吸聲材料與吸聲結(jié)構(gòu)

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1、第三章吸聲材料與吸聲結(jié)構(gòu)吸聲材料和吸聲結(jié)構(gòu)，廣泛地應(yīng)用于音質(zhì)設(shè)計(jì)和噪聲控制中。吸聲材料：材料本身具有吸聲特性。如玻璃棉、巖棉等纖維或多孔材料。吸聲結(jié)構(gòu)：材料本身可以不具有吸聲特性，但材料制成某種結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生吸聲。如穿孔石膏板吊頂。在建筑聲環(huán)境的設(shè)計(jì)中，需要綜合考慮材料的使用，包括吸聲性能以及裝飾性、強(qiáng)度、防火、吸濕、加工等多方面。3.1吸聲系數(shù)與吸聲量吸聲系數(shù)定義：?=(E總-E反）/E總，即聲波接觸吸聲介面后失去能量占總能量的比例。吸聲系數(shù)小于1。同一吸聲材料，聲音頻率不同時(shí)，吸聲系數(shù)不同。一般常用100Hz-5000Hz的18個(gè)1/

2、3倍頻帶的吸聲系數(shù)表示。有時(shí)使用平均吸聲系數(shù)或降噪系數(shù)粗略衡量材料的吸聲能力。平均吸聲系數(shù)：100Hz-5000Hz的1/3倍頻帶吸聲系數(shù)的平均值降噪系數(shù)（NRC)：125Hz/250Hz/500Hz/1000Hz吸聲系數(shù)的平均值吸聲量：對(duì)于平面物體A=?S,單位是平方米（或塞賓）對(duì)于單個(gè)物體，表面積難于確定，直接用吸聲量由塞賓公式設(shè)混響室空室時(shí)的混響時(shí)間T1，放入吸聲材料后的混響時(shí)間T2。（混響室體積和內(nèi)表面積分別為V0、S0）并且由上式推導(dǎo)得到：材料吸聲系數(shù)?=0.161V(1/T2-1/T1)/S吸聲量或吸聲系數(shù)的測(cè)量1

3、、混響室法混響室法可以測(cè)量吸聲材料的吸聲系數(shù)，也可以測(cè)量吸聲結(jié)構(gòu)的吸聲量吸聲系數(shù)?=0.161V(1/T2-1/T1)/S單個(gè)結(jié)構(gòu)的吸聲量A=0.161V(1/T2-1/T1)/n其中：V混響室體積S材料表面積n吸聲體個(gè)數(shù)T1空室混響室混響時(shí)間T2防入材料后混響時(shí)間2、駐波管法測(cè)量材料吸聲系數(shù)：利用在管中平面波入射波和反射波形成極大聲壓Pmax和極小聲壓Pmin推導(dǎo)出?0?0=Pmin/Pmax3、?T和?0的值有一定差別，?T是無(wú)規(guī)入射時(shí)的吸聲系數(shù)，是正入射時(shí)的吸聲系數(shù)。?0工程上主要使用?T材料吸聲系數(shù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。標(biāo)準(zhǔn):GBJ75-

4、84報(bào)告中必須指明材料規(guī)格型號(hào)及安裝方法。報(bào)告中可以讀出平均吸聲系數(shù)和降噪系數(shù)。有時(shí)吸聲系數(shù)會(huì)大于等于1，主要是由于實(shí)驗(yàn)室或安裝時(shí)邊緣效應(yīng)造成3.2多孔材料的吸聲機(jī)理多孔吸聲材料，如玻璃棉、巖棉、泡沫塑料、毛氈等具有良好的吸聲性能，不是因?yàn)楸砻娲植?，而是因?yàn)槎嗫撞牧暇哂写罅康膬?nèi)外連通的微小孔隙和孔洞。當(dāng)聲波入射到多孔材料上，聲波能順著孔隙進(jìn)入材料內(nèi)部，引起空隙中空氣分子的振動(dòng)。由于空氣的粘滯阻力、空氣分子與孔隙壁的摩擦，使聲能轉(zhuǎn)化為摩擦熱能而吸聲。多孔材料吸聲的必要條件是：材料有大量空隙，空隙之間互相連通，孔隙深入材料內(nèi)部。錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)一

5、：表面粗糙的材料，如拉毛水泥等，具有良好的吸聲性能。錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)二：內(nèi)部存在大量孔洞的材料，如聚苯、聚乙烯、閉孔聚氨脂等，具有良好的吸聲性能。3.3影響多孔吸聲材料吸聲系數(shù)的因素多孔吸聲材料對(duì)聲音中高頻有較好的吸聲性能。影響多孔吸聲材料吸聲特性主要是材料的厚度、密度、孔隙率、結(jié)構(gòu)因子和空氣流阻等。密度：每立方米材料的重量?？紫堵剩翰牧现锌紫扼w積和材料總體積之比。結(jié)構(gòu)因子：反映多孔材料內(nèi)部纖維或顆粒排列的情況，是衡量材料微孔或狹縫分布情況的物理量。空氣流阻：?jiǎn)挝缓穸葧r(shí)，材料兩邊空氣氣壓和空氣流速之比。空氣流阻是影響多孔吸聲材料最重要的因素。

6、流阻太小，說(shuō)明材料稀疏，空氣振動(dòng)容易穿過(guò)，吸聲性能下降；流阻太大，說(shuō)明材料密實(shí)，空氣振動(dòng)難于傳入，吸聲性能亦下降。因此，多孔材料存在最佳流阻。在實(shí)際工程中，測(cè)定空氣流阻比較困難，但可以通過(guò)厚度和容重粗略估計(jì)和控制（對(duì)于玻璃棉，較理想的吸聲容重是12-48Kg/m3,特殊情況使用100Kg/m3或更高）。1、隨著厚度增加，中低頻吸聲系數(shù)顯著地增加，但高頻變化不大（多孔吸聲材料對(duì)高頻總有較大的吸收）。2、厚度不變，容重增加，中低頻吸聲系數(shù)亦增加；但當(dāng)容重增加到一定程度時(shí)，材料變得密實(shí)，流阻大于最佳流阻，吸聲系數(shù)反而下降。3、多孔吸聲材料的

7、吸聲性能還與安裝條件有著密切的關(guān)系。當(dāng)多孔吸聲材料背后有空腔時(shí)，與該空氣層用同樣的材料填滿的效果類似。尤其是中低頻吸聲性能比材料實(shí)貼在硬底面上會(huì)有較大提高，吸聲系數(shù)將隨空氣層的厚度增加而增加，但增加到一定值后效果就不明顯了。4、使用不同容重的玻璃棉疊和在一起，形成容重逐漸增大的形式，可以獲得更大的吸聲效果。5、多孔吸聲材料表面附加有一定透聲作用的飾面，如小于0.5mm的塑料薄膜、金屬網(wǎng)、窗紗、防火布、玻璃絲布等，基本可以保持原來(lái)材料的吸聲特性。使用穿孔面材時(shí)，穿孔率須大于20%，若材料的透氣性差時(shí)，如塑料薄膜，高頻吸聲特性可能下降。3

8、.4玻璃棉吸聲系數(shù)的比較3.5其它吸聲結(jié)構(gòu)1、空腔共振吸收，如穿孔石膏板、狹縫吸音磚等。共振吸聲效果和吸聲腔內(nèi)加入吸聲材料（玻璃棉）后的吸聲效果狹縫吸音磚內(nèi)放如入吸聲材料增大吸聲效果右圖為美國(guó)某音樂(lè)教室。下圖為狹縫吸音磚