建筑物理声学吸声材料与吸声结构
第三章建筑材料及结构吸声与隔声
• 弹性垫层是以软木﹑矿棉等弹性材料作为楼板结 构层与面层之间的“浮筑层”，用以减轻结构层 的振动，从而改善楼板隔绝撞击声的性能。要注 意的是在面层和墙的交接处也要采用弹性隔离措 施，以免将振动传递给墙体。
• 楼板下做吊顶，其目的是隔绝上面楼板的撞击声 向下面房间的空气传声。采用弹性吊顶，即吊筋 与吊顶的连接采用弹性挂钩，从而切断吊筋的 “声桥”作用。
• 墙的单位面积质量越大，隔声效果越好， 这一规律称为“质量定律”。质量或频率 每增加一倍，隔声量增加6dB。
第三章建筑材料及结构吸声与隔声
第三章建筑材料及结构吸声与隔声
四 双层匀质密实墙的隔声 设计合理的双层墙与具有同样单位面积
质量的单层墙相比，可有10dB左右的隔声 增量。双层墙和中间空气层构成一共振系 统，具有固有振动频率。在共振频率附近， 隔声量出现低估，故在工程中应尽可能使 共振频率低于所需隔声频率范围。
在设计上，通常按照中﹑低频范围所需要的吸声 系数值选择材料厚度。 第三章建筑材料及结构吸声与隔声
4 材料表观密度（容重） 多孔吸声材料表观密度也存在一个最佳
值。
第三章建筑材料及结构吸声与隔声
5 材料背后的空气层 在材料背后增加空气层，在很宽的频率
范围，使同一种多孔材料的吸声系数增加。 增加材料厚度以 增加低频吸声系 数的方法，可以 用在材料背后设 置空气层的办法 来代替。
八 楼板撞击声隔声 • 隔断撞击声的三个措施：铺设弹性面层﹑
加弹性垫层和在楼板下做隔声吊顶。 • 铺设弹性面层：采用铺设地毡﹑软木板﹑
塑料地面﹑再生橡胶等弹性柔软材料减轻 撞击楼板的能量，从而减弱楼板结构层的 震动。这种措施对降低中高频撞击声的效 果显著，面层弹性越好，效果越好。
2020年一级注册建筑师《建筑物理》考点：吸声材料与吸声结构
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2020年⼀级注册建筑师《建筑物理》考点：吸声材料与吸声结构 ⼀、多孔吸声材料 （⼀）材料 玻璃棉，超细玻璃棉，岩棉，矿棉(散状、毡⽚)，泡沫塑料，多孔吸声砖等。
海绵、加⽓混凝⼟、聚苯板内部⽓泡是单个闭合的，互不连通，其吸声系数⽐多孔吸声材料⼩得多，是很好的保温材料，但不是多孔吸声材料;拉⽑⽔泥墙⾯表⾯粗糙不平，但没有空隙，吸声很差，不是吸声材料。
其起伏不平的尺度和声波波长相⽐较⼩，不能起扩散反射的作⽤，所以它不是⼀种声学处理，只是⼀种饰⾯做法。
（⼆）吸收频率 中频，⾼频，背后有空⽓层能吸收低频。
（三）影响因素 1.空⽓流阻。
材料两边静压差和空⽓流动速度之⽐称为单位⾯积流阻。
2.孔隙率。
70%～80%。
通常测出材料的厚度，表观密度。
超细玻璃棉表观密度为20～25kg/m3，矿棉120kg/m3。
3.厚度。
厚度增加，中、低频范围吸声系数增加。
⼀般超细玻璃棉厚5～15cm，矿渣棉厚5～10cm。
4.背后条件。
后边留空⽓层与填充同样材料效果近似，使中低频(尤其是对低频)吸声系数增加。
背后空⽓层厚度⼀般为10～20cm。
5.吸收频率。
⼀般⽤5cm厚，吸收中、⾼频。
材料吸声系数可以⽤驻波管法测声波垂直⼊射时的吸声系数，⽤混响室法测⽆规⼊射时的吸声系数。
（四）罩⾯材料 ⾦属、窗纱、纺织品、厚度<0.05mm的塑料薄膜、穿孔率>20%的穿孔板。
⼆、空腔共振吸声结构 （⼀）材料 赫(亥)姆霍兹共振器和穿孔的胶合板，⽯棉⽔泥板，⽯膏板，硬质纤维板，⾦属板。
