第三讲 吸声材料和吸声结构.ppt

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1、第三讲吸声材料和吸声结构第一节吸声材料和吸声结构概述一.定义：吸声材料和吸声结构，广泛地应用于音质设计和噪声控制中。  对建筑师来说，把材料和结构的声学特性和其他建筑特性如力学性能、耐火性、吸湿性、外观等结合起来综合考虑，是非常重要的。  通常把材料和结构分成吸声的、或隔声的、或反射的，一方面是按材料分别具有较大的吸声、或较小的透射、或较大的反射，另一方面是按照使用时主要考虑的功能是吸声、或隔声、或反射。但三种材料和结构没有严格的界限和定义。吸声材料：材料本身具有吸声特性。如玻璃棉、岩棉等纤维或多孔材料。  吸声结构：材料本身可以不具有吸声特性，但材料经打孔、开缝等简单的机械加工和

2、表面处理，制成某种结构而产生吸声。如穿孔FC板、穿孔铝板吊顶等。   在建筑声环境的设计中，需要综合考虑材料的使用，包括吸声性能以及装饰性、强度、防火、吸湿、加工等多方面，根据具体的使用条件和环境综合分析比较。二.作用吸声材料最早应用于对听闻音乐和语言有较高要求的建筑物中，如音乐厅，剧院，播音室等，随着人们对居住建筑和工作的声环境质量的要求的提高，吸声材料在一般建筑中也得到了广泛的应用。三.分类：吸声材料和吸声结构的的种类很多，根据材料的不同，可以分为以下几类第二节多孔吸声材料一.吸声原理多孔吸声材料中有许多连通的间隙或气泡，声波入射时，声波产生的振动引起小孔或间隙的空气运动，由于

3、与孔壁或纤维表面摩擦和空气的粘滞阻力，一部分声能转变为热能，使声波衰减；其次，小孔中空气与孔壁之间还不断发生热交换，也使声能衰减。二.吸声特性主要吸收中、高频声三.多孔性吸声材料必须具备以下几个条件：（1）材料内部应有大量的微孔或间隙，而且孔隙应尽量细小且分布均匀；（2）材料内部的微孔必须是向外敞开的，也就是说必须通过材料的表面，使得声波能够从材料表面容易地进入到材料的内部；（3）材料内部的微孔一般是相互连通的，而不是封闭的。四.基本类型（一）玻璃棉玻璃棉具有质量轻，中高频吸声系数大，阻燃，化学性能稳定，安装加工方便等优点。一般小于等于24㎏/m3的玻璃棉称为吸声玻璃棉毡，等于大于

4、32㎏/m3的叫玻璃棉板。通常在外面包一层透声的织物。（二）木丝吸声板用松木等天然材料，经过特殊处理制成纤维状的木丝，再用天然矿粉等作为粘结剂，压制成板材。具有吸声，隔热，防潮，防菌等特点，防火性能达到难燃B1级，同时强度和刚度较高。有一定耐撞击能力。（三）纤维喷涂吸声材料纤维喷涂技术是将经过预先特殊工艺处理的无机超细纤维，纤维素，抗火化合物以及粘结剂等原料，通过专用配套的喷涂设备混合，在施工现场喷涂于混凝土，钢板，石膏板等各种基体表面上，形成具有一定厚度的喷涂层。五.影响多孔材料吸声性能的因素（一）材料中空气的流阻空气流阻，指空气流稳定的流过材料时，材料两面的静压差和流速之比，空

5、气粘性越大，材料越厚，越密实，流阻就越大，材料透气性越低。如果流阻过大，则克服摩擦力，粘滞阻力从而使声能转化为热能的效率就很低。多孔材料存在最佳的空气流阻。（二）孔隙率指材料中的空气体积和材料总体积之比。一般多孔材料孔隙率在70%以上，多数达到90%左右。（三）材料厚度同一种材料，随着厚度的增加，中，低频范围的吸声系数会有所增加，并且吸声材料的有效频率范围也会扩大。1）当材料较薄时，增加厚度，材料的低频吸声性能将有较大的提高，但对高频声的吸声性能则影响较小；2）当材料厚度增加到一定程度时，吸声系数的增加将逐步减小。在设计上，通常按照中，低频范围所需要的吸声系数值选择材料的厚度。（四

6、）材料表观密度（容重）对于不同的材料，密度对其吸声性能的影响不尽相同，一般对于同一种材料来说，当厚度不变时，增大密度可提高中低频的吸声性能，但比增加厚度所引起的变化要小。对于每一种不同的多孔性吸声材料，一般都存在一个理想的密度范围，在这个范围内材料的性能较好，密度过低或过高都不利于提高材料的吸声性能。（五）材料背后空气层对于厚度，表观密度一定的多孔材料，当其与坚实壁面之间留有空气层时，吸声特性会有所改变。（六）饰面的影响为了尽可能的保持原来的吸声特性，饰面应具有良好的透气性。例如可以使用金属网，塑料窗纱，透气性好的纺织品等，也可以使用厚度小于0.05mm的塑料薄膜，穿孔率在20%以

7、上的薄穿孔板等。使用穿孔板面层，低频吸声系数将有所提高，使用薄膜面层，中频吸声系数将有所提高。（七）声波的频率和入射条件多孔材料的吸声系数随入射频率的增大而增大。常用的厚度大致为5cm成型多孔材料，对于中高频有较大的吸声系数。（八）材料吸湿，吸水多孔材料吸水后，材料的间隙和小孔中的空气被水分所代替，使得孔隙率降低，因此会大大改变其吸声性能。随含水率的增加，首先降低了对高频声的吸声系数，继而逐步扩大其影响范围。第三节共振吸声结构一.吸声原理当吸声材料和结构的自振频率与声