2022年装修声学知识 .pdf
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1、多孔材料的吸声原理多孔吸声材料具有良好吸声性能的原因,不是因为表面的粗糙,而是因为多孔材料具有大量内外两桶的微小空隙和孔洞。那种认为粗糙墙面吸声好的概念是错误的。当声波入射到多孔材料上,声波能顺着微孔进入材料内部,引起空隙中的震动。由于空气的粘滞阻力、空气与孔壁的摩擦和热传导作用等,使相当一部分声能转化为热能而被损耗,因此,只有孔洞对外开口,孔洞之间相互联通,且孔洞深入材料内部,才可以有效地吸收声能,这一点与某些隔热保温材料要求不同,如聚苯和部分聚氯乙烯泡沫塑料、以及加气混凝土等材料,内部也有大量气孔,但大部分单个闭合,互不相通,它们可以作为隔热保温材料,但吸声效果却不好。影响多孔材料吸声系数
2、的因素多孔材料一般对中高频声波具有良好的吸声,影响和控制多孔材料吸声特性的因素,主要是材料的孔隙率、结构银子和空气流阻。孔隙率是指材料中连通的空隙体积和材料总体积之比。结构银子是由多孔材料结构特性所决定的物理量。空气流阻放映了空气通过多孔材料阻力的大小,三者中以空气流阻最为重要,它定义为:当稳定气流通过多孔材料时,材料两面的静压差和气流线速度之比,单位厚度材料的流阻成为“比流阻”。当材料厚度不大时,比流阻越大,说明空气穿透量就笑,吸声性能会下降,但比流阻太小,声能因摩擦力、粘滞力而损耗的效率就低,吸声性能也会下降。所以多孔材料存在最佳流阻。当材料厚度充分大,比流阻小,则吸声就大。隔声门的应用范
3、围相当广,工业噪声综合治理、电台的录音门、演播厅、试听室等等领域均有应用。对于制作材料来说门可分为:木质门、钢质门、塑料门等等。隔声门多为钢质门,这种钢质门是由两块面板这间放入网状钢制肋条构成,内部填充材料多为玻璃棉。面板常常会采用冷轧钢板制作,因为它的表面比热轧钢板光滑,有时我们也会采用不锈钢板等等。由于隔声门的特殊结构,使得它的厚度、面密度较普通门更高。因此隔声门名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页,共 49 页 -的五金件、密封条等配件就尤为重要。这些配件的质量,可以说是决定隔声门隔声量和使用寿命的重要条件。如果粗略的分类,门可以说是由门框、门扇、(观察窗)和五金配件
4、等构件组成的。而隔声门与普通门的不同之处就在于门扇的吸声材料、门垫子和自动底部封条等结构。正是这些特殊的设计可以有效地阻碍声波的传播而让我们得到良好的密封性和隔声量。为了保证有效,隔声门有时也会要求安装在具有隔音功能的墙和门框中。隔声门的密封条和五金对隔声门的质量有相当大的影响。门的五金有很多种类,包括:门卫装置、止门器和门止档、门环、门的消声装置、门锁、插销等等。对于门的密封条,有些标准是根据它安装位置的不同来分类的,有四周型、竖挺结构型和门底型。大约有十几种的材料可以做为密封条原料。我们一般用的最多的是硅树脂橡胶和热塑性的人造橡胶的密封条。其它如门槛的类别也相当多,如:联锁式、插入乙烯基衬
5、垫式、自动关闭式、在平面改变处的联锁式、平鞍式等等。隔声门和普通门的区别隔声门的隔声量无疑是最为关键的评价指标,一般隔声门 30dB的隔声量较容易达到,而40dB以上的隔声量还是比较困难的,需要注意很多细节才可以达到,如门的密封、门槛结构等等。细一点的包括门扇与门框的运输方式也会影响到隔声门整体安装后的效果。通常隔声门的密封处理,比增加门扇材料的厚度更为重要,而门扇内的吸声材料密度也不宜太高,除了会产生门扇面板产生侧鼓的情况外,过高的面密度内置材料反而会使门扇隔声量下降。隔声门的等级I II III IV V 计权隔声量Rw 4545Rw 4040Rw 3535Rw 3030Rw 25隔声门的
