多孔材料的吸声原理以及影响吸声系数的因素
环境工程噪声复习题
传声器的振膜在声场中由于受到声波产生的力的作用而振动，然后通过某种力电转换能方式将此振动转换为输出电信号一般传声器常用来接收声场中某点的声波，接收声波的方式有四种压强式、压差式、压强与压差复合式、多声道干扰式一个理想的声学测量用的传声器应有以下特定自由声场电压灵敏度高、频响特性宽、动态范围大、体积小、而且不随温度’气压、湿度等环境条件的变化噪声：振幅和频率紊乱，断续或统计上无规则的振荡所产生的不需要的声音听力损失是指某耳在一个或几个的听阈比正常耳的听阈高出的值dB噪声的危害：1.听力损失2.干扰语言交流3.引起烦恼4.睡眠干扰5.对生理和心理的影响影响工作效率影响视力动物和物质结构影响儿童和胎儿的健康噪声控制技术从哪几个环节采取措施声学系统一般是由声源、传播途径和接收器三个环节组成，因此控制噪声污染必须从这三个环节分别采取控制噪声的技术措施首先应在声源处抑制噪声。
这是最根本的措施，包括降低激励力，减少系统各环节对激励力的响应，以及改变操作程序或改造工艺过程等其次在声传播途径中控制噪声这是噪声控制中的普遍技术，包括隔声、吸声、消声、隔振等措施最后在接收器上加载保护设施隔离噪声声波产生和传播的条件从物理学的观点看，声波是一种机械波，是机械振动在弹性介质中的传播，因此它的产生和传播必须具备两个条件：一是声源的机械振动，二是周围存在弹性介质声音的量度频率弹性介质中的介质元在单位时间内所完成振动的次数，单位为赫兹HZ.波长两个相邻的同相位点之间的距离，单位为米m声速声波在弹性介质中传播的速度，单位为米/秒m/s声压设某体积元内，平衡时的静压强为Po ，声波作用下的压强为p，则压强增量称为声压声能量声波传播到静止介质时，一方面使介质在平衡位置作往复振动，获得振动动能，另一方面使介质产生膨胀和压缩的疏密过程，介质获得形变势能。
这两部分能量都是由于声扰动而获得的，其总和称为声能量。
【介质由于声扰动而获得的振动动能和形变势能的总和】声功率在单位时间内辐射的声能量称为声功率，单位为瓦声强单位时间内通过垂直于声波传播方向上的单位面积的平均声能量，单位为瓦/米声能密度单位体积内的声能量频谱把某一声信号中所包含的频率成分，按其幅值或相位作为频率的函数做出分布图，称为该信号的频谱声级的计算？？？？？？？？？？？？？？？？相干声波：如果两个声源的影响在一段时间内总是相互抵消或增长的，则它们在这段时间内的有效声压也会相互抵消或增长，则称它们为相干声波习题第三章声级计的分类按用途可分为普通声级计积分声级计脉冲声级计、统计声级计、频谱声级计按精度可分为1级和2级按体积可分为台式、便携式和袖珍式声级计按其指示方式可分为模拟指示和数字指示声级计【一般传声器常用来接收声场中某点的声波，接收声波的方式有四种压强式、压差式、压强与压差复合式、多声道干扰式滤波器的作用是让f1和f2之间的所有频率通过，且不影响其幅值和相位，而不让f1以下和f2以上的任何频率通过声强测定仪一般由三部分构成：探头部分、信号处理部分、校准部分噪声源声功率的测量从测量参数分类声压法声强法振速法【标准声源法】从测量环境分类自由声场法混响室法户外声场法从测量精度分类精密法工程法简易法声压法又分为自由声场法与混响室法声强技术测量声源辐射声功率的方法有定点式测量方法和扫描式测量方法声级计是一种按照一定频率计权和时间计权测量声音的声压级的仪器检波器是将放大器输出的交流信号检波成直流信号，然后在指示器表头上指示读数或显示数字声级计的主要附件防风罩鼻行锥延伸电缆几种典型的声级计积分式声级计数字式声级计脉冲式声级计环境自动监测分析仪】声级计一般是由传声器、放大器、衰减器、计权网络、检波器和指示器组成声级计工作原理由传声器将声音转换成电信号，再由前置放大器变换阻抗，使传声器与衰减器匹配。
