建筑物理讲义吸声材料和吸声结构精.ppt

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1、建筑物理讲义吸声材料和吸声结构第1页，本讲稿共17页 12-1吸声材料和吸声结构的作用和分类吸声材料和吸声结构的作用和分类一、吸声材料和吸声结构的作用一、吸声材料和吸声结构的作用一、吸声材料和吸声结构的作用一、吸声材料和吸声结构的作用 1.1.在音质设计中：在音质设计中：在音质设计中：在音质设计中：1 1）控制反射声以获得合适的混响时间；）控制反射声以获得合适的混响时间；）控制反射声以获得合适的混响时间；）控制反射声以获得合适的混响时间；2 2）利用吸声材料调整声场分布，消除回声。）利用吸声材料调整声场分布，消除回声。）利用吸声材料调整声场分布，消除回声。）利用吸声材料调整声场分布，消除回声。

2、2.2.在噪声控制中：在噪声控制中：在噪声控制中：在噪声控制中：1 1）减弱反射，降低噪声；）减弱反射，降低噪声；）减弱反射，降低噪声；）减弱反射，降低噪声；2 2）构成消声通道，有效地降低噪声。）构成消声通道，有效地降低噪声。）构成消声通道，有效地降低噪声。）构成消声通道，有效地降低噪声。二、吸声材料和吸声结构的分类二、吸声材料和吸声结构的分类二、吸声材料和吸声结构的分类二、吸声材料和吸声结构的分类 种类很多，根据材料的外观特征加以分类：种类很多，根据材料的外观特征加以分类：种类很多，根据材料的外观特征加以分类：种类很多，根据材料的外观特征加以分类：第2页，本讲稿共17页第3页，本讲稿共17

3、页 12-2 多孔多孔吸声材料吸声材料一、材料的构造特征及吸声机理一、材料的构造特征及吸声机理一、材料的构造特征及吸声机理一、材料的构造特征及吸声机理 1.1.构造特征构造特征构造特征构造特征 材料具有大量内外连通的微小间隙和连续气泡，具有通气材料具有大量内外连通的微小间隙和连续气泡，具有通气材料具有大量内外连通的微小间隙和连续气泡，具有通气材料具有大量内外连通的微小间隙和连续气泡，具有通气 性，形状有棉状、毡片状、板材。性，形状有棉状、毡片状、板材。性，形状有棉状、毡片状、板材。性，形状有棉状、毡片状、板材。2.2.常见品种：玻璃棉、超细玻璃棉、岩棉、矿棉、泡沫塑料、毛毡等。常见品种：玻璃棉

4、、超细玻璃棉、岩棉、矿棉、泡沫塑料、毛毡等。常见品种：玻璃棉、超细玻璃棉、岩棉、矿棉、泡沫塑料、毛毡等。常见品种：玻璃棉、超细玻璃棉、岩棉、矿棉、泡沫塑料、毛毡等。3.3.吸收频率：中频、高频，背后有空气层时能吸收低频。吸收频率：中频、高频，背后有空气层时能吸收低频。吸收频率：中频、高频，背后有空气层时能吸收低频。吸收频率：中频、高频，背后有空气层时能吸收低频。4.4.吸声机理：吸声机理：吸声机理：吸声机理：振动引起摩擦生热，声能转变成热能；空隙中的振动引起摩擦生热，声能转变成热能；空隙中的振动引起摩擦生热，声能转变成热能；空隙中的振动引起摩擦生热，声能转变成热能；空隙中的 空气与孔壁之间进行

5、热交换，使声能被吸收空气与孔壁之间进行热交换，使声能被吸收空气与孔壁之间进行热交换，使声能被吸收空气与孔壁之间进行热交换，使声能被吸收二、影响多孔材料吸声系数的因素二、影响多孔材料吸声系数的因素二、影响多孔材料吸声系数的因素二、影响多孔材料吸声系数的因素第4页，本讲稿共17页1.1.材料中的空气流阻；材料中的空气流阻；材料中的空气流阻；材料中的空气流阻；2.2.孔隙率；孔隙率；孔隙率；孔隙率；3.3.材料的厚度；材料的厚度；材料的厚度；材料的厚度；4.4.材料背面的条件；材料背面的条件；材料背面的条件；材料背面的条件；5.5.吸收频率。吸收频率。吸收频率。吸收频率。12-3 12-3 空腔共振

