建筑物理声学吸声材料与吸声结构

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2020年⼀级注册建筑师《建筑物理》考点：吸声材料与吸声结构 ⼀、多孔吸声材料 （⼀）材料 玻璃棉，超细玻璃棉，岩棉，矿棉(散状、毡⽚)，泡沫塑料，多孔吸声砖等。

海绵、加⽓混凝⼟、聚苯板内部⽓泡是单个闭合的，互不连通，其吸声系数⽐多孔吸声材料⼩得多，是很好的保温材料，但不是多孔吸声材料;拉⽑⽔泥墙⾯表⾯粗糙不平，但没有空隙，吸声很差，不是吸声材料。

其起伏不平的尺度和声波波长相⽐较⼩，不能起扩散反射的作⽤，所以它不是⼀种声学处理，只是⼀种饰⾯做法。

（⼆）吸收频率 中频，⾼频，背后有空⽓层能吸收低频。

（三）影响因素 1.空⽓流阻。

材料两边静压差和空⽓流动速度之⽐称为单位⾯积流阻。

2.孔隙率。

70%～80%。

通常测出材料的厚度，表观密度。

超细玻璃棉表观密度为20～25kg/m3，矿棉120kg/m3。

3.厚度。

厚度增加，中、低频范围吸声系数增加。

⼀般超细玻璃棉厚5～15cm，矿渣棉厚5～10cm。

4.背后条件。

后边留空⽓层与填充同样材料效果近似，使中低频(尤其是对低频)吸声系数增加。

背后空⽓层厚度⼀般为10～20cm。

5.吸收频率。

⼀般⽤5cm厚，吸收中、⾼频。

材料吸声系数可以⽤驻波管法测声波垂直⼊射时的吸声系数，⽤混响室法测⽆规⼊射时的吸声系数。

（四）罩⾯材料 ⾦属、窗纱、纺织品、厚度<0.05mm的塑料薄膜、穿孔率>20%的穿孔板。

⼆、空腔共振吸声结构 （⼀）材料 赫(亥)姆霍兹共振器和穿孔的胶合板，⽯棉⽔泥板，⽯膏板，硬质纤维板，⾦属板。

（⼆）共振频率 （三）穿孔板共振频率 （四）吸收频率 中频，板后放多孔吸声材料能吸收中⾼频，其共振频率向低频转移。

板后有⼤空腔(如吊顶)能增加低频吸收。

声学第四讲吸声材料与吸声结构在声学中，吸声材料和吸声结构被广泛应用于消除噪音和改善声学环境。

吸声材料是一种能够吸收声波的材料，而吸声结构则是由吸声材料构成的一种结构。

本文将详细介绍吸声材料和吸声结构的原理、分类及其在实际应用中的应用情况。

一、吸声材料的原理和分类吸声材料的吸声原理是通过材料的吸声机制将声波的能量转化为其他形式的能量，从而减少声波的反射和传播。

吸声材料的吸声机制通常有以下几种：1.完全弹性反射吸声：利用材料的吸声面来实现声波的全反射，并分散或吸收声波能量。

2.摩擦吸声：通过材料的内聚力和材料表面的摩擦来消耗声波的能量。

3.多次散射吸声：利用材料内部结构的复杂性，使声波在材料中进行多次反射和散射，从而减少声波的反射。

根据吸声材料的基本原理和性质，可以将吸声材料分为以下几类：1.多孔吸声材料：多孔吸声材料是一种由孔隙空间构成的材料，其中孔隙可以是连通的或不连通的。

当声波进入多孔吸声材料时，会在孔隙中进行多次散射和漫反射，从而吸收声波能量。

常见的多孔吸声材料包括岩棉、玻璃纤维、聚酯纤维等。