（⼆）共振频率 （三）穿孔板共振频率 （四）吸收频率 中频，板后放多孔吸声材料能吸收中⾼频，其共振频率向低频转移。
板后有⼤空腔(如吊顶)能增加低频吸收。
声学第四讲吸声材料与吸声结构
声学第四讲吸声材料与吸声结构在声学中，吸声材料和吸声结构被广泛应用于消除噪音和改善声学环境。
吸声材料是一种能够吸收声波的材料，而吸声结构则是由吸声材料构成的一种结构。
本文将详细介绍吸声材料和吸声结构的原理、分类及其在实际应用中的应用情况。
一、吸声材料的原理和分类吸声材料的吸声原理是通过材料的吸声机制将声波的能量转化为其他形式的能量，从而减少声波的反射和传播。
吸声材料的吸声机制通常有以下几种：1.完全弹性反射吸声：利用材料的吸声面来实现声波的全反射，并分散或吸收声波能量。
2.摩擦吸声：通过材料的内聚力和材料表面的摩擦来消耗声波的能量。
3.多次散射吸声：利用材料内部结构的复杂性，使声波在材料中进行多次反射和散射，从而减少声波的反射。
根据吸声材料的基本原理和性质，可以将吸声材料分为以下几类：1.多孔吸声材料：多孔吸声材料是一种由孔隙空间构成的材料，其中孔隙可以是连通的或不连通的。
当声波进入多孔吸声材料时，会在孔隙中进行多次散射和漫反射，从而吸收声波能量。
常见的多孔吸声材料包括岩棉、玻璃纤维、聚酯纤维等。
2.薄膜吸声材料：薄膜吸声材料是一种表面覆盖或悬挂在墙面或天花板上的薄膜材料，其一般由一层透声性好的薄膜和一层吸声材料构成。
当声波到达薄膜吸声材料时，会在其表面上进行反射和散射，并被吸声材料吸收。
薄膜吸声材料常用于音乐厅、影院等场所的声学处理。
3.共振吸声材料：共振吸声材料是一种利用共振效应来吸收声波能量的材料。
这种材料的共振频率与声波的频率相匹配，从而达到最大的吸声效果。
共振吸声材料常用于低频声波的吸收，例如船舶、飞机等的隔音处理。
二、吸声结构的原理和应用吸声结构由吸声材料构成，并在实际应用中形成具有吸声效果的结构。
吸声结构的设计和构造直接影响着整个声学环境的吸声效果。
1.吸声板：吸声板是一种常见的吸声结构，由多孔吸声材料构成，并通常具有一定的厚度。
吸声板可以根据声学要求进行设计和排列，以达到吸收特定频率范围内的声波。
建筑物理声学复习整理
1.吸声材料和吸声结构的分类？①多孔材料，板状材料，穿孔板，成型顶棚吸声板，膜状材料，柔性材料吸声结构：共振吸声结构，包括1。
空腔共振吸声结构，2。
薄膜，薄板共振吸声结构。
其他吸声结构：空间吸声体，强吸声结构，帘幕，洞口，人和家具，空气吸收(空气热传导性，空气的黏滞性和分子的弛豫现象，前两种比第三种的吸收要小得多)。
吸声与隔声有什么区别？吸声量与隔声量如何定义？它们与那些因素有关？答：吸声指声波在传播途径中，声能被传播介质吸收转化为热能的现象。
隔声指防止声波从构件一侧传向另一侧。
吸声量：指材料的吸声面积与其吸声系数的乘积，单位为m2。
隔声量：指建筑构件的传声损失，，单位为（dB）。
它们主要与构件的透射系数有关，和构件的反射系数和吸声系数有关。
2. 衍射的定义：当声波在传播过程中遇到障碍物的起伏尺寸与波长大小接近或更小时，将不会形成定向反射，而是声能散播在空间中，这种现象称为散射，或衍射。
影响因素：障碍物的尺寸或缝孔的宽度与波长接近或更小时，才能观察到明显的衍射现象，不是决定衍射能否发生的条件，仅是使衍射现象明显表现的条件，波长越大，越容易发生衍射现象。
