《建筑物理》PPT课件.ppt

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1、建 筑 物 理王万江新疆大学建筑工程学院2006年1月第十二章 吸声材料和吸声结构第一节 吸声材料与吸声结构的作用和分类吸声材料：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：吸声结构：材料本身可以不具有吸声特性，但材料经打孔、开缝等简单的机械加工和表面处理制成某种结构而产生吸声。如穿孔石膏板、穿孔铝板吊顶等。一、作用：一、作用：音质设计（控制反射声、消除音质缺陷）噪声控制（吸声、消声、隔声、减振）。第十二章二、分类:第十二章名称名称示意图示意图例子例子主要吸声特性主要吸声特性多孔材料多孔材料矿棉、玻璃棉、泡沫塑料、矿棉、玻璃棉、泡沫塑料、毛毡毛毡本身具有良好的中高

2、频吸收，背后本身具有良好的中高频吸收，背后留有空气层时还能吸收低频留有空气层时还能吸收低频板状材料板状材料胶合板、石棉水泥板、石胶合板、石棉水泥板、石膏板、硬质板膏板、硬质板吸收低频比较有效（吸声系数吸收低频比较有效（吸声系数0.2-0.5）穿孔板穿孔板穿孔胶合板、穿孔石棉水穿孔胶合板、穿孔石棉水泥板、穿孔石膏板、穿孔泥板、穿孔石膏板、穿孔金属板金属板一般吸收中频，与多孔材料结合使一般吸收中频，与多孔材料结合使用吸收中高频，背后留有大空腔还用吸收中高频，背后留有大空腔还能吸收低频能吸收低频成型顶棚吸声成型顶棚吸声板板矿棉吸声板、玻璃棉吸声矿棉吸声板、玻璃棉吸声板、软质纤维板板、软质纤维板视板的

3、质地而别，密实不透气的板视板的质地而别，密实不透气的板吸声特性同硬质板状材料，透气的吸声特性同硬质板状材料，透气的同多空材料同多空材料膜状材料膜状材料塑料薄膜、帆布，人造革塑料薄膜、帆布，人造革视空气层的厚薄而吸收低中频视空气层的厚薄而吸收低中频柔性材料柔性材料海绵、乳胶块海绵、乳胶块内部气泡不连通，与多孔材料不同，内部气泡不连通，与多孔材料不同，主要靠共振有选择的吸收中频主要靠共振有选择的吸收中频主要吸声材料的种类主要吸声材料的种类第一节 吸声材料与吸声结构的作用和分类吸声材料和吸声结构吸声材料和吸声结构1、多孔吸声材料多孔吸声材料微孔很多且相互连通，吸收多，反射少，效果好，如纤维板、毛毡、

4、矿棉 微孔靠得很近却不相通，效果不好，如泡沫树脂、多孔橡胶 2、共振吸声结构共振吸声结构薄膜、薄板共振吸声结构 空腔、穿孔板共振吸声结构 3、空间吸声体空间吸声体第十二章第一节 吸声材料与吸声结构的作用和分类三、计量1、吸声系数：2、吸声量:3、平均吸声系数：第十二章第二节 多孔吸声材料一、吸声机理：一、吸声机理：声波入射到多孔材料表面时，声波能顺着微孔穿入材料内部，由于存在摩擦和空气的粘滞阻力，使一部分声能转变成热能；另外，气体压缩放热、膨胀吸热，进行热交换，也能使声能被吸收。二、吸声特性：二、吸声特性：主要吸收中高频声第十二章第二节 多孔吸声材料吸声材料吸声原理吸声材料吸声原理第十二章1、

5、声波导致空气在吸声材料中行进反射、折射过程中产生摩擦而损耗声能，转变为热能 2、吸声材料也容易透声第二节 多孔吸声材料三、影响多孔材料吸声系数的因素第十二章1 1 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：单位厚度时，材料两边空气单位厚度时，材料两边空气气压和空气流速之比气压和空气流速之比-最最佳流阻。佳流阻。2 2 2 2、结构因子：、结构因子：、结构因子：、结构因子：反映多孔材料内部纤维或颗反映多孔材料内部纤维或颗粒排列的情况，是衡量材料粒排列的情况，是衡量材料微孔或狭缝分布情况的物理微孔或狭缝分布情况的物理量。量。第二节 多孔吸声材料 3 3、孔隙率

6、：、孔隙率：、孔隙率：、孔隙率：材料中孔隙体积和材料材料中孔隙体积和材料 总体积之比总体积之比。第十二章4 4 4 4、容重的影响：、容重的影响：、容重的影响：、容重的影响：随着容重的增加随着容重的增加,中低频吸声系数有所提高。中低频吸声系数有所提高。5 5 5 5、材料厚度：、材料厚度：、材料厚度：、材料厚度：随着材料厚度的增加随着材料厚度的增加,中低频的吸声系数有所提高。中低频的吸声系数有所提高。影影响响多多孔孔材材料料吸吸声声系系数数的的因因素素第二节 多孔吸声材料影响多孔材料吸声系数的因素第十二章玻玻璃璃棉棉吸吸声声系系数数的的比比较较第二节 多孔吸声材料影响多孔材料吸声系数的因素第十

7、二章吸声系数吸声系数a a：吸收声占入射声的比例：吸收声占入射声的比例 第二节 多孔吸声材料 6 6、背后空气层的吸声、背后空气层的吸声 效果与铺满多孔吸声材效果与铺满多孔吸声材 料的效果相当料的效果相当第十二章 7 7、饰面影响：、饰面影响：（1）要选择具有良好的透气性的饰面材料（金属网 格、塑料窗纱、玻璃丝布）；（2）可采用厚度的极薄的柔性塑料薄膜、穿孔薄膜和穿孔率20%的薄穿孔板罩面；（3）在进行表面粉饰时，要防止涂料将孔隙封闭，宜用水质涂料，喷涂为宜，不易采用油漆涂刷。影影响响多多孔孔材材料料吸吸声声系系数数的的因因素素第二节 多孔吸声材料影响多孔材料吸声系数的因素8 8、温度的影响：

