玻璃棉、矿棉和岩棉 50100 mm吸声阻燃泡沫塑料 2050 mm矿棉吸声板 1225 mm纤维板 1320 mm阻燃化纤毯和阻燃织物 3

4、10 mm毛毡第10页/共70页112、材料密度的影响： 在一定条件下、增大密度可以改善低中 频的吸声性能；不同的材料存在不同的 最佳密度值第11页/共70页123、材料后部空腔的影响：在材料后面设有一定空腔（空气层），其作用相当于加大材料的有效厚度。第12页/共70页134、材料表面处理影响： 外饰面必须选用透气性好的材料。外饰面 的处理不能赌塞气孔。5、吸湿、吸水的影响6、声波入射的条件第13页/共70页14第14页/共70页15第15页/共70页16第16页/共70页17第三节、共振吸声结构 一、 亥母霍兹共振器f0f吸声特点质量弹簧系统吸声特点：存在共振峰，共振峰处吸声量最大，吸声频带

5、窄。f0f吸声特点阻力大阻力小第17页/共70页18爱乐音乐厅亥姆霍兹共振器第18页/共70页19第19页/共70页20第20页/共70页21第21页/共70页22吸声原理： 当外界入射声波频率f和系统固有频率f0相 等时，孔径 中的空气柱就由于共振而产生 剧烈共振，在振动中，空气 柱和孔径侧壁 摩擦而消耗声能。吸声频率： f0 = c （S/(V（t+ )1/2/2 S_- 颈口的断面积 V-空腔容积 t-为细颈深度 开口末端修正量。第22页/共70页23二、穿孔板吸声结构 1、构造特点： 由 各种穿孔的薄板与他们背后的空气层组 成。它可看成由多个亥母霍兹共振腔组成。 2、 吸声频率特点：

6、存在共振峰，在共振峰附近吸声量最大。 一般吸收中 频，与多孔材料结合使用吸收 中高频，背后留大空腔还能吸收低频。第23页/共70页24吸声频率： f0 = c （P/(L（t+ )1/2/2 P- 穿孔率 L-空腔容积 t-为细颈深度 开口末端修正量。 P= Sk / Sz V= L Sz L=V / Sz第24页/共70页25第25页/共70页26第26页/共70页27第27页/共70页28第28页/共70页293、影响吸声特性的因素：板厚、孔径、穿孔 率空腔深度、板后是否填多孔材料。例：铝穿孔板、石膏穿孔板、高压水泥冲孔板等4、改善穿孔板的吸声特性：第29页/共70页30在穿孔板后填多孔材

7、料： 共振频率向低频方向移动，吸声频带拓宽， 吸声系数提高。双层穿孔板： 吸声频带在23个倍频程内得到较高的吸声 系数。微穿孔板： 孔径在1mm以下，板后无须加多孔材料即 可获得好的吸声效果。第30页/共70页31第31页/共70页32第四节、薄板吸声结构：1、原理： 薄板结构在声波的作用下本身产生振动，震 动时板变形并与龙骨摩擦损耗，消耗声能。2、吸声特点： 存在共振峰，当声波频率与板的振动频率相 吻合时发生共振，消耗声能最多；共振峰在 低频范围，对低频有较好的吸 声特性。例：胶合板（10mm）、硬质纤维板、石膏板、 金属板等。第32页/共70页33 薄膜吸声结构上例中薄板用不透气软 质膜状

8、材料替代，对低 频也有较好的吸 声特 性。第33页/共70页34第五节 其它吸声结构一、织物帘幕吸声是多孔材料中的特例1、构造： 悬挂的纺织品与墙间保持一定距离2、特性： 中高频吸声，且有吸声峰值频率 吸声系数随打褶程度的增加而增加 设置空腔后其吸声性能有显著的提高， 对中高频 甚至低频都具有一定的吸声作用。3、作用： 吸声； 软隔断，减小体积。第34页/共70页354、影响织物 吸声的因素： 帘幕的材质、 单位面积的重量、 打褶的状况、 帘幕离刚性壁面的距离（空腔）。 织物帘幕后没有空腔时，各种面密度 的帘幕吸声性能差别很小。第35页/共70页36第36页/共70页37二、特殊吸声结构1、空

