1设置和选择吸声材料的基本原则

1设置和选择吸声材料的基本原则
1设置和选择吸声材料的基本原则
在厅堂扩声系统设计过程中,为了使厅堂具有⼀个良好的听声环境,以满⾜房间混响时间曲线总体要求的设计⽬标,对厅堂内表⾯吸声处理要遵循如下设置原则[2]:
(1)优先处理最容易受到声波作⽤的表⾯,使这些⾯充分吸收声波,以达到降低混响时间的作⽤。

最适宜作吸声处理的⾯是顶棚,其次是观众厅后墙和侧墙。

布置吸声材料时还要考虑,不宜仅对少数⼏个⾯采⽤强吸声材料,⽽其他⾯不作吸声处理。

(2)侧墙布置吸声材料时还要与采光(窗户)等因素⼀起考虑。

某些情况下,厅堂屋顶⽤玻璃幕墙采光要与采⽤空间吸声体吸声结合起来考虑,以便使吸声效果尽量与装饰效果协调⼀致。

(3)要考虑对舞台后墙的吸声处理,以降低声反馈,提⾼传声增益。

(4)选⽤吸声材料时,必须考虑材料吸声频率特性的均衡性,以保持听众良好的听声感觉。

(5)对吸声材料本⾝也要提出如下要求:在宽的频率范围内具有⾼的吸声系数,且容重要⼩,防潮性好,⽆损害⼈体健康的⽓味,不腐蚀吸声结构的⾻架,不易燃烧,施⼯简便,吸声性能长期稳定,兼顾装饰效果与价格。

2吸声材料的设置步骤
在完成房间模型建⽴之后,吸声材料⼤致的设置
步骤如下[3]:
①确定采⽤某种材料最多的⾯
为了集中精⼒完成房间模型的建⽴,模型各⾯都采⽤默认的ABSORBER(理想全吸声材料),然后再对这些⾯逐⼀设置吸声材料,以便完成模型各内表⾯吸声材料的设置。

为加快这⼀设置进程,可以采⽤对⼀批⾯⼀起设置吸声材料的快捷⽅法。

对房间模型图各个吸声⾯吸声材料进⾏设置时,⾸先考虑在建模中采⽤某种材料最多的⾯是哪些⾯,例如墙⾯。

先选择⼀个⾯,呈黄⾊然后⽤[F3]键命令把全部采⽤同样材料的⾯作为⼀个选择⾯并以红⾊边线显⽰,再按Ctrl+F3打开材料选择选单,选择MASONRY PT(抹灰的砖墙),按OK键,全部红⾊⾯就都从原来的“理想全吸声材料”改成为“抹灰的砖墙”。

②再确定采⽤某些特定材料的⾯
在完成上述设置的基础上,再根据⼀般设置原则确定采⽤的吸声材料。

例如地板和舞台台⾯采⽤PARQUET FL(镶⽊拼花⽊地板),舞台后墙采⽤DRAPETHK(厚幕帘),舞台前沿采⽤PLAST LTHS(光滑的成品⽊板条),观众座位区采⽤PUBLIC TNC(坐在薄软垫座椅的听众),门采⽤DOOR SOLID(实⽊门),观众厅顶棚采⽤⽯膏穿孔板等。

设置时只须把该⾯原来的“抹灰的砖墙”改成要设的吸声材料存盘就可以了。

③最后确定顶棚材料
为了降低房间低频混响时间,可以选择低频吸声系数较⼤的吸声材料。

可以参见参考⽂献[3]附录1～3吸声系数列表,这些列表都有其对应的吸声材料数据库,调⽤⽅便。

④材料的调整
这样,就完成了吸声材料的初步设置。

此时再回过头来查看厅堂混响时间频率特性曲线,与笔者期望的设计⽬标值是否相近(此值根据厅堂⽤途不同⽽不同,也与厅堂容积有关,见参考⽂献[4],[5])。

如果在允许的容差范围内,就完成了吸声材料的设置。

如果超标,则根据超标段的频率范围,再查找与这段的频率范围相对应的吸声系数更⾼的吸声材料替换⼀部分⾯的材料,使厅堂混响时间频率特性曲线中的这段符合允许的容差范围。

这⼀调整过程的长短取决于对吸声材料的熟悉程度、设置经验等。

3吸声材料选⽤参考
下⾯笔者对⼀般厅堂各部位可能采⽤的吸声材料给出⼀种建议,供在EASE建模中选⽤参考。

见表1。

⽬前建筑吸声材料⼯业的快速发展,产品规格不断更新,产品质量不断提⾼,吸声系数⾼、性能优异及装饰效果好的新型吸声材料不断投放市场,与此相对应的新型吸声材料测试数据资料也更加详实。