6、具体制作是有国标图集供大家参考的,很多 GM 系列的隔声门就是在国标的基础上制作加工的。对隔声门的改进主要是提高门扇的隔声名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页,共 49 页 -量和改善门的密封措施。一般门扇不宜过重,因为过重的门扇会产生下沉现场,一是会使门扇和门框产生缝隙,产生漏声现象;二是过重、过大的隔声门对其安装墙体的强度也会有较高的要求,普通 24 砖墙往往需要做加固处理。而对于门的密缝的密封、门槛的处理等问题,在国标以及很多参考书中均有介绍,而且提供了安装图纸。这部分结构的制作构造相对复杂,可供选择的门密封条品牌及样式型号相当多。一部分隔声门属于配套产品,如隔/消声
7、室、隔声罩、测听室等设备上所需的隔声门,还有一部分隔声会单独安装如设备房隔声门、通道门等等。它们的隔声量要求需要根据现场声学环境而定,多在30dB左右。在订购隔声门时,我们往往只对隔声门的尺寸、隔声量、门扇材料、内部吸音材料等做出详细的规定,对门的五金往往有所忽略。其实隔声门的五金对报价的影响还是很大的,好的五金它们的价格可以说不亚于门扇的造价。而门的五金类型又相当多,材质、结构不同对价格/质量的影响也会很大,因此建议大家在在订购产品时明确隔声门五金配件的型号、质量、功能等参数。国外对于钢制门的耐久性要求是:A级门能反复循环 1,000,000 次;B级门能反复循环500,000 次;C级门能
8、反复循环 250,000 次。但我们采用的很多普通的五金件并不能达到这个标准,往往一段时间后会出现是门锁断裂、密封条老化、门闩变形等情况。所以对于隔声门来说,它所采用的五金件、密封条等配件,是确保产品质量、隔声性能的关键。隔声材料的概念不透气的固体材料,对于空气中传播的声波都有隔声效果,隔声效果的好坏最根本的一点是取决于材料单位面积的质量。隔层材料在物理上有一定弹性,当声波入射时便激发振动在隔层内传播。当声波不是垂直入射,而是与隔层呈一角度 入射时,声波波前依次到达隔层表面,而先到隔层的声波激发隔层内弯曲振动波沿隔层横向传播,若弯曲波传播速度与空气中声波渐次到达隔层表面的行进速度一致时,声波便
9、加强弯曲波的振动,这一现象称吻合效应。这时弯曲波振动的辐度特别大,并向另一面空气中辐射声波的能量也特别大,从而降低隔声效果。矿棉装饰吸音板特征名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页,共 49 页 -矿棉装饰吸音板以矿棉为主要材料,矿棉是矿渣经高温熔化由高速离心机甩出的絮状物,无害、无污染,它是一种多孔材料,由纤维组成无数个微孔。声波撞击材料表面,部分被反射回去,部分被板材吸收,还有一部分穿过板材。而矿棉微孔发达,减小声波反射、消除回音、隔绝楼板传递的噪音。矿棉板内部机构呈立体交叉网状结构,内部空间充足,结构牢靠,大大提高了自身的吸音降噪能力。矿棉板能有效阻断声音传播,避免相邻
10、房间的噪声干扰。根据其检测方法GBJ47-和 GBJ75-1984,国家和行业的标准值要求其降噪系数0.45(GH类),而矿棉板达到了 0.6,隔声量达到了30dB。听音室装修材料吸音能力对于业余爱好者的听音室,可以先在原有的基础上估算一下混响时间。一般结果,这个混响时间往往偏长,因为,家庭装修都不考虑声学要求,使用普通材料,吸音率往往都不够。这不要紧,可以在此基础上加以调整,但两者都必须知道常用材料的吸音能力和特性。有关材料吸音特性的表格很多,参数也有很大出入。因为材料制作工艺不同,既使同样名称的材料,微孔结构也会有出入。甚至试样不同,结果也会不同,但毕竟只能用他们来作依据。用材必须全面考虑