8、、温度的影响：高温高湿不仅会引起材料变质，且会影响到吸声性能。在一般建筑中，温度变化范围约几十度，所以声速变化不大。9 9、吸湿、吸水的影响：、吸湿、吸水的影响：吸水首先使高频声吸声系数降低，随着吸湿量的增加，影响范围扩大。1010、气流的影响：、气流的影响：在高气流下用玻璃丝布、尼龙丝布罩面，当气流大于20m/s时，要外加金属穿孔板罩面。第十二章第三节 穿孔板共振吸声结构一、吸声机理：空气柱与孔径摩擦消耗声能。第十二章二、吸声特性：第三节 穿孔板共振吸声结构随着穿孔率的提高，共振频率向高频方向移动；随着板厚的增加，共振频率向低频方向移动。使吸声变宽的措施：采用微穿孔在板后铺多孔吸声材料，共振

9、频率会向低频方向移动在板上采用均匀、多变的穿孔率第十二章第三节 穿孔板共振吸声结构例例12-112-1穿孔板厚4mm，孔径8mm，孔距20mm，穿孔按正方形排列，穿孔板背后留空气层。求其共振频率。解：解：穿孔率共振频率第十二章共振频率 第三节 穿孔板共振吸声结构共振消声原理1、共振结构在声波激发下振动，振动的结构由于本身的内摩擦和与空气间的摩擦把部分振动能量转变为热能而损耗。因此振动的结构消耗声能，产生吸声效果。2、适应频带：适应频带：中、低频 3、共振会放大声音吗？共振共振 共鸣！共鸣！共鸣：共鸣：机械能激发物体振动向空气辐射声能 共振：共振：空气中传播的声能激发物体机械振动第十二章第三节

10、穿孔板共振吸声结构空腔共振器第十二章 空腔孔颈空气柱由于共振而激烈运动，消耗能量，腔内空气起弹簧缓冲作用第三节 穿孔板共振吸声结构穿孔板共振器穿孔板共振器第十二章穿孔板与墙间空腔形成共振腔第三节 穿孔板共振吸声结构第十二章第四节 薄膜、薄板吸声结构一、一、吸声机理：吸声机理：共振吸声二、薄膜吸声结构二、薄膜吸声结构fo=2001000Hz,=0.30.4 三、薄板共振吸声结构：三、薄板共振吸声结构：fo第十二章第四节 薄膜、薄板吸声结构不透气薄膜薄板与板壁间有一空气夹层，薄膜、薄板振动消耗声能。第十二章薄薄膜膜、薄薄板板共共振振吸吸声声结结构构日本广岛文化交流中心大厅用金属烧结吸声薄板所作可调

11、吸声吊顶第十二章第五节 其他吸声结构一、吸声体第五节 其他吸声结构狭缝吸音砖内放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。第十二章第五节 其他吸声结构空间吸声体空间吸声体第十二章 当房间表面不足当房间表面不足作吸声表面时使作吸声表面时使用。用。消声材料消声材料消声材料消声材料第五节 其他吸声结构第十二章 a、全反射、全反射 b、1/2反射反射b、全吸收、全吸收佛山金马剧院佛山金马剧院周墙圆柱体的周墙圆柱体的三种吸声状况三种吸声状况日本福岛群山市开成学园纪念堂侧墙的金属烧结板（卡罗姆）吸声结构第十二章第十二章汕头广播剧院顶部升降的吸声体第五节 其他吸声结构二、

12、强吸声结构-吸声尖劈（声阻逐渐加大）第十二章第五节 其他吸声结构消声室第十二章第五节 其他吸声结构录音室、演播室第十二章第五节 其他吸声结构第十二章 河北艺术中心音乐厅内景（可见侧墙上为可调圆柱形转体、吸声面外露）路易路易汤姆森音乐厅顶部升汤姆森音乐厅顶部升降吸声毛毡管内景降吸声毛毡管内景第十二章第五节 其他吸声结构三、帘幕：吸收中高频声。第十二章第五节 其他吸声结构四、洞口：在剧院中，舞台台口相当于一个偶合空间，台口后有天幕、侧幕、布景等吸声材料。面向自由声场时：=1面向台口、走廊时：五、人和家具：A=n 六、可变吸声结构第十二章可变吸声构造示意图(a)帷幔式(b)铰链式(c)、(d)旋转式

13、(e)平移式第五节 其他吸声结构第十二章常用可变吸声结构的几种形式常用可变吸声结构的几种形式缅甸电视台大配音室顶缅甸电视台大配音室顶棚下悬吊的空间吸声体棚下悬吊的空间吸声体的构造和内景的构造和内景第五节 其他吸声结构第十二章第五节 其他吸声结构第十二章习习 题：题：12-1 多孔吸声材料具有怎样的吸声特性？随着材料密度、厚度的增加，其吸声特性有何变化？试以超细玻璃棉为例予以说明。12-2 （例12-1）中用式（12-2）验算了一穿孔板吸声结构的共振频率，试用较精确的计算式（12-3）加以验算；若空气层厚度为20cm，两式计算频率各为多少？若又将穿孔率改为（孔径不变），结果怎样？12-3 如何使穿孔板结构在很宽的频率范围内有较大的吸声系数？第十二章THE END THE END ！