3.解释“波阵面”的概念，在建筑声学中引入“声线”有什么作用？答：声波从声源发出，在某一介质内向某一方向传播，在同一时刻，声波到达空间各点的包迹面称为“波阵面”，或“波前”。
“声线”主要是可以较方便地表示出声音的传播方向；利用作图法确定反射板位置和尺寸。
波阵面为平面的称为“平面波”，波阵面为球面的称为“球面波”。
4.什么是等响线？从等响线图说明人耳对声音的感受特性。
答：等响线是指响度相同的点所组成的频谱特征曲线，从等响线图可知：1.人耳在高声压级下，对声音频率的响应较一致；2.在低声压级下，人耳对于低于1000Hz的声音和高于4000Hz的声音较不敏感，而对1000Hz~ 4000Hz的声音感受最为敏锐；3.在同一频率下，声压级提高10dB，相对响度提高一倍。
建筑声学_第三章吸音材料与吸声结构
建筑声学_第三章吸音材料与吸声结 构
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；
建筑声学_第三章吸音材料与吸声结 构
建筑声学_第三章吸音材料与吸声结 构
建筑声学_第三章吸音材料与吸声结 构
建筑声学_第三章吸音材料与吸声结 构
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：
建筑声学_第三章吸音材料与吸声结 构
•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。
建筑声学_第三章吸音材料与吸声结 构
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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
设置空声作用。
3、作用：
① 吸声；
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
19建筑物理-吸声材料与构造
2π
P L⋅D
2
孔面积 P：穿孔率 P= 板总面积 L：空气层厚度 D：有效直径
正方形排列 P =
π ⎛d ⎞
⎜ ⎟ 4⎝B⎠
d
B
三角形排列 P = π ⎛ d ⎞ ⎜ ⎟
2
2 3⎝B⎠
D= t+0.8d
t：板厚
D= t+1.2d 填多孔材料 参数要求: d<10mm B>2d t：2～12mm
15
吸声系数有频率特性1252505001k2k4k低频中频高频3构造特征吸声原理吸声特性透气性声波进入材料后引起纤维振动摩擦而消耗能量机械能热能影响因素阻性吸声材料主要吸中高频玻璃棉矿棉容重厚度4厚度增大明显增大低频吸声有效频率变宽1252505001k2k4k容重1009080706050403020125mm50mm100mm影响因素厚度5背后空气层饰面层空气层起等效厚度作用某频率会凹下去饰面层透气影响因素厚度容重6空气层起等效厚度作用某频率会凹下去饰面层透气选择多孔吸声材料饰面层的关键是背后空气层饰面层影响因素厚度容重7阻性吸声材料81薄板吸声构造构造特征吸声原理吸声特性摩擦消耗能量主要吸中低频共振频率0070104
建筑声学
------吸声材料及吸声构造
1
吸声材料及吸声构造
作用: 控制T60、消除声学缺陷、吸声减噪 分类: 阻性吸声材料 共振吸声构造 性能参数：吸声系数（有频率特性）
125 250 500 中频 1k 2k 4k
低频
高频
2
阻性吸声材料 构造特征
透气性
玻璃棉、矿棉
吸声原理 声波进入材料后引起纤维振动，摩擦而消耗能量
机械能 热能