6、吸声结构空腔共振吸声结构空腔共振吸声结构空腔共振吸声结构一、类型一、类型一、类型一、类型 1.1.亥姆霍兹共振器；亥姆霍兹共振器；亥姆霍兹共振器；亥姆霍兹共振器；2.2.穿孔的胶合板、石膏穿孔的胶合板、石膏穿孔的胶合板、石膏穿孔的胶合板、石膏板、硬质纤维板、金属板；板、硬质纤维板、金属板；板、硬质纤维板、金属板；板、硬质纤维板、金属板；二、吸声机理二、吸声机理二、吸声机理二、吸声机理 振动引起摩擦生热，声能振动引起摩擦生热，声能振动引起摩擦生热，声能振动引起摩擦生热，声能转变成热能，使声能被吸收。转变成热能，使声能被吸收。转变成热能，使声能被吸收。转变成热能，使声能被吸收。第5页，本讲稿共17

7、页系统共振频率按下式计算：系统共振频率按下式计算：系统共振频率按下式计算：系统共振频率按下式计算：(12-1)(12-1)(12-1)(12-1)式中：式中：式中：式中：c c声速，声速，声速，声速，cm/scm/s L L颈口面积，颈口面积，颈口面积，颈口面积，cmcm2 2 V V空腔容积，空腔容积，空腔容积，空腔容积，cmcm3 3 t t孔径深度孔径深度孔径深度孔径深度(即板的厚度即板的厚度即板的厚度即板的厚度),cm,cm 开口末端修正量，开口末端修正量，开口末端修正量，开口末端修正量，cmcm，因为颈部空气柱两端附近的空气也参与振动，需要修正。对于直，因为颈部空气柱两端附近的空气也

8、参与振动，需要修正。对于直，因为颈部空气柱两端附近的空气也参与振动，需要修正。对于直，因为颈部空气柱两端附近的空气也参与振动，需要修正。对于直径为径为径为径为d d的圆孔，的圆孔，的圆孔，的圆孔，对于穿孔板结构共振频率按下式计算：对于穿孔板结构共振频率按下式计算：对于穿孔板结构共振频率按下式计算：对于穿孔板结构共振频率按下式计算：式中式中式中式中P P穿孔率，穿孔面积与总面积之比穿孔率，穿孔面积与总面积之比穿孔率，穿孔面积与总面积之比穿孔率，穿孔面积与总面积之比 L L板后空气层厚度，板后空气层厚度，板后空气层厚度，板后空气层厚度，cmcm(12-2)(12-2)(12-2)(12-2)第6页

9、，本讲稿共17页圆孔正方形排列：圆孔正方形排列：圆孔正方形排列：圆孔正方形排列：圆孔三角形排列：圆孔三角形排列：圆孔三角形排列：圆孔三角形排列：式中d为孔经 【例题【例题12-112-1】穿孔板厚穿孔板厚4mm,4mm,孔径孔径8mm8mm，孔距，孔距20mm,20mm,穿孔按正方形排列，穿孔按正方形排列，穿孔板背后留穿孔板背后留10cm10cm空气层。求其共振频率。空气层。求其共振频率。【解】【解】（1 1）穿孔率：）穿孔率：（2 2）共振频率：）共振频率：第7页，本讲稿共17页第8页，本讲稿共17页 对于穿孔板用作室内吊顶时，背后空气层往往超过对于穿孔板用作室内吊顶时，背后空气层往往超过对

10、于穿孔板用作室内吊顶时，背后空气层往往超过对于穿孔板用作室内吊顶时，背后空气层往往超过20cm,20cm,这时，为了较这时，为了较这时，为了较这时，为了较精确地设计共振频率，应按下式计算：精确地设计共振频率，应按下式计算：精确地设计共振频率，应按下式计算：精确地设计共振频率，应按下式计算：(12-3)(12-3)(12-3)(12-3)第9页，本讲稿共17页第10页，本讲稿共17页 12-4 薄膜、薄板吸声结构薄膜、薄板吸声结构一、薄膜吸声结构一、薄膜吸声结构一、薄膜吸声结构一、薄膜吸声结构 种类种类种类种类:皮革、人造革、塑料薄膜皮革、人造革、塑料薄膜皮革、人造革、塑料薄膜皮革、人造革、塑料

