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建筑物理_声学_吸声材料与吸声结构PPT_图文

吸声材料与吸声结构

姓名:胡聪 班级:12声学1班 学号:12207050108

吸声材料作用和分类
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。 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,但材料制 成某种结构而产生吸声。如穿孔石膏板吊顶。 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。

吸声材料分类
? ?纤维状 ? ? ?多孔吸声材料?可粒状 ?泡沫状 ? ? ? ? ?穿孔板共振吸声结构 吸声材料和结构的分类 ? ? ?簿板共振吸声结构 ?共振吸声结构 ?簿膜共振吸声结构 ? ? ? ? ? ?特殊吸声结构: 吸声央劈

多孔吸声材料
多孔材料的吸声机理
A 构造特征: 多孔吸声材料,如玻璃棉、岩棉、泡沫 塑料、毛毡等具有良好的吸声性能,不 是因为表面粗糙,而是因为多孔材料从 表到里具有大量均匀、互相连通的微孔, 且表面微孔向外敞开、具有适当的通气 性.

错误认识一:表面粗糙的材料,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。

B 吸声机理:
Ⅰ当声波入射到多孔材料上,声波能顺着孔隙 进入材料内部,引起空隙中空气分子的振动。 由于空气的粘滞阻力、空气分子与孔隙壁的摩 擦,使声能转化为摩擦热能而吸声。Ⅱ空气振 动是不断压缩和膨胀的过程,与多孔骨架发生 热交换也减少声能。 C多孔材料吸声的必要条件是 : 材料有大量空隙,空隙之间互相连通,孔隙深 入材料内部。

影响材料吸声吸的因素
? 1密度: :每立
方米材料的重 量kg/m3。 ? 密度太大→密 实; 太小→透气性太 好; 存在一最佳值.

孔隙率:材料中孔隙体积和材料总体积
之比。

空气体积 孔隙率 ? ? 100% 总体积

空气流阻:单位厚度时,材料两边空气
气压和空气流速之比。

两侧静压差 空气流阻 ? 存在一最佳值 流速

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。 在实际工程中,测定空气流阻比较困 难,但可以通过厚度和容重粗略估计和控 制(对于玻璃棉,较理想的吸声容重是1248Kg/m3,特殊情况使用100Kg/m3或更高)

结构因子:反映多孔材料内部纤维或颗粒 排列的情况,是衡量材料微孔或狭缝分布 情况的物理量。

饰面状况:

多孔吸声材料表面附加有一定透声 作用的饰面,如小于0.5mm的塑料薄膜、 金属网、窗纱、防火布、玻璃丝布等, 基本可以保持原来材料的吸声特性。 使用穿孔面材时,穿孔率须大于20%, 若材料的透气性差时,如塑料薄膜, 高频吸声特性可能下降。

多孔材料的吸声特性
吸声特点: 总趋势是随 频率的增加 而增加,伴 有起伏,且 起伏随增加 而变化平缓, 一般吸收中 高频,加空 气层后也吸 收低频。

共振吸声结构
空腔共振吸收,如穿孔石膏板、狭缝吸音 砖等。

A构造特性 B吸声机理:当薄壁与空径比声波小 很多时,孔径处空气变形很小,起质量 块作用.类似于活塞,空腔中空气起弹 簧作用. C吸声特性:在共振频率处有最大吸 声系数.

狭缝吸音砖内放如入吸声 材料增大吸声效果 右图为美国某音乐教室。 下图为狭缝吸音砖放入玻 璃棉的情况。

薄膜、薄板共振吸声结构,如玻璃、薄金 属板、架空木地板、空木墙裙等。 A构造特性

B吸声机理: 系统出现共振时,摩擦或内应力消耗最 大,从而将声能转换为热能.
C吸声特性
薄膜共振频率

fc ?

600 mL

m为薄膜面密度 (kg / m 2 ), L为空气层厚度 (cm) 。 吸收中频声 , 200 ~ 1000HZ , ? ? 0.3 ~ 0.4

薄板共振频率

1 fc ? 2?

1 1.4 ? 107 ( ? K) m L

K为刚度因数 (kg / m 2 ? S2 )。 吸收低频声,80 ~ 300HZ , ? ? 0.2 ~ 0.5

其他吸声结构
空间吸声体

尖劈—强吸声结构(声阻逐渐加大)

吸声在建筑声学中的应用举例
室内音质的控制

玻璃棉产品可以制成吊顶板、贴墙板、空间吸声体等, 在建筑室内起到吸声作用,降低混响时间。 一般地,房间体积越大,混响时间越长,语言清晰 度越差,为了保证语言清晰度,需要在室内做吸声, 控制混响时间。如礼堂、教室、体育场,电影院。 对音乐用建筑,为了保证一定丰满度,混响时间 要长一些,但也不能过长,可以使用吸声控制。 在厅堂建筑中,为了防止回声、声反馈、声聚焦 等声学缺陷,常在后墙面、二层眺台栏杆面、侧墙面 及局部使用吸声。

End!