吸声特性 主要吸中、高频 影响因素
建筑物理 第3章 材料和结构的声学特性
空腔共振吸声结构：结构中封闭有一定体积的 空腔，并通过一定深度的小孔与声场空间连接。 其吸声原理可以用亥姆霍兹共振器来说明。
• 亥姆霍兹共振器的固有频率
f0
c
2
s
V t
c——声速，34000cm/s； s——颈口面积，cm2； V——空腔体积，cm3； t——孔颈深度，cm； δ——开口末端修正量，cm，对于圆孔，δ=0.8d
第三讲 材料和结构的声学特性
建筑声环境的形成及其特性，一方 面取决于声源的情况，另一方面取决于 建筑空间以及形成建筑空间的物质。
无论是创造良好的音质还是控制噪 声，都需要了解和把握材料和结构的声 学特性，以便正确合理地、有效灵活地 加以使用。
在研究建筑空间 围护结构的声学特性时， 对室内声波而言，通常 考虑的是反射和吸收 （这里的吸收含透射， 即吸收是指声波入射到 围护结构后不再返回该 空间的声能损失）；对 室外声波而言，通常考 虑的是透射。
• 吸声量
• 对于建筑围蔽结构
A S
n
A 1S12S 2 nS n iS i i 1
• 对于在声场中的人、物或空间吸声体，由于 表面积很难确定，常直接用吸声量。
开窗
50厚玻璃棉 240砖墙
吸声系数 α 材料面积S (m2) 吸声量A =αS
1.0 100 m2 100 m2
0.8 100 m2
注意3
材料或结构的声学特性和入射声波 的频率和入射角度有关。
即某一材料或结构对不同频率的声 波会产生不同的反射、吸收和透射；相 同频率的声波以不同角度入射时，也有 不同的反射、吸收和透射。所以说到材 料或结构的声学特性时，总是与一定的 频率和入射角对应。
• 吸声材料和吸声结构 • 隔声和构件的隔声特性 • 反射和反射体
常用的吸声材料和吸声结构
常用的吸声材料和吸声结构一、吸声材料和吸声结构在没有进行声学处理的房间里，人们听到的声音，除了由声源直接通过空气传来的直达声之外，还有由房间的墙面、顶棚、地面以及其它设备经多次反射而来的反射声，即混响声（reverberant sound）。
由于混响声的叠加作用，往往能使声音强度提高10多分贝。
如在房间的内壁及空间装设吸声结构，则当声波投射到这些结构表面后，部分声能即被吸收，这样就能使反射声减少，总的声音强度也就降低。
这种利用吸声材料和吸声结构来降低室内噪声的降噪技术，称为吸声（sound absorption）。
1．吸声材料材料的吸声性能常用吸声系数（absorption coefficient）来表示。
声波入射到材料表面时，被材料吸收的声能与入射声能之比称为吸声系数，用α表示。
一般材料的吸声系数在0.01～1.00之间。
其值愈大，表明材料的吸声效果愈好。
材料的吸声系数大小与材料的物理性质、声波频率及声波入射角度等有关。
通常把吸声系数α＞0.2的材料，称为吸声材料（absorptive material）。
吸声材料不仅是吸声减噪必用的材料，而且也是制造隔声罩、阻性消声器或阻抗复合式消声器所不可缺少的。
多孔吸声材料的吸声效果较好，是应用最普遍的吸声材料。
它分纤维型、泡沫型和颗粒型三种类型。
纤维型多孔吸声材料有玻璃纤维、矿渣棉、毛毡、苷蔗纤维、木丝板等。
泡沫型吸声材料有聚氨基甲醋酸泡沫塑料等。
颗粒型吸声材料有膨胀珍珠岩和微孔吸声砖等。
表10-2如前所述，多孔吸声材料对于高频声有较好的吸声能力，但对低频声的吸声能力较差。
