六吸收材料和吸收结构

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1、吸声材料与吸收结构（一）教学目的：了解使用吸收材料的目的、多孔吸收材料的特点教学内容：使用吸声材料的目的、多孔吸声材料吸声的原理和特点、多孔吸声材料的类型与施工教学重难点：多孔吸声材料吸声的原理和特点、影响多孔吸声材料性能的因素教学时数：2课时教学步骤：一、新课导入作为音响师虽然不需要参与建筑本身的设计,但了解有关建声的设计和施工有助于我们更了解该建筑的声学特点，帮助我们更好的设计、布置扩声系统。二、新课讲授（一）使用吸声材料的目的：在进行厅堂音质设计时，假定厅堂的容积V和总表面积S已经确定，其混响时间的控制，只剩F吸声系数的确定，使用吸声材料的主要目的是为

2、了控制反射声，以在整个音频范围内获得均匀的混响时间，同时，还可以利用吸声材料去调节声场分布，消除回声,并降低噪声干扰，从而改善厅堂音质。（二）吸声材料和吸声结构吸声材料一般指可供直接使用、具有良好吸声能力的声学材料，而吸声结构主耍是指按照一定要求，经过特殊设计的声场构件。事实上，在安装吸声材料时，如果不将吸声材料直接紧贴在边界面上，那么他就能构成吸声结构。因此吸声材料与吸声结构并没冇非常严格的界限。从后面的介绍可以看到，构成吸声结构的，不仅町以是吸声材料，而且也可以是吸声性能很差的非吸声材料。从这个意义上讲，它们之间的差别乂是十分明显的。（三）多孔吸声材料多

3、孔吸声材料是应用最普遍的一种吸声材料，这类材料包括玻璃棉，岩棉、矿棉等无机纤维材料及采用上述材料制成的板材和毡材，例如聚氨酯、聚苯烯和尿醛泡沫塑料、膨胀珍珠岩等，此外，具有一定透气性能的纺织品帘幕也可归为这类吸声材料。多孔吸声材料必须具备以卜•儿个条件：（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，也就是说必须通到材料的表面，使得声波能够从材料表面容易地进入到材料的内部；（3）材料内部的微孔必须是相互连通的，而不能是封闭的。错课认识一：表而粗糙的材料，如拉毛水泥等，具有良好的吸声性能。错误认识二：内部

4、存在大量孔洞的材料，如聚苯、聚乙烯、闭孔聚氨脂等，具有良好的吸声性能。1、多孔吸声材料的吸声原理：多孔吸声材料的结构特点是从里至外均有相当数量内外连通的极小间隙，因而透气性好，当声波入射到多孔材料表而时，声波沿微孔进入材料内部，并激发起微孔内部的空气振动，由于空气的黏滞性和微孔内相对摩擦产牛•的黏滞阻力是空气振动，声能不断转化为热能而引起声能衰减，因此，多孔吸声材料在表面和内部均应该有大量的连续的微孔或间隙,以保证材料的吸声性能。2、影响多孔吸声材料性能好坏的主要因索有哪些？材料的厚度、流阻、孔隙率、密度以及材料的背后条件、结构等因素。PS:流阻是指在稳定气

5、流状态下，加在吸声材料样品两边的圧力弟与通过样品的气流线速度的比值。单位是Pas/mo空气流阻是影响多孔吸声材料最重要的因素。流阻太小，说明材料稀疏，空气振动容易穿过，吸声性能下降；流阻太大，说明材料密实，空气振动难于传入,吸声性能亦下降。因此，多孔材料存在最佳流阻。（1）厚度厚度对多孔吸声材料的低频吸声影响较大，对高频吸声影响很小。厚度增加，低频吸声系数增加，特别是中低频吸声系数较低的材料，效果尤为明显。图13-2所示为不同厚度玻璃棉板的吸声频谱。（2）孔隙率孔隙率是材料内部连通孔隙体积与材料总体积Z比，多孔吸声材料的孔隙率一般在70%以上，多数达90%左

6、右。同一种材料，密度越小，孔隙率越大，其吸声性能相应有所增加。孔隙率太高时，材料趋于稀松，反而会减少摩擦损耗，吸声反而变差。（3）密度密度在一定程度上可以衡量材料的孔隙率。材料的密度在一定条件下存在着最佳值，它可由实验得出。当厚度不变时，增大密度可以提高低中频的吸声系数，但是其增加程度要远小于增加厚度，而且在增加低频吸声效果同事，高频吸声将冇所降低。图13-3所示为不同密度玻璃棉板的吸声频谱。（4）材料的背后条件多孔吸声材料背示留有一定程度的空腔或空气层，其作用札I同于增加材料的有效厚度，可以改善低频吸声。利用材料背后空气层，既可提高低频吸声系数，乂可节省吸

7、声材料。图13-4所示为背后空气层深度对玻璃棉板吸声系数的影响。（5）面层的影响多孔材料油漆或涂料面层会降低材料的透气性，在面层影响下，高中频吸声系数下降，低频吸声系数会稍有提高，如图13・5所示。（6）钻孔与压缝的影响在硬质多孔吸声材料钻孔或压缝，可使材料与声波接触面积增大，吸声性能获得改善，其改善程度主要体现在中、高频吸声系数冇所提高，低频吸收下降；反Z,材料的吸声频率峰值向低频移动。通常材料的钻孔或压缝面积应控制5%-15%,图13-6所示为不同钻孔而积对材料的吸声频谱。钻孔或压缝深度对材料的高频吸声效果彩响也较大，钻孔越深,材料高频吸声越强。通常，孔

8、深应控制在材料厚度的小g图13-7所示为几种钻孔深度