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吸声系数随频率的升高而增大

作者:亚虎官网时间:2021-01-25 04:40

  建筑声学 第三章吸音材料与吸声结构_材料科学_工程科技_专业资料。建筑声学

  第三章 吸声材料与吸声结构 1 第一节 吸声材料 一、吸声材料的作用 1、缩短和调整混响时间, 2、控制反射声、 3、消除回声、 4、改善音质,改变声场分布 2、用于噪音控制 2 二、描述吸声材料的特征量: ①吸声系数; 描述吸声材料吸声性能的指标: 吸声系数? 注意: 吸声系数是一个与频率有关的物 理量。 ② 吸声频率特性; 材料的吸声系数相对于频率的特性曲线 或列表 ③ 吸声量(吸声系数乘以吸声面积)。 3 吸声材料的选用原则: (1)、吸声系数高; (2)、吸声频带宽; (3)、材料的耐久性好。 (4)、材料的装饰性、防火防腐、防虫 驻、质轻、防潮等。 4 二、吸声材料的分类 按吸声机理分: 1、多孔吸声材料: (1)、纤维状(矿棉,玻璃棉、麻、棉、 毛、软木) (2)、颗粒状(泡沫混凝土) (3)、泡沫状(泡沫塑料) 2、共振吸声材料: (1)、单腔共振吸声; (2)、穿孔板; (3)、薄膜共振; 5 (4)、薄板共振; (5)、窄缝共振结构 3、特殊吸声结构: (1)空间吸声体 (2)尖劈 (3)可变吸声体 4、有源吸声(电子吸声)。 6 吸声材料的选用原则: (1)、吸声系数高; (2)、吸声频带宽; (3)、材料的耐久性好。 (4)、材料的装饰性、防火防腐、防虫驻、 质轻、防潮等。 7 第二节、多孔吸声材料 (一)材料特点:——透气性 材料具有大量内外连通的微小间歇和连续 气泡,具有通气性。 (二)吸声原理: 当声波入射到材料表面时,很快顺着微孔 进入材料内部,引起空歇间的空气振动, 由于摩擦使一部分声能转化为热能而被吸 收。 8 ? 吸声条件: 声波很容易进入微孔内。 ?吸声频率特点: 对中高频有很好的吸声特性, 吸声系数随频率的升高而增大。 α在500Hz以上可达到0.5~0.9。 (三)影响吸声性能的因素: 9 1、材料厚度的影响: 一般而言、厚度增加,低频的吸声效果提高, 高频影响不大。 10 几种多孔材料的厚度: 玻璃棉、矿棉和岩棉 吸声阻燃泡沫塑料 矿棉吸声板 纤维板 阻燃化纤毯和阻燃织物 毛毡 50——100 mm 20——50 mm 12——25 mm 13——20 mm 3 —— 10 mm 11 2、材料密度的影响: 在一定条件下、增大密度可以改善低中 频的吸声性能;不同的材料存在不同的 最佳密度值 12 3、材料后部空腔的影响:在材料后面设有一 定空腔(空气层),其作用相当于加大材料的 有效厚度。 13 4、材料表面处理影响: 外饰面必须选用透气性好的材料。外饰面 的处理不能赌塞气孔。 5、吸湿、吸水的影响 6、声波入射的条件 14 15 16 17 第三节、共振吸声结构 一、 亥母霍兹共振器 阻力大 ? 吸声特点 f f0 ? 吸声特点 阻力小 吸声特点: 存在共振峰,共振峰处 吸声量最大,吸声频带 窄。 f0 f 质量——弹簧系统 18 爱乐音乐厅亥姆霍兹共振器 19 20 21 22 吸声原理: 当外界入射声波频率f和系统固有频率f0相 等时,孔径 中的空气柱就由于共振而产生 剧烈共振,在振动中,空气 柱和孔径侧壁 摩擦而消耗声能。 吸声频率: f0 = c (S/(V(t+?)))1/2/2? S_--- 颈口的断面积 V---空腔容积 t----为细颈深度 ?—开口末端修正量。 。 23 二、穿孔板吸声结构 1、构造特点: 由 各种穿孔的薄板与他们背后的空气层组 成。它可看成由多个亥母霍兹共振腔组成。 2、 吸声频率特点: 存在共振峰,在共振峰附近吸声量最大。 一般吸收中 频,与多孔材料结合使用吸收 中高频,背后留大空腔还能吸收低频。 24 吸声频率: f0 = c (P/(L(t+?)))1/2/2? P--- 穿孔率 L---空腔容积 t----为细颈深度 ?—开口末端修正量。 P= Sk / Sz V= L Sz L=V / Sz 25 26 27 28 29 3、影响吸声特性的因素:板厚、孔径、穿孔 率空腔深度、板后是否填多孔材料。 例:铝穿孔板、石膏穿孔板、高压水泥冲孔板等 4、改善穿孔板的吸声特性: 30 ?在穿孔板后填多孔材料: 共振频率向低频方向移动,吸声频带拓宽, 吸声系数提高。 ?双层穿孔板: 吸声频带在2—3个倍频程内得到较高的吸声 系数。 ?微穿孔板: 孔径在1mm以下,板后无须加多孔材料即 可获得好的吸声效果。 31 32 第四节、薄板吸声结构: 1、原理: 薄板结构在声波的作用下本身产生振动,震 动时板变形并与龙骨摩擦损耗,消耗声能。 