为了解决低频声的吸收问题，在实践中人们利用共振原理制成了一些吸声结构（absorptive structure）。
常用的吸声结构有薄板共振吸声结构、穿孔板共振吸声结构和微穿孔板吸声结构。
（1）薄板共振吸声结构。
把不穿孔的薄板（如金属板、胶合板、塑料板等）周边固定在框架上，背后留有一定厚度的空气层，这就构成了薄板共振吸声结构。
建筑声学2_吸声材料与吸声结构
增加扩散反射
扩散体的尺寸应与其扩散反射声波的波长相接近。
例：为了使声音充分扩散，扩散体的尺寸应该：
A. 与入射声波波长无关 B. 大于入射声波波长 C. 小于入射声波波长 D. 与入射声波波长相当
《建筑物理》第四版P416
四、房间混响设计 混响时间
建筑类别 音乐厅 歌剧、舞剧剧场 话剧、戏曲剧场 会堂、报告厅、多用途礼堂 普通电影院 立体声电影院
演播室
房间尺寸
演播室规模
高
小演播室
1
中型演播室
1
宽
长
1.25
1.60
1.50
2.50
混响时间：语言0.3～0.4s，独唱、独奏0.6s，通用房间 0.9s。
扩散处理：采用扩散表面，均匀分布扩散6.0～9.0m3/座； 2. 混响时间：＜2. 0s；
1.0～1.1
2000Hz 0.9～1.0
4000Hz 0.8～1.0
五、室内电声系统
布置电声系统时要使各座位的声压级差 ≤6～8dB。
如把声柱布置在舞台的上前方，声柱中心线指向观众席 纵向长度的2/3～3/4处。
六、各类建筑的声学设计
音乐厅
1. 每座容积8～10m3/座，RT1.7～2.1s； 2. 为避免声影，楼座下眺台的出挑深度D宜小于或等于楼
第三节 吸声材料与吸声结构
一、多孔吸声材料
吸收频率：中频，高频，背后有空气层能吸收低频。 厚度增加，中、低频范围吸声系数增加。 后边留有空气层与填充同样材料效果近似。
罩面材料： 金属网，窗纱，纺织品， 厚度＜0.05mm的塑料薄膜， 穿孔率＞20％的穿孔板。
例：用多厚的塑料薄膜包装多孔吸声材料可不影响它的 吸声特性？
建筑吸声材料与吸声结构
建筑吸声材料与吸声结构引言：在现代建筑中，随着城市化的发展和人口的增加，噪音污染已经成为困扰人们生活的一大问题。
无论是住宅、办公室还是公共场所，都需要采取措施来降低噪音对人们的影响。
建筑吸声材料和吸声结构是一种被广泛应用的方法，可以有效减少噪音对室内的传播，提供更加舒适和安静的环境。
一、建筑吸声材料的分类1.打孔板：打孔板是一种由金属、木材或塑料等制成的材料，表面有均匀分布的孔洞，通过孔洞来吸收和分散噪音的能量。
打孔板通常具有较高的反射率，可以有效降低声波的反射和传播。
同时，打孔板的材料可以根据需要选择，比如金属打孔板具有较强的耐久性和耐火性能，适合用于室外环境。
2.纤维吸声材料：纤维吸声材料通常由岩棉、玻璃棉等材料制成，具有较好的吸声和隔声特性。
它们可以通过增加表面积来提高吸声效果，比如采用薄纤维纤维板或纤维毡，使得声波在纤维间反复散射和吸收。
此外，纤维吸声材料还可以用于构建隔音墙体，从而将噪音隔离在不同区域。
二、建筑吸声结构的设计与应用1.吸声天花板：吸声天花板是建筑中常见的一种吸声结构。
它可以通过在天花板上覆盖吸声材料，如吸声板或纤维吸声材料，来降低室内噪音的反射和传播。
此外，吸声天花板还可以选择具有不同形状和表面纹理的材料，以达到更好的吸音效果。
2.吸声墙壁：吸声墙壁是另一种常见的吸声结构。
它可以采用纤维吸声材料或打孔板等材料进行覆盖，从而减少室内噪音的反射和传播。
吸声墙壁可以用于隔音室、电影院等需要严格控制噪音的场所。
