建筑声学第三章吸音材料与吸声结构

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