2.薄膜吸声材料：薄膜吸声材料是一种表面覆盖或悬挂在墙面或天花板上的薄膜材料，其一般由一层透声性好的薄膜和一层吸声材料构成。

当声波到达薄膜吸声材料时，会在其表面上进行反射和散射，并被吸声材料吸收。

薄膜吸声材料常用于音乐厅、影院等场所的声学处理。

3.共振吸声材料：共振吸声材料是一种利用共振效应来吸收声波能量的材料。

这种材料的共振频率与声波的频率相匹配，从而达到最大的吸声效果。

共振吸声材料常用于低频声波的吸收，例如船舶、飞机等的隔音处理。

二、吸声结构的原理和应用吸声结构由吸声材料构成，并在实际应用中形成具有吸声效果的结构。

吸声结构的设计和构造直接影响着整个声学环境的吸声效果。

1.吸声板：吸声板是一种常见的吸声结构，由多孔吸声材料构成，并通常具有一定的厚度。

吸声板可以根据声学要求进行设计和排列，以达到吸收特定频率范围内的声波。

1.吸声材料和吸声结构的分类？①多孔材料，板状材料，穿孔板，成型顶棚吸声板，膜状材料，柔性材料吸声结构：共振吸声结构，包括1。

空腔共振吸声结构，2。

薄膜，薄板共振吸声结构。

其他吸声结构：空间吸声体，强吸声结构，帘幕，洞口，人和家具，空气吸收(空气热传导性，空气的黏滞性和分子的弛豫现象，前两种比第三种的吸收要小得多)。

吸声与隔声有什么区别？吸声量与隔声量如何定义？它们与那些因素有关？答：吸声指声波在传播途径中，声能被传播介质吸收转化为热能的现象。

隔声指防止声波从构件一侧传向另一侧。

吸声量：指材料的吸声面积与其吸声系数的乘积，单位为m2。

隔声量：指建筑构件的传声损失，，单位为（dB）。

它们主要与构件的透射系数有关，和构件的反射系数和吸声系数有关。

2. 衍射的定义：当声波在传播过程中遇到障碍物的起伏尺寸与波长大小接近或更小时，将不会形成定向反射，而是声能散播在空间中，这种现象称为散射，或衍射。

影响因素：障碍物的尺寸或缝孔的宽度与波长接近或更小时，才能观察到明显的衍射现象，不是决定衍射能否发生的条件，仅是使衍射现象明显表现的条件，波长越大，越容易发生衍射现象。

3.解释“波阵面”的概念，在建筑声学中引入“声线”有什么作用？答：声波从声源发出，在某一介质内向某一方向传播，在同一时刻，声波到达空间各点的包迹面称为“波阵面”，或“波前”。

“声线”主要是可以较方便地表示出声音的传播方向；利用作图法确定反射板位置和尺寸。

波阵面为平面的称为“平面波”，波阵面为球面的称为“球面波”。

4.什么是等响线？从等响线图说明人耳对声音的感受特性。

答：等响线是指响度相同的点所组成的频谱特征曲线，从等响线图可知：1.人耳在高声压级下，对声音频率的响应较一致；2.在低声压级下，人耳对于低于1000Hz的声音和高于4000Hz的声音较不敏感，而对1000Hz~ 4000Hz的声音感受最为敏锐；3.在同一频率下，声压级提高10dB，相对响度提高一倍。

常用的吸声材料和吸声结构一、吸声材料和吸声结构在没有进行声学处理的房间里，人们听到的声音，除了由声源直接通过空气传来的直达声之外，还有由房间的墙面、顶棚、地面以及其它设备经多次反射而来的反射声，即混响声（reverberant sound）。