3.吸声地板：吸声地板是通常被忽视的一种吸声结构。
它可以通过选择有弹性的材料，如橡胶地板或软质木地板，来减少脚步声和其他噪音的传播。
吸声地板还可以通过在地板下铺设隔音层，如隔音绒或泡沫塑料，来降低噪音的穿透。
4.隔音窗户：隔音窗户是一种专门设计的窗户结构，旨在减少室外噪音的传播。
它可以采用双层或三层玻璃窗，并在中间填充空气或隔音膜，以提高窗户的隔声效果。
此外，隔音窗户还可以采用特殊的框架和密封材料，以防止噪音通过窗框和缝隙进入室内。
第三讲 吸声材料和吸声结构.ppt
第三讲 吸声材料和吸声结构第一节 吸声材料和吸声结构概述一.定义：吸声材料和吸声结构，广泛地应用于音质设计和噪声控制中。
对建筑师来说，把材料和结构的声学特性和其他建筑特性如力学性能、耐火性、吸湿性、外观等结合起来综合考虑，是非常重要的。
通常把材料和结构分成吸声的、或隔声的、或反射的，一方面是按材料分别具有较大的吸声、或较小的透射、或较大的反射，另一方面是按照使用时主要考虑的功能是吸声、或隔声、或反射。
但三种材料和结构没有严格的界限和定义。
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：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FC 板、穿孔铝板吊顶等。
在建筑声环境的设计中，需要综合考虑材料的使用，包括吸声性能以及装饰性、强度、防火、吸湿、加工等多方面，根据具体的使用条件和环境综合分析比较。
二.作用吸声材料最早应用于对听闻音乐和语言有较高要求的建筑物中，如音乐厅，剧院，播音室等，随着人们对居住建筑和工作的声环境质量的要求的提高，吸声材料在一般建筑中也得到了广泛的应用。
三.分类：吸声材料和吸声结构的的种类很多，根据材料的不同，可以分为以下几类吸声材料（结构）多孔吸声材料共振吸声结构特殊吸声结构纤维状吸声材料颗粒状吸声材料泡沫状吸声材料薄板共振结构亥姆霍兹共振吸声器穿孔吸声结构薄膜共振结构吸声尖劈空间吸声体第二节多孔吸声材料一.吸声原理多孔吸声材料中有许多连通的间隙或气泡，声波入射时，声波产生的振动引起小孔或间隙的空气运动，由于与孔壁或纤维表面摩擦和空气的粘滞阻力，一部分声能转变为热能，使声波衰减；其次，小孔中空气与孔壁之间还不断发生热交换，也使声能衰减。
二.吸声特性主要吸收中、高频声三.多孔性吸声材料必须具备以下几个条件：（1）材料内部应有大量的微孔或间隙，而且孔隙应尽量细小且分布均匀；（2）材料内部的微孔必须是向外敞开的，也就是说必须通过材料的表面，使得声波能够从材料表面容易地进入到材料的内部；（3）材料内部的微孔一般是相互连通的，而不是封闭的。
建筑物理声学吸声材料与吸声结构
1
4.1吸声材料作用和分类
吸声材料和吸声结构，广泛地应用于音质设计和噪声 控制中。
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：材料本身可以不具有吸声特性，但材料制 成某种结构而产生吸声。如穿孔石膏板吊顶。
在建筑声环境的设计中，需要综合考虑材料的使用， 包括吸声性能以及装饰性、强度、防火、吸湿、加工 等多方面。
5
6
4.2 多孔吸声材料
4.2.1 多孔材料的吸声机理 A 构造特征：
多孔吸声材料，如玻璃棉、岩棉、泡沫 塑料、毛毡等具有良好的吸声性能，不 是因为表面粗糙，而是因为多孔材料从 表到里具有大量均匀、互相连通的微孔， 且表面微孔向外敞开、具有适当的通气 性.