9、间吸声体 把吸声材料或结构悬挂在空间，使各个界面 全部暴露在空间中，称之为空间吸声体。1）、构造：木制或金属框架，透气性好的 饰面，内填多孔材料。第37页/共70页382）、特点： 、有效吸声面大； 、主要吸中高频； 、安装使用方便。3）、使用要点： 放置在声能密度最大处，声聚焦处 当墙面无法布置吸声材料时常使用。 用于象体育馆那样的大空间控制混响 时间和音质缺陷，非常有效 第38页/共70页39第39页/共70页40第40页/共70页41第41页/共70页42第42页/共70页43第43页/共70页44第44页/共70页45第45页/共70页46第46页/共70页47第47页/共70页48第

10、48页/共70页49第49页/共70页50第50页/共70页51第51页/共70页522、可变吸声结构 可变方式： （1）材料可变 通过翻转、升降、推拉等方式 （2）空间可变第52页/共70页53第53页/共70页54第54页/共70页55第55页/共70页56第56页/共70页57十、有源吸声（电子吸声）第57页/共70页58第58页/共70页59十一、吸声尖劈 在中高频范围吸声系数在0.99以上。注意尖劈的尺寸第59页/共70页60第60页/共70页61十二、人、家具、洞口和 空气吸收注意:选用吸声材料从声学的角度应考虑吸声材料类型、 构造方法（材料厚度、空腔厚度、龙骨间距等）、吸声频率特

11、性、面层材料等因素。作业：叙述各种吸声材料和吸声体的吸声频率特性和吸声机理。第61页/共70页62十三、使用吸声材料和结构的常见错误 1、误认为表面凹凸不平就有吸声功能 2、误认为只要是软包就有良好的吸声性能。 吸声材料的厚度至少要大于10mm，要获 得好的吸声效果，厚度至少要大于50mm。 空腔的厚度应大于30mm。 3、误认为只要放置了吸声材料就有吸声效 果。 第62页/共70页63第63页/共70页643、误认为只要放置了吸声材料就有吸声效 果。4、在施工中破坏多孔材料表面或饰面材料 的透声性（1）在多孔性吸声材料表面刷油漆或涂料（2）由于刷胶等工序破坏饰面材料的透声 性（3）使用透声性

12、能差的面层材料第64页/共70页655、误认为穿孔板都有良好的低频吸声性能 穿孔板组合共振吸声构造，必须满足： 1）、板面必须有一定的穿孔率。孔必须 穿透。 2）、板后必须有一定厚度的空腔 （大于30mm)第65页/共70页66空间吸声体灯具实验指导书一、实验目的 通过空间吸声体灯具的制作和实验，使学生掌握吸声材料的特性及用途，掌握灯具设计应考虑的因素，同时通过实验使学生了解室内声环境和光环境，并了解空间吸声体改变室内声环境和光环境的作用。二、空间吸声体模型制作要求 按教室光源形状或其他光源形状制作一个灯具模型，该灯具需具有空间吸声体的吸声功能，并考虑灯具对光源的有效利用，既考虑灯具效率，同时

13、还应考虑避免眩光。二、实验仪器 声源、声级计、照度计第66页/共70页67三、实验步骤和方法（一）教室未放吸声灯具前1、关闭门窗，2、打开声源，3、在教室选择三点，每点离墙1.5米，用声级计离地1.5米高测试A声级，用照度计在桌面高度测试照度, 每点测试三组数据.（二）在教室挂上吸声灯具后 重复前述（一）的步骤四、实验记录1. 记录测点分布图；记录教室特征记录实验数据；记录测试过程中的异常情况；记录仪器设备名称、型号、编号第67页/共70页68五、实验数据处理及分析1求每个测点A声级和照度的平均值，然后 求整个房间的平均值；2列表比较放吸声灯具前和吸声灯具后的实 验数据。（注：表格必须用尺子画）；3、文字分析灯