这⽅⾯的资料请参见参考⽂献[6],该⽂献提供⼀批新型吸声材料的1/3倍频程(从100~5 000 Hz共18个频率段)吸声系数测试数据表格和材料安装使⽤等资料。

根据这些资料就可以⾃⼰建⽴新型吸声材料数据库,供设置厅堂吸声材料时选⽤。

这样使EASE进⾏声学模拟也就更加贴近当今厅堂扩声⼯程的实际情况。

表1厅堂吸声材料选⽤参考表
序号厅堂建筑部位可能采⽤的吸声材料
1
观众厅
墙壁
⽔泥墙⾯、抹灰的砖墙、炉渣砖、混凝⼟扩散块、实⽊门、窗玻璃、窗帘、镀膜玻璃、阻燃植物丝状吸声板、矿棉板、玻璃纤维板、⽯膏板、胶合板、⽊板条、各类穿孔板、各类⽊格栅等。

2地⾯
⽔泥地⾯、⽊地板、⼤理⽯、瓷砖地⾯、各类地毯等。

3观众座位区(空场)空座椅、空⽪椅、空⾦属或⽊椅。

4观众座位区(满场)坐在⽊靠背椅的听众、坐在厚软垫座椅的听众、坐在薄软垫座椅的听众、坐在⽊椅的听众。

5顶棚
阻燃植物丝状吸声板、矿棉板、玻璃纤维板、⽯膏板、胶合板、⽊板条、各类穿孔板、各类⽊格栅、镀膜玻璃以及喷涂阻燃植物纤维素等。

6舞台
台⾯⽔泥⾯、⽊地板、各类地毯等。

7台沿⽔泥⾯、⽊地板、⽊板条等。

8侧墙
⽔泥墙⾯、抹灰的砖墙、阻燃植物丝状吸声板、玻璃纤维板、⽯膏板、胶合板、各类穿孔板、各类⽊格栅、厚幕帘等。

9顶棚
阻燃植物丝状吸声板、矿棉板、玻璃纤维板、⽯膏板、浮云天花板等。

10台阶⽔泥⾯、⽊地板⾯、⼤理⽯⾯等。

11其他
厅中圆柱、棱柱⾦属⾯、钢板⾯、⼤理⽯⾯等。

12厅堂空间吸声体阻燃植物丝状吸声板、玻璃棉板等。

5吸声材料设置的⼀种误区
混响时间是说明⼀座厅堂建筑声学特性的⼀个客观参量。

它取决于厅堂建筑的容积和内表⾯材料在不同频率下的吸声量。

换⾔之,当⼀座厅堂建筑容积确定(与之对应的建筑模型也就确定),此时内表⾯放置不同吸声材料就会得出不同的混响时间-频率特性曲线。

采⽤理想吸声材料得出“理想混响时间”是⼀部分设计者进⾏EASE设计存在的⼀种误区。

所谓“理想混响时间”如图3曲线所⽰。

“理想混响时间”是经过房间建模和吸声材料设置,通过Eyring或Sabine公式按EASE规定的程序计算出来的。

⼀些(采⽤声学设计软件EASE进⾏设计的)厅堂扩声系统⼯程项⽬介绍性⽂章,⼤多展⽰⼀幅与图3相类似的混响时间曲线图,以表明房间的混响特性。

众所周知,EASE3.0软件吸声材料数据库Full中包括189种不同的吸声材料,厅堂建筑中常⽤的吸声材料⼤多包含在其中。

这⾥也包括⼏种特殊的吸声材料,即理想吸声材料。

所谓理想吸声材料,就是这种材料的吸声系数不随频率的改变⽽改变。

例如吸声材料的吸声系数为10%,在任何频率下都保持吸声系数10%不变,此外还有20%,…,90%等,因此这种材料也称为百分⽐材料。

把房间的“⾯”设置为百分⽐材料,经过程序计算就会得出“理想混响时间”曲线。

该曲线不能作为反映该实际厅堂声学特性的客观技术参数,⽽是通过⽤“虚拟材料”构建的房间导出的假想混响时间。

⽤这样的混响时间所进⾏的⼀切声学特性模拟和运算的结果(包括各种效果图),也都不反映和代表现实厅堂声学特性的真实情况,因此不能完全⽤于指导厅堂施⼯和说明此⼯程设计厅堂预计达到的声学效果。

因为这种吸声材料是虚拟的。

既然不能⽤于指导厅堂施⼯,何苦作此设计呢,看来只是⽤来应付投标。

随着EASE软件知识的普及,评标⼈员⽔平的不断提⾼,这种做法今后恐怕会越来越难于过关了。