7
错误认识一：表面粗糙的材料，如拉毛水泥 等，具有良好的吸声性能。 错误认识二：内部存在大量孔洞的材料，如 聚苯、聚乙烯、闭孔聚氨脂等，具有良好的 吸声性能。
入材料内部。
9
4.2.2 影响材料吸声吸的因素
• 1密度: ：每立
方米材料的重 量kg/m3。 • 密度太大→密 实; 太小→透气性太 好; 存在一最佳值.
10
孔隙率：材料中孔隙体积和材料总体积
之比。
孔隙率 空 总气 体体 积 1积 0% 0 空气流阻：单位厚度时，材料两边空气
气压和空气流速之比。
8
B 吸声机理：
Ⅰ当声波入射到多孔材料上，声波能顺着孔隙
进入材料内部，引起空隙中空气分子的振动。 由于空气的粘滞阻力、空气分子与孔隙壁的摩 擦，使声能转化为摩擦热能而吸声。Ⅱ空气振 动是不断压缩和膨胀的过程，与多孔骨架发生 热交换也减少声能。
C多孔材料吸声的必要条件是 ：
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4.2.2 影响材料吸声吸的因素
• 1密度: ：每立
方米材料的重 量kg/m3。 • 密度太大→密 实; 太小→透气性太 好; 存在一最佳值.
孔隙率：材料中孔隙体积和材料总体积
之比。
孔隙率
空气体积 总体积
100%
空气流阻：单位厚度时，材料两边空气
气压和空气流速之比。
空气流阻
两侧静压差 流速
存在一最佳值
大,从而将声能转换为热能.
C吸声特性
薄膜共振频率
fc
600 mL
m为薄膜面密度(kg / m2 ), L为空气层厚度(cm)。
吸收中频声，200 ~ 1000HZ， 0.3 ~ 0.4
薄板共振频率
fc
1
2
1 (1.4 107 K ) mL
K为刚度因数(kg / m2 S2 )。
吸收低频声，80 ~ 300HZ， 0.2 ~ 0.5
安装条件:
多孔吸声材料的吸声性能还与安装条件有着密切的关 系。当多孔吸声材料背后有空腔时，与该空气层用同 样的材料填满的效果类似。尤其是中低频吸声性能比 材料实贴在硬底面上会有较大提高，吸声系数将随空 气层的厚度增加而增加，但增加到一定值后效果就不 明显了。
饰面状况:
多孔吸声材料表面附加有一定透声 作用的饰面，如小于0.5mm的塑料薄膜、 金属网、窗纱、防火布、玻璃丝布等， 基本可以保持原来材料的吸声特性。 使用穿孔面材时，穿孔率须大于20%， 若材料的透气性差时，如塑料薄膜， 高频吸声特性可能下降。
结构因子：反映多孔材料内部纤维或颗粒 排列的情况，是衡量材料微孔或狭缝分布
情况的物理量。
厚度: 随着厚度增加， 中低频吸声系 数显著地增加， 但高频变化不 大（多孔吸声 材料重增加，中低 频吸声系数亦 增加；但当容 重增加到一定 程度时，材料 变得密实，流 阻大于最佳流 阻，吸声系数 反而下降。
含湿量:
重湿度 （含湿量） 增加、吸 声性能下 降（先降 低高频， 再到低频）
4.2.3 多孔材料的吸声特性
吸声特点： 总趋势是随 频率的增加 而增加，伴 有起伏，且 起伏随增加 而变化平缓， 一般吸收中 高频，加空 气层后也吸 收低频。
4.3 共振吸声结构
4.3.1空腔共振吸收，如穿孔石膏板、狭缝 吸音砖等。
4.4 其他吸声结构
4.4.1、空间吸声体 4.4.2、尖劈—强吸声结构（声阻逐渐加大）
4.4.3空气吸收
B 吸声机理：
Ⅰ当声波入射到多孔材料上，声波能顺着孔隙 进入材料内部，引起空隙中空气分子的振动。 由于空气的粘滞阻力、空气分子与孔隙壁的摩 擦，使声能转化为摩擦热能而吸声。Ⅱ空气振 动是不断压缩和膨胀的过程，与多孔骨架发生 热交换也减少声能。 C多孔材料吸声的必要条件是 ： 材料有大量空隙，空隙之间互相连通，孔隙深 入材料内部。
A构造特性 B吸声机理:当薄壁与空径比声波小 很多时,孔径处空气变形很小,起质量 块作用.类似于活塞,空腔中空气起弹 簧作用. C吸声特性:在共振频率处有最大吸 声系数.