11、。这就需对材料的吸音特性有所了解。混响时间偏长的房间,对立体声和当今的电影多声道声场的声象定位不利,要加强吸音。若房间结构不良、用材单一、尺寸又有问题,就会出现驻波或某些名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页,共 49 页 -频率的强混响。这时更应该用专业的吸音材料和设计来解决。音响使用的吸音材料有多孔质吸音材料、板状吸音材料和共鸣体吸音箱三类。多孔质吸音材料的吸音原理为振动空气从狭孔中进出时,空气分子与材料和自身摩擦,把声能变换成热能,消耗掉了。声波分子运动得快,消耗得也多,故这类材料对高频的吸音能力强。另外,多孔质材料背后的空气层也有吸音作用,而且更有讲究,特别对 1/4
12、 波长频率的声音吸音更强,间距大,1/4 波长就长,被吸收的声音频率就偏低。故把多孔质吸音材料,如壁布等直接贴在墙上,是音响房间之大忌。实际吸音作用不大,但又把高音吸收掉了,频响变差。布帘完全拉开使用,也不及折皱着能使吸音更加均匀和充分。吸音能力是依靠板材受声波压迫而引起振动,板材的分子摩擦而消耗能量,达到吸音的目的。当你把一枚大头针不断地弯折,直至断裂,这时的裂口处会很烫手,这就是消耗掉的弯折动能变成了热能。板材随着声波振动不断地弯曲和弹复原样,也会把部分声能吸收掉。板状吸音材料有几大特点:、在板弯曲的共振频率点附近,吸声最强,此频率与框架空间面积有关。、板和框架一定要密切贴合在一起,否则,
13、板就不会一小块一小块振动,也就不会吸音,而且还会出杂音。、如果空气层中再放有多孔质吸音材料,如玻璃纤维,那么在特定的频率上吸音作用为更强。简而言之,特定频率的声波进入后,几乎出不来了,全部都会被吸收掉,吸音能力很强。一个个共鸣体结合成一片就成为共鸣体吸音箱。形状大变,外形与板状吸音材料差不多,只是所用的板都为穿孔板,各种尺寸都要严格计算。专门为改善房间特定频率设计的共鸣体吸音箱,可从挂在房间中使用。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页,共 49 页 -共振吸音箱的吸音效果比较平滑。实际使用时也还可把三种不同特点的吸音材料复合起来,形成新型的、更平坦的吸音材料。吸声材料在建筑
14、中的用途吸声材料是建筑声学和噪声控制的主要技术手段,其用途是十分广泛的。控制厅堂音质的混响时间,如音乐厅、影剧院、录音室、演播室、审听室、会议室、多功能厅、体育馆、礼堂等,一般是通过选择、布置合适的吸声材料来达到最佳混响时间。对一些公共交通建筑,如机场的候机大厅、车站的候车室、码头的候船室等建筑。由于要不断广播飞机、车船班次的出发、到达或延误时间等信息,顶棚和墙面适当布置吸声材料。一方面可以提高广播信息的清晰度;另一方面还可以降低乘客的嘈杂噪声,使环境更加安静一些。消除厅堂的回声和声聚集等音质缺陷。当直接声和反射声之间的声程差达到17m时,两个声音的时差就达 50ms(毫秒),人耳就能听到回声
15、,一些较长的厅堂,其后墙的反射声容易使*近台口的坐席区产生回声。可通过后墙布置强吸声材料加以消除。建筑圆弧形的后墙和穹形屋顶等体形,会使厅内产生声聚集。如果要保持原有室内体形,就可以在这些内表面上采用布置强吸声材料的方法消除对厅内产生的声聚集。提高轻薄板墙的隔声。如石膏板、硅钙板、FC板、TK板以及防火镁水泥板等轻薄板墙,在其夹层中填充多孔性吸声材料如玻璃棉、岩棉及矿棉等,可明显提高这类板墙的隔声效果。对机械设备使用的隔声罩以及道路声屏障,面向声源一侧的壁面做成吸声面,可以提高其降噪效果。建筑通风和空调系统的管道消声器,特别是大型的阻性消声器,需要使用大量的吸声材料。名师资料总结-精品资料欢迎
