第三講 吸聲材料和吸聲結(jié)構(gòu).ppt

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1、第三講吸聲材料和吸聲結(jié)構(gòu)第一節(jié)吸聲材料和吸聲結(jié)構(gòu)概述一.定義：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。??對(duì)建筑師來(lái)說(shuō)，把材料和結(jié)構(gòu)的聲學(xué)特性和其他建筑特性如力學(xué)性能、耐火性、吸濕性、外觀等結(jié)合起來(lái)綜合考慮，是非常重要的。??通常把材料和結(jié)構(gòu)分成吸聲的、或隔聲的、或反射的，一方面是按材料分別具有較大的吸聲、或較小的透射、或較大的反射，另一方面是按照使用時(shí)主要考慮的功能是吸聲、或隔聲、或反射。但三種材料和結(jié)構(gòu)沒(méi)有嚴(yán)格的界限和定義。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，但材料經(jīng)打孔、開(kāi)縫等簡(jiǎn)單的機(jī)

2、械加工和表面處理，制成某種結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生吸聲。如穿孔FC板、穿孔鋁板吊頂?shù)取???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，根據(jù)具體的使用條件和環(huán)境綜合分析比較。二.作用吸聲材料最早應(yīng)用于對(duì)聽(tīng)聞音樂(lè)和語(yǔ)言有較高要求的建筑物中，如音樂(lè)廳，劇院，播音室等，隨著人們對(duì)居住建筑和工作的聲環(huán)境質(zhì)量的要求的提高，吸聲材料在一般建筑中也得到了廣泛的應(yīng)用。三.分類：吸聲材料和吸聲結(jié)構(gòu)的的種類很多，根據(jù)材料的不同，可以分為以下幾類第二節(jié)多孔吸聲材料一.吸聲原理多孔吸聲材料中有許多連通的間隙或氣泡，聲波入射時(shí)，聲波產(chǎn)生的振動(dòng)引起小孔或間隙

3、的空氣運(yùn)動(dòng)，由于與孔壁或纖維表面摩擦和空氣的粘滯阻力，一部分聲能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，使聲波衰減；其次，小孔中空氣與孔壁之間還不斷發(fā)生熱交換，也使聲能衰減。二.吸聲特性主要吸收中、高頻聲三.多孔性吸聲材料必須具備以下幾個(gè)條件：（1）材料內(nèi)部應(yīng)有大量的微孔或間隙，而且孔隙應(yīng)盡量細(xì)小且分布均勻；（2）材料內(nèi)部的微孔必須是向外敞開(kāi)的，也就是說(shuō)必須通過(guò)材料的表面，使得聲波能夠從材料表面容易地進(jìn)入到材料的內(nèi)部；（3）材料內(nèi)部的微孔一般是相互連通的，而不是封閉的。四.基本類型（一）玻璃棉玻璃棉具有質(zhì)量輕，中高頻吸聲系數(shù)大，阻燃，化學(xué)性能穩(wěn)定，安裝加工方便等優(yōu)點(diǎn)。一般小于等于24㎏/m3的玻璃棉稱

4、為吸聲玻璃棉氈，等于大于32㎏/m3的叫玻璃棉板。通常在外面包一層透聲的織物。（二）木絲吸聲板用松木等天然材料，經(jīng)過(guò)特殊處理制成纖維狀的木絲，再用天然礦粉等作為粘結(jié)劑，壓制成板材。具有吸聲，隔熱，防潮，防菌等特點(diǎn)，防火性能達(dá)到難燃B1級(jí)，同時(shí)強(qiáng)度和剛度較高。有一定耐撞擊能力。（三）纖維噴涂吸聲材料纖維噴涂技術(shù)是將經(jīng)過(guò)預(yù)先特殊工藝處理的無(wú)機(jī)超細(xì)纖維，纖維素，抗火化合物以及粘結(jié)劑等原料，通過(guò)專用配套的噴涂設(shè)備混合，在施工現(xiàn)場(chǎng)噴涂于混凝土，鋼板，石膏板等各種基體表面上，形成具有一定厚度的噴涂層。五.影響多孔材料吸聲性能的因素（一）材料中空氣的流阻空氣流阻，指空氣流穩(wěn)定的流過(guò)材料時(shí)

5、，材料兩面的靜壓差和流速之比，空氣粘性越大，材料越厚，越密實(shí)，流阻就越大，材料透氣性越低。如果流阻過(guò)大，則克服摩擦力，粘滯阻力從而使聲能轉(zhuǎn)化為熱能的效率就很低。多孔材料存在最佳的空氣流阻。（二）孔隙率指材料中的空氣體積和材料總體積之比。一般多孔材料孔隙率在70%以上，多數(shù)達(dá)到90%左右。（三）材料厚度同一種材料，隨著厚度的增加，中，低頻范圍的吸聲系數(shù)會(huì)有所增加，并且吸聲材料的有效頻率范圍也會(huì)擴(kuò)大。1）當(dāng)材料較薄時(shí)，增加厚度，材料的低頻吸聲性能將有較大的提高，但對(duì)高頻聲的吸聲性能則影響較??；2）當(dāng)材料厚度增加到一定程度時(shí)，吸聲系數(shù)的增加將逐步減小。在設(shè)計(jì)上，通常按照中，低頻范

6、圍所需要的吸聲系數(shù)值選擇材料的厚度。（四）材料表觀密度（容重）對(duì)于不同的材料，密度對(duì)其吸聲性能的影響不盡相同，一般對(duì)于同一種材料來(lái)說(shuō)，當(dāng)厚度不變時(shí)，增大密度可提高中低頻的吸聲性能，但比增加厚度所引起的變化要小。對(duì)于每一種不同的多孔性吸聲材料，一般都存在一個(gè)理想的密度范圍，在這個(gè)范圍內(nèi)材料的性能較好，密度過(guò)低或過(guò)高都不利于提高材料的吸聲性能。（五）材料背后空氣層對(duì)于厚度，表觀密度一定的多孔材料，當(dāng)其與堅(jiān)實(shí)壁面之間留有空氣層時(shí)，吸聲特性會(huì)有所改變。（六）飾面的影響為了盡可能的保持原來(lái)的吸聲特性，飾面應(yīng)具有良好的透氣性。例如可以使用金屬網(wǎng)，塑料窗紗，透氣性好的紡織品等，也可以使用

7、厚度小于0.05mm的塑料薄膜，穿孔率在20%以上的薄穿孔板等。使用穿孔板面層，低頻吸聲系數(shù)將有所提高，使用薄膜面層，中頻吸聲系數(shù)將有所提高。（七）聲波的頻率和入射條件多孔材料的吸聲系數(shù)隨入射頻率的增大而增大。常用的厚度大致為5cm成型多孔材料，對(duì)于中高頻有較大的吸聲系數(shù)。（八）材料吸濕，吸水多孔材料吸水后，材料的間隙和小孔中的空氣被水分所代替，使得孔隙率降低，因此會(huì)大大改變其吸聲性能。隨含水率的增加，首先降低了對(duì)高頻聲的吸聲系數(shù)，繼而逐步擴(kuò)大其影響范圍。第三節(jié)共振吸聲結(jié)構(gòu)一.吸聲原理當(dāng)吸聲材料和結(jié)構(gòu)的自振頻率與聲