共振吸声效果和吸声腔内加入吸声材料 （玻璃棉）后的吸声效果
穿孔板共振吸声频率的计算
当L<20cm时
fc
c
2
p (t 0.8d )L
4.2.1 多孔材料的吸声机理
A 构造特征： 多孔吸声材料，如玻璃棉、岩棉、泡沫 塑料、毛毡等具有良好的吸声性能，不 是因为表面粗糙，而是因为多孔材料从 表到里具有大量均匀、互相连通的微孔， 且表面微孔向外敞开、具有适当的通气 性.
错误认识一：表面粗糙的材料，如拉毛水泥 等，具有良好的吸声性能。
错误认识二：内部存在大量孔洞的材料，如 聚苯、聚乙烯、闭孔聚氨脂等，具有良好的 吸声性能。
吸声材料 较大 由 r 1分类反射材料 r较大
透声材料 较大
事实上隔声材料中包含 了反射材料及吸声材料
按用途分隔吸声声材材料料
较大 较小
吸声系数：
E 1 r
E0
从反射界面定义:
1 r E E
E0
4.1.1 吸声系数与吸声量定义
吸声系数定义：=(E总-E反）/ E总，即声波接触吸声介面后失 去能量占总能量的比例。吸声系数永远小于1。
值（尾数四舍五入整理成.5或.0）
吸声量：对于平面物体A= S, 单位是平米（或塞宾） 对于单个物体，表面积难于确定，直接用吸声量
4.1.2吸声材料分类
纤维状
多孔吸声材料可粒状
泡沫状
吸声材料和结构的分类共振吸声结构穿簿孔板板共共振振吸吸声声结结构构
簿膜共振吸声结构
特殊吸声结构 : 吸声央劈
4.2 多孔吸声材料
同一吸声材料，声音频率不同时，吸声系数不同。一般常用 100Hz-5000Hz的18个1/3倍频带的吸声系数表示。
有时使用平均吸声系数或降噪系数粗略衡量材料的吸声能力。 平均吸声系数：100Hz-5000Hz的1/3倍频带吸声系数的平均值 降噪系数（NRC)：125Hz/250Hz/500Hz/1000Hz吸声系数的平均
空气 流阻是影响多孔吸声材料最重要的 因素。流阻太小，说明材料稀疏，空气振 动容易穿过，吸声性能下降；流阻太大， 说明材料密实，空气振动难于传入，吸声 性能亦下降。因此，多孔材料存在最佳流 阻。
在实际工程中，测定空气流阻比较困 难，但可以通过厚度和容重粗略估计和控 制（对于玻璃棉，较理想的吸声容重是1248Kg/m3,特殊情况使用100Kg/m3或更高）
当L>20cm时
fc
c
2
p (t 0.8d )L pL2 / 3
狭缝吸音砖内放如入吸声 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。
4.3.2薄膜、薄板共振吸声结构，如玻璃、 薄金属板、架空木地板、空木墙裙等。
A构造特性
B吸声机理:
系统出现共振时,摩擦或内应力消耗最
第四讲、吸声材料与吸声结构
4.1吸声材料作用和分类
吸声材料和吸声结构，广泛地应用于音质设计和噪声 控制中。
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：材料本身可以不具有吸声特性，但材料制 成某种结构而产生吸声。如穿孔石膏板吊顶。
在建筑声环境的设计中，需要综合考虑材料的使用， 包括吸声性能以及装饰性、强度、防火、吸湿、加工 等多方面。