16、下载-名师精心整理-第 6 页,共 49 页 -扩散及扩散装置原理扩散,也称漫反射。扩散可以把“集中的声音”分开,可以防止闷罐子和金属般的混响,增加混响的温暖、甜美和细致,由于它是把“集中的反射声”变得分散,因此可以使声音的空间感变得更大。同时有些漫反射装置还能吸收低频。在声学设计中,声学设计师常使用依据扩散原理制成的扩散板,来扩大听音区,以及用扩散不同频率的扩散板来做频率补偿,同时它也有美化声音的作用。任何不平的表面,都有漫反射作用。而漫反射装置,也就是让你的平面的墙壁,变得不平。扩散装置的工作原理下面给出一些理论上的示意图,可以很好的说明扩散的工作原理。注意这些示意图忽略了不同频率声音的不
17、同特点。上面的示意图,表示的是:在光滑墙壁的室内,从声音源(黑色圆点)发出的声音,在室内传播以及补墙壁反射的情况。第一行的图片是在发出声音后35ms的情况,第二行是 90ms,第三行是145ms,第四行是 200ms。可看出,在光滑墙壁的室内,声音会补很有规律的反射,反射声能量很大而且数量少,听起来有回声的感觉。上面还是同样的房间,只不过墙壁上布满了象半圆球一样的扩散装置,声音到达墙壁后被化解成无数个反射波,反射声能量很小数量多,已经变成了混响的感觉.下图是两个房间在没有漫反射和有漫反射情况下的脉冲响应名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 7 页,共 49 页 -可见,有漫反射和没
18、有漫反射的房间是有很大的不同的什么是空间吸声体吸声材料一般是安装在房间的墙面和顶棚上。墙面有时会因有玻璃窗而使可作为安装吸声材料的面积太小,或者因为墙面的形状不适于安装吸声材料。顶棚有时需要天然采光和自然通风也不宜做吸声吊顶。空间吸声体的顶棚,不仅便于风口、灯光口及扬声器的布置,而且使顶棚的造型更加丰富活泼。因此,为了使房间有足够的吸声可以把吸声体悬挂在空中,人们把它称为空间吸声体。用木板或金属龙骨制成框架,框架骨放上纤维性多孔吸声材料,两面覆盖装饰面层,如穿孔板或阻燃装饰布。对于具有较高强度和刚度并有装饰效果的硬质吸声板,则可以直接固定在框架上。当悬吊在房间的空中就形成最简单的板式空间吸声体
19、。这种板式 空间吸声体,通常有两种吊装方式,一是水平悬吊,二是竖直吊挂。其吸声效果与吸声体的间距有关,间距较小时,吸声效率低一些,间距较大时吸声效率高一些。但间距太大,顶棚可布置的空间吸声体的数量相对减少,影响房间总的吸声量,所以间距既不能太小,也不能太大。空间吸声体因材料两面均处在声场之中,使一块材料能起双面吸声作用,从而大大提高了材料的吸声性能。水平悬挂的吸声效果比竖直悬挂好,空间吸声体的吸声效果明显提高,特别是500 以上的中高频的吸声系数,比地面平铺提高约50%以上。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 8 页,共 49 页 -如何计算建筑装饰材料的吸声系数测量材料吸声系数
20、的方法有两种,一种是混响室法,一种是驻波管法。混响室法测量声音无规入射时的吸声系数,即声音由四面八方射入材料时能量损失的比例,而驻波管法测量声音正入射时的吸声系数,声音入射角度仅为90 度。两种方法测量的吸声系数是不同的,工程上最常使用的是混响室法测量的吸声系数,因为建筑实际应用中声音入射都是无规的。在某些测量报告中会出现吸声系数大于 1 的情况,这是由于测量的实验室条件等造成的,理论上任何材料吸收的声能不可能大于入射声能,吸声系数永远小于1。任何大于 1 的测量吸声系数值在实际声学工程计算中都不能按大于1 使用,最多按 1 进行计算。在房间中,声音会很快充满各个角落,因此,将吸声材料放置在房