11、薄膜 特点：特点：特点：特点：不透气、柔软、受张拉时有弹性不透气、柔软、受张拉时有弹性不透气、柔软、受张拉时有弹性不透气、柔软、受张拉时有弹性 吸声机理：吸声机理：吸声机理：吸声机理：与后面的空气层形成共振系统与后面的空气层形成共振系统与后面的空气层形成共振系统与后面的空气层形成共振系统，振动引起摩擦振动引起摩擦振动引起摩擦振动引起摩擦 生热，声能转变成热能，使声能被吸收。生热，声能转变成热能，使声能被吸收。生热，声能转变成热能，使声能被吸收。生热，声能转变成热能，使声能被吸收。共振频率计算式：共振频率计算式：共振频率计算式：共振频率计算式：频率范围：中频频率范围：中频频率范围：中频频率范围：

12、中频2001000Hz2001000Hz 最大吸声系数约为：最大吸声系数约为：最大吸声系数约为：最大吸声系数约为：0.40.40.4 0.4(12-4)(12-4)(12-4)(12-4)第11页，本讲稿共17页二、薄板吸声结构二、薄板吸声结构二、薄板吸声结构二、薄板吸声结构 概念：概念：概念：概念：薄的板材与后面的框架和封闭的空气间层构成的振动系薄的板材与后面的框架和封闭的空气间层构成的振动系薄的板材与后面的框架和封闭的空气间层构成的振动系薄的板材与后面的框架和封闭的空气间层构成的振动系 统叫做薄板吸声结构。统叫做薄板吸声结构。统叫做薄板吸声结构。统叫做薄板吸声结构。种类种类种类种类:胶合板

13、、硬质纤维板、石膏板、石棉水泥板等胶合板、硬质纤维板、石膏板、石棉水泥板等胶合板、硬质纤维板、石膏板、石棉水泥板等胶合板、硬质纤维板、石膏板、石棉水泥板等 特点：特点：特点：特点：有弹性、也有刚度有弹性、也有刚度有弹性、也有刚度有弹性、也有刚度 吸声机理：吸声机理：吸声机理：吸声机理：与后面的空气层形成振动系统与后面的空气层形成振动系统与后面的空气层形成振动系统与后面的空气层形成振动系统，振动引起摩擦振动引起摩擦振动引起摩擦振动引起摩擦 生热，声能转变成热能；空隙中的空气与孔壁生热，声能转变成热能；空隙中的空气与孔壁生热，声能转变成热能；空隙中的空气与孔壁生热，声能转变成热能；空隙中的空气与孔

14、壁 之间进行热交换，使声能被吸收之间进行热交换，使声能被吸收之间进行热交换，使声能被吸收之间进行热交换，使声能被吸收 频率范围：低频频率范围：低频频率范围：低频频率范围：低频80300Hz80300Hz（12125 5）吸声系数：吸声系数：吸声系数：吸声系数：0.20.20.50.5第12页，本讲稿共17页第13页，本讲稿共17页 12-5 其他吸声结构其他吸声结构一、空间吸声体一、空间吸声体一、空间吸声体一、空间吸声体二、强吸声结构二、强吸声结构二、强吸声结构二、强吸声结构 如：消声室、如：消声室、如：消声室、如：消声室、尖劈尖劈尖劈尖劈第14页，本讲稿共17页尖劈吸声结构尖劈吸声结构尖劈吸声结构尖劈吸声结构第15页，本讲稿共17页三、幕帘三、幕帘三、幕帘三、幕帘四、洞口四、洞口四、洞口四、洞口五、人和家具五、人和家具五、人和家具五、人和家具第16页，本讲稿共17页作作 业业 P298 122 123第17页，本讲稿共17页