建筑物理声学吸声材料与吸声结构

4.4 其他吸声结构
4.4.1、空间吸声体 4.4.2、尖劈—强吸声结构（声阻逐渐加大）
4.4.3空气吸收
值（尾数四舍五入整理成.5或.0）
吸声量：对于平面物体A= S, 单位是平米（或塞宾） 对于单个物体，表面积难于确定，直接用吸声量
4.1.2吸声材料分类
纤维状
多孔吸声材料可粒状
泡沫状
吸声材料和结构的分类共振吸声结构穿簿孔板板共共振振吸吸声声结结构构
簿膜共振吸声结构
特殊吸声结构 : 吸声央劈
4.2 多孔吸声材料
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）
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。
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 / m2 ), 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
fc
1
2
1 (1.4 107 K ) mL
K为刚度因数(kg / m2 S2 )。
吸收低频声，80 ~ 300HZ， 0.2 ~ 0.5
含湿量:
重湿度 （含湿量） 增加、吸 声性能下 降（先降 低高频， 再到低频）
4.2.3 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。
4.3 共振吸声结构
4.3.1空腔共振吸收，如穿孔石膏板、狭缝 吸音砖等。
4.2.2 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。
孔隙率
空气体积 总体积
100%
空气流阻：单位厚度时，材料两边空气
气压和空气流速之比。
空气流阻
两侧静压差 流速
存在一最佳值
4.2.1 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。
当L>20cm时
fc
c
2
p (t 0.8d )L pL2 / 3
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。
4.3.2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
第四讲、吸声材料与吸声结构
4.1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。
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.
共振吸声效果和吸声腔内加入吸声材料 （玻璃棉）后的吸声效果
穿孔板共振吸声频率的计算
当L<20cm时
fc
c
2
p (t 0.8d )L
吸声材料 较大 由 r 1分类反射材料 r较大
透声材料 较大
事实百度文库隔声材料中包含 了反射材料及吸声材料
按用途分隔吸声声材材料料
较大 较小
吸声系数：
E 1 r
E0
从反射界面定义:
1 r E E
E0
4.1.1 吸声系数与吸声量定义
吸声系数定义：=(E总-E反）/ E总，即声波接触吸声介面后失 去能量占总能量的比例。吸声系数永远小于1。
安装条件:
多孔吸声材料的吸声性能还与安装条件有着密切的关 系。当多孔吸声材料背后有空腔时，与该空气层用同 样的材料填满的效果类似。尤其是中低频吸声性能比 材料实贴在硬底面上会有较大提高，吸声系数将随空 气层的厚度增加而增加，但增加到一定值后效果就不 明显了。
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。
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。
厚度: 随着厚度增加， 中低频吸声系 数显著地增加， 但高频变化不 大（多孔吸声 材料对高频总 有较大的吸 收）。
容重:
厚度不变，容 重增加，中低 频吸声系数亦 增加；但当容 重增加到一定 程度时，材料 变得密实，流 阻大于最佳流 阻，吸声系数 反而下降。
同一吸声材料，声音频率不同时，吸声系数不同。一般常用 100Hz-5000Hz的18个1/3倍频带的吸声系数表示。
有时使用平均吸声系数或降噪系数粗略衡量材料的吸声能力。 平均吸声系数：100Hz-5000Hz的1/3倍频带吸声系数的平均值 降噪系数（NRC)：125Hz/250Hz/500Hz/1000Hz吸声系数的平均