21、间任何表面都有吸声效果。吸声材料吸声系数越大,吸声面积越多,吸声效果越明显。用 ANSYS 来计算样品吸声系数%驻波管法(主要部分是一根圆柱形钢管),管内径 9.5cm,管外径 10cm,管长 100cm,管的一端内放置被测样品(一种吸声材料,形状制成圆柱状,恰好可放入管内,样品厚8cm),管的另一端有一声源(喇叭),向管内发射某一频率的声波,声波经管内空气传播到样品表面,一部分声波被样品吸收,另有一部分声波被反射回来,反射声波与入射声波的传播方向相反,互相叠加后,在管内形成驻波,波腹处形成声压极大值,波节处形成声压极小值,实验中测得距样品最近的声压极大值和极小值,可由公式算出样品的吸声系数。
22、吸声是声波撞击到材料表面后能量损失的现象,吸声可以降低室内声压级。描述吸声的指标是吸声系数a,代表被材料吸收的声能与入射声能的比值。理论名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 9 页,共 49 页 -上,如果 某种材料完全反射声音,那么它的a=0;如果某种材料将入射声能全部吸收,那么它的a=1。事实上,所有材料的a 介于 0 和 1 之间,也就是不可能全部反射,也不可能全部吸收。不同频率上会有不同的吸声系数。人们使用吸声系数频率特性曲线描述材料在不同频率上的吸声性能。按照 ISO 标准和国家标准,吸声测试报告中吸声系数的频率范围是100-5KHz。将 100-5KHz的吸声系数取平均
23、得到的数值是平均吸声系数,平均吸声系数反映了材料总体的吸声性能。减小噪音该如何选材?减小噪音可以通过建材、家具、墙面处理等降低室内噪音。首先,可以从墙面做起,通常来说,墙面如果过于光滑,室内就会产生回声,从而增加了噪声的音量。因此,可选用壁纸、壁布等吸音效果较好的装饰材料,来减弱噪声。另外有时为了装点家居会将墙面做薄,可以在墙上装上隔音棉来减小噪音音量。还可以在临街的墙壁加一层纸面石膏板,墙与石膏板之间用吸音棉填充,然后再用墙纸或墙面涂料粉刷。此外,地板也能有效吸音,目前通常认为效果较好的是软木地板,软木建材能改变房间气氛,从而影响人的性格和情绪,天然的软木地板是调节居室氛围的最佳材料,它柔软
24、安全,有着良好的吸音功能,很适合用于私密的卧室和书房。最后,厚重的窗帘、中空玻璃窗户和布艺家具也能有效隔音或吸音,起到减小噪音的效果。玻纤吸音天花板产品特性流利外观根据高品质天花板材和室内覆盖层要求设计不同表面处理,可应用于不同形式悬吊系统。无论在音乐大厅、写字楼、体育馆还是在酒店、工业厂房均能实现最佳效果。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 10 页,共 49 页 -声学性能:多孔性玻纤是最佳的吸音材料之一。它可以减少室内的回声,噪音指数相对降低,这是实现舒适环境的重要因素。防火性能:建筑装饰材料的防火性能对于保证建筑物的安全是非常关键的,产品是严格根据 GB8624进行测试,
25、为 A级不燃材料。安全便捷:高品质的玻纤天花装饰吸音板在安装时非常便利,不会产生压痕,切割方便。在吊顶结构上,可以随意打开以便于天花板上的电力设备更换检修。抗潮性能:玻纤天花装饰吸音板不会从空气中吸收水分也不会产生毛细作用,天花板表面允许用水擦拭。杰出的抗潮性能是本公司产品可以在游泳馆和其他湿度较高的场所中使用的前提。F C板-纤维增强水泥加压板产品特性FC板是纤维增强水泥加压板的简称,是以优质高标号水泥为基材并配以天然纤维增强,经先进生产工艺成型、加压、蒸养和特殊技术处理而制成的新型板材。硅酸钙板又称硅钙板、矽酸钙板是以优质纤维、矿物质材料经先进生产工艺成型、加压、高温高压蒸养和特殊技术处理
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