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文档简介
1、建筑声学第三章吸音材料与吸声结构1第1页,共70页,2022年,5月20日,22点2分,星期三第一节吸声材料一、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2第2页,共70页,2022年,5月20日,22点2分,星期三二、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)。 3第3页,共70页,2022年,5月20日,22点2分,星期三吸声材料的选用原则:(1)、吸声系
2、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。4第4页,共70页,2022年,5月20日,22点2分,星期三二、吸声材料的分类按吸声机理分:、多孔吸声材料:()、纤维状(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;5第5页,共70页,2022年,5月20日,22点2分,星期三 (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)。 6第6页,共7
3、0页,2022年,5月20日,22点2分,星期三 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。7第7页,共70页,2022年,5月20日,22点2分,星期三第二节、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)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。8第8页,共70页,2022年,5月20日,22点2分,星期三 吸声条件: 声波很容易进入微孔内。吸声频率特点:
4、 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: 9第9页,共70页,2022年,5月20日,22点2分,星期三1、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。10第10页,共70页,2022年,5月20日,22点2分,星期三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 10 mm毛毡11第11页,共70页,2022年,5月20日,22点2分,星期三2、材料密度的影响: 在一定条
5、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12第12页,共70页,2022年,5月20日,22点2分,星期三3、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。13第13页,共70页,2022年,5月20日,22点2分,星期三4、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14第14页,共70页,2022年,5月20日,22点2分,星期三15第15页,共70页,2022年,5月20日,22点2分,星期三16第16页,共70页,2022年,5月20日,22
6、点2分,星期三17第17页,共70页,2022年,5月20日,22点2分,星期三第三节、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,吸声频带窄。f0f吸声特点阻力大阻力小18第18页,共70页,2022年,5月20日,22点2分,星期三爱乐音乐厅亥姆霍兹共振器19第19页,共70页,2022年,5月20日,22点2分,星期三20第20页,共70页,2022年,5月20日,22点2分,星期三21第21页,共70页,2022年,5月20日,22点2分,星期三22第22页,共70页,2022年,5月20日,22点2分,星期三吸声原理: 当外界
7、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。23第23页,共70页,2022年,5月20日,22点2分,星期三二、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: 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。24第24页,共70页,20
8、22年,5月20日,22点2分,星期三吸声频率: 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 / Sz25第25页,共70页,2022年,5月20日,22点2分,星期三26第26页,共70页,2022年,5月20日,22点2分,星期三27第27页,共70页,2022年,5月20日,22点2分,星期三28第28页,共70页,2022年,5月20日,22点2分,星期三29第29页,共70页,2022年,5月20日,22点2分,星期三3、影响吸声特性的因素:板厚、孔径、穿孔 率空腔深度、板后是
9、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:30第30页,共70页,2022年,5月20日,22点2分,星期三在穿孔板后填多孔材料: 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。31第31页,共70页,2022年,5月20日,22点2分,星期三32第32页,共70页,2022年,5月20日,22点2分,星期三第四节、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
10、。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。33第33页,共70页,2022年,5月20日,22点2分,星期三 薄膜吸声结构上例中薄板用不透气软 质膜状材料替代,对低 频也有较好的吸 声特 性。34第34页,共70页,2022年,5月20日,22点2分,星期三第五节 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
11、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。35第35页,共70页,2022年,5月20日,22点2分,星期三4、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。36第36页,共70页,2022年,5月20日,22点2分,星期三37第37页,共70页,2022年,5月20日,22点2分,星期三二、特殊吸声结构1、空间吸声体 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
12、饰面,内填多孔材料。38第38页,共70页,2022年,5月20日,22点2分,星期三2)、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 39第39页,共70页,2022年,5月20日,22点2分,星期三40第40页,共70页,2022年,5月20日,22点2分,星期三41第41页,共70页,2022年,5月20日,22点2分,星期三42第42页,共70页,2022年,5月20日,22点2分,星期三43第43页,共70页,2022年,5月
13、20日,22点2分,星期三44第44页,共70页,2022年,5月20日,22点2分,星期三45第45页,共70页,2022年,5月20日,22点2分,星期三46第46页,共70页,2022年,5月20日,22点2分,星期三47第47页,共70页,2022年,5月20日,22点2分,星期三48第48页,共70页,2022年,5月20日,22点2分,星期三49第49页,共70页,2022年,5月20日,22点2分,星期三50第50页,共70页,2022年,5月20日,22点2分,星期三51第51页,共70页,2022年,5月20日,22点2分,星期三52第52页,共70页,2022年,5月20日
14、,22点2分,星期三2、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53第53页,共70页,2022年,5月20日,22点2分,星期三54第54页,共70页,2022年,5月20日,22点2分,星期三55第55页,共70页,2022年,5月20日,22点2分,星期三56第56页,共70页,2022年,5月20日,22点2分,星期三57第57页,共70页,2022年,5月20日,22点2分,星期三十、有源吸声(电子吸声)58第58页,共70页,2022年,5月20日,22点2分,星期三59第59页,共70页,2022年,5月20日,22点2分,星期三十一、
15、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60第60页,共70页,2022年,5月20日,22点2分,星期三61第61页,共70页,2022年,5月20日,22点2分,星期三十二、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。62第62页,共70页,2022年,5月20日,22点2分,星期三十三、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
16、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。 63第63页,共70页,2022年,5月20日,22点2分,星期三64第64页,共70页,2022年,5月20日,22点2分,星期三3、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)使用透声性能差的面层材料65第65页,共70页,2022年,5月20日,22点2分,星期三5、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
17、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)66第66页,共70页,2022年,5月20日,22点2分,星期三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,同时还应考虑避免眩光。二、实验仪器 声源、声级计、照度计67第67页,共70页,2022年,5月20日,22点2分,星期三三、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68第68页,共70页,2022年,5月20日,22点2分,星期三五、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
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