由于混响声的叠加作用，往往能使声音强度提高10多分贝。

如在房间的内壁及空间装设吸声结构，则当声波投射到这些结构表面后，部分声能即被吸收，这样就能使反射声减少，总的声音强度也就降低。

这种利用吸声材料和吸声结构来降低室内噪声的降噪技术，称为吸声（sound absorption）。

1．吸声材料材料的吸声性能常用吸声系数（absorption coefficient）来表示。

声波入射到材料表面时，被材料吸收的声能与入射声能之比称为吸声系数，用α表示。

一般材料的吸声系数在0.01～1.00之间。

其值愈大，表明材料的吸声效果愈好。

材料的吸声系数大小与材料的物理性质、声波频率及声波入射角度等有关。

通常把吸声系数α＞0.2的材料，称为吸声材料（absorptive material）。

吸声材料不仅是吸声减噪必用的材料，而且也是制造隔声罩、阻性消声器或阻抗复合式消声器所不可缺少的。

多孔吸声材料的吸声效果较好，是应用最普遍的吸声材料。

它分纤维型、泡沫型和颗粒型三种类型。

纤维型多孔吸声材料有玻璃纤维、矿渣棉、毛毡、苷蔗纤维、木丝板等。

泡沫型吸声材料有聚氨基甲醋酸泡沫塑料等。

颗粒型吸声材料有膨胀珍珠岩和微孔吸声砖等。

表10-2如前所述，多孔吸声材料对于高频声有较好的吸声能力，但对低频声的吸声能力较差。

为了解决低频声的吸收问题，在实践中人们利用共振原理制成了一些吸声结构（absorptive structure）。

常用的吸声结构有薄板共振吸声结构、穿孔板共振吸声结构和微穿孔板吸声结构。

（1）薄板共振吸声结构。

把不穿孔的薄板（如金属板、胶合板、塑料板等）周边固定在框架上，背后留有一定厚度的空气层，这就构成了薄板共振吸声结构。

建筑吸声材料与吸声结构引言：在现代建筑中，随着城市化的发展和人口的增加，噪音污染已经成为困扰人们生活的一大问题。

无论是住宅、办公室还是公共场所，都需要采取措施来降低噪音对人们的影响。

建筑吸声材料和吸声结构是一种被广泛应用的方法，可以有效减少噪音对室内的传播，提供更加舒适和安静的环境。

一、建筑吸声材料的分类1.打孔板：打孔板是一种由金属、木材或塑料等制成的材料，表面有均匀分布的孔洞，通过孔洞来吸收和分散噪音的能量。

打孔板通常具有较高的反射率，可以有效降低声波的反射和传播。

同时，打孔板的材料可以根据需要选择，比如金属打孔板具有较强的耐久性和耐火性能，适合用于室外环境。

2.纤维吸声材料：纤维吸声材料通常由岩棉、玻璃棉等材料制成，具有较好的吸声和隔声特性。

它们可以通过增加表面积来提高吸声效果，比如采用薄纤维纤维板或纤维毡，使得声波在纤维间反复散射和吸收。

此外，纤维吸声材料还可以用于构建隔音墙体，从而将噪音隔离在不同区域。

二、建筑吸声结构的设计与应用1.吸声天花板：吸声天花板是建筑中常见的一种吸声结构。

它可以通过在天花板上覆盖吸声材料，如吸声板或纤维吸声材料，来降低室内噪音的反射和传播。

此外，吸声天花板还可以选择具有不同形状和表面纹理的材料，以达到更好的吸音效果。

2.吸声墙壁：吸声墙壁是另一种常见的吸声结构。

它可以采用纤维吸声材料或打孔板等材料进行覆盖，从而减少室内噪音的反射和传播。

吸声墙壁可以用于隔音室、电影院等需要严格控制噪音的场所。

3.吸声地板：吸声地板是通常被忽视的一种吸声结构。

它可以通过选择有弹性的材料，如橡胶地板或软质木地板，来减少脚步声和其他噪音的传播。

吸声地板还可以通过在地板下铺设隔音层，如隔音绒或泡沫塑料，来降低噪音的穿透。

4.隔音窗户：隔音窗户是一种专门设计的窗户结构，旨在减少室外噪音的传播。

它可以采用双层或三层玻璃窗，并在中间填充空气或隔音膜，以提高窗户的隔声效果。

此外，隔音窗户还可以采用特殊的框架和密封材料，以防止噪音通过窗框和缝隙进入室内。