2、吸声特点: 存在共振峰,当声波频率与板的振动频率相 吻合时发生共振,消耗声能最多;共振峰在 低频范围,对低频有较好的吸 声特性。 例:胶合板(10mm)、硬质纤维板、石膏板、 金属板等。 33 薄膜吸声结构——上例中薄板用不透气软 质膜状材料替代,对低 频也有较好的吸 声特 性。 34 第五节 其它吸声结构 一、织物帘幕吸声——是多孔材料中的特例 1、构造: 悬挂的纺织品与墙间保持一定距离 2、特性: 中高频吸声,且有吸声峰值频率 吸声系数随打褶程度的增加而增加 设置空腔后其吸声性能有显著的提高, 对中高频 甚至低频都具有一定的吸声作用。 3、作用: ① 吸声; ② 软隔断,减小体积。 35 4、影响织物 吸声的因素: 帘幕的材质、 单位面积的重量、 打褶的状况、 帘幕离刚性壁面的距离(空腔)。 织物帘幕后没有空腔时,各种面密度 的帘幕吸声性能差别很小。 36 37 二、特殊吸声结构 1、空间吸声体 把吸声材料或结构悬挂在空间,使各个界面 全部暴露在空间中,称之为空间吸声体。 1)、构造:木制或金属框架,透气性好的 饰面,内填多孔材料。 38 2)、特点: ① 、有效吸声面大; ② 、主要吸中高频; ③ 、安装使用方便。 3)、使用要点: ①放置在声能密度最大处,声聚焦处 ②当墙面无法布置吸声材料时常使用。 ③用于象体育馆那样的大空间控制混响 时间和音质缺陷,非常有效 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 2、可变吸声结构 可变方式: (1)材料可变 通过翻转、升降、推拉等方式 (2)空间可变 53 54 55 56 57 十、有源吸声(电子吸声) 58 59 十一、吸声尖劈 注意尖劈的尺寸 在中高频范围吸声系数在0.99以上。 60 61 十二、人、家具、洞口和 空气吸收 注意:选用吸声材料从声学的角度应考虑吸声 材料类型、 构造方法(材料厚度、空腔厚度、 龙骨间距等)、吸声频率特性、面层材料等 因素。 作业:叙述各种吸声材料和吸声体的吸声频 率特性和吸声机理。 62 十三、使用吸声材料和结构的常见错误 1、误认为表面凹凸不平就有吸声功能 2、误认为只要是软包就有良好的吸声性能。 吸声材料的厚度至少要大于10mm,要获 得好的吸声效果,厚度至少要大于50mm。 空腔的厚度应大于30mm。 3、误认为只要放置了吸声材料就有吸声效 果。 63 64 3、误认为只要放置了吸声材料就有吸声效 果。 4、在施工中破坏多孔材料表面或饰面材料 的透声性 (1)在多孔性吸声材料表面刷油漆或涂料 (2)由于刷胶等工序破坏饰面材料的透声 性 (3)使用透声性能差的面层材料 65 5、误认为穿孔板都有良好的低频吸声性能 穿孔板组合共振吸声构造,必须满足: 1)、板面必须有一定的穿孔率。孔必须 穿透。 2)、板后必须有一定厚度的空腔 (大于30mm) 66 空间吸声体灯具实验指导书 一、实验目的 通过空间吸声体灯具的制作和实验,使 学生掌握吸声材料的特性及用途,掌握灯具设 计应考虑的因素,同时通过实验使学生了解室 内声环境和光环境,并了解空间吸声体改变室 内声环境和光环境的作用。 二、空间吸声体模型制作要求 按教室光源形状或其他光源形状制作一 个灯具模型,该灯具需具有空间吸声体的吸声 功能,并考虑灯具对光源的有效利用,既考虑 灯具效率,同时还应考虑避免眩光。 二、实验仪器 声源、声级计、照度计 67 三、实验步骤和方法 (一)教室未放吸声灯具前 1、关闭门窗,2、打开声源,3、在教室选择 三点,每点离墙1.5米,用声级计离地1.5米高 测试A声级,用照度计在桌面高度测试照度, 每 点测试三组数据. (二)在教室挂上吸声灯具后 重复前述(一)的步骤 四、实验记录 1. 记录测点分布图; 记录教室特征 记录实验数据; 记录测试过程中的异常情况; 记录仪器设备名称、型号、编号 68 五、实验数据处理及分析 1.求每个测点A声级和照度的平均值,然后 求整个房间的平均值; 2.列表比较放吸声灯具前和吸声灯具后的实 验数据。(注:表格必须用尺子画); 3、文字分析灯具的吸声效果和光照效果; 六、模型制作说明 1、报告中附模型照片 2、说明模型材料、构造特点、模型尺寸,如 何考虑灯具吸声、如何考虑灯具光效和眩 光 69 六、实验报告内容 1.要求用A4大小的纸张书写; 2.报告内容包括:实验日期、实验人员、同 组人员、实验目的、模型制作说明、实验步骤 和方法、实验仪器、实验记录、实验数据处理、 实验分析,实验体会及建议。 70

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