建筑物理试题库+答案(13)
浙江大学建筑学建筑物理历年试题2000年建筑热工部分一名词解释1最小传热阻：是设置集中采暖设备建筑围护结构保温性能的最低要求，能够保证在系统正常供热及室外实际空气不低于室外计算温度的前提下，围护结构内表面不致低于室内空气的露点温度。
P562材料蓄热系数：在建筑热工学中，把无限厚的物体表面热流波动的振幅与温度波动振幅的比值称为物体在谐波作用下的“材料蓄热系数”。
P463露点温度：某一状态的空气，在含湿量不边的情况下，冷却到它的相对湿度达到100%时所对应的温度，为该状态的下空气的露点温度。
P774遮阳系数：是指在照射时间内，透过有遮阳窗口的太阳辐射量与透进无遮阳窗口的太阳辐射量的比值。
P1235热舒适必要条件：人体的新陈代谢产热量正好与人体所处环境的热交换量处于平衡状态。
即人体的热平衡是达到人体热舒适的必要条件。
（人体与环境的各种方式换热限制在一定范围内，对流换热约占总散热量的25%-30%，辐射散热量占45%-50%，呼吸和有感觉蒸发散热量占25%-30%时，这种适宜比例的环境便是人体热舒适的充分条件。
）P6二简答题1稳态导热时，材料内部温度的分布直线的斜率与材料的导热系数成反比，对么？为什么。
P42-43答：正确的，材料的导热系数越大，热阻越小,室内外表面的温差就越小，材料内部温度的分布直线的斜率就越小（斜率=温度变化/厚度）。
所以成反比。
2简述用普通玻璃制成温室的原理答：建筑中应用的普通玻璃对于可见光的透过率高达85%，其反射率仅为7%，显然是相当透明的一种材料，但对于红外线却几乎是非透明体。
用这种玻璃制作的温室，能透入大量的太阳辐射热而阻止室内的长波辐射向外透射，这种现象称为温室效应。
P303为了更好的组织自然通风，在建筑设计时应着重考虑哪些问题？答：1）建筑朝向、间距及建筑群的布局2）建筑的平面布置与剖面设计3）房间的开口和通风构造措施P1034建筑保温与防热所需达到的最基本要求分别是什么？答：保温：节省采暖的能耗以及维持室内所需的热环境条件，房屋建筑必须有足够的保温能力。
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。
(完整版)噪声控制技术——吸声
≈
小孔与外部空气相通； 腔体中空气具有弹性，
相当于弹簧；
孔颈中空气柱具有一
定质量，相当于质量块。
入射声波
原理：入射声图波单激腔发共振孔吸颈声结中构空示意气图柱往复运动，与颈壁
摩擦，部分声能转化为热能而耗损，达到吸声目的。
当入射声波的频率与共振器的固有频率相同时，发生
共振，空气柱运动加剧，振幅和振速达最大，阻尼也
式中 l——颈的实际长度(即板厚度)，m；
——d颈口的直径，m。
空腔内壁贴多孔材料时，有
lK l 1.2d
【讨论】单腔共振吸声结构使用很少， 是其它穿孔板共振吸声结构的基础。
2.多孔穿孔板共振吸声结构
简称穿孔板共振吸声结构。 结构：薄板上按一定排列钻很多小孔或狭缝，将
穿孔板固定在框架上，框架安装在刚性壁上，板 后留有一定厚度的空气层。实际是由多个单腔 （孔）共振器并联而成。
使用环境 5
4 护面层
1 厚度对吸声性能的影响
由实验测试可知：
同种材料，厚度增加一倍，吸声最佳频 率向低频方向近似移动一个倍频程
厚度越大，低频时吸声系数越大； ＞2000Hz，吸声系数与材料厚度无关； 增加厚度，可提高低频声的吸收效果， 对高频声效果不大。
图2-15 不同厚度的超细玻璃棉的吸声系数
特征：穿孔薄板与刚性壁面间留一定深度的 空腔所组成的吸声结构。
分类：按薄板穿孔数分为
单腔共振吸声结构 多孔穿孔板共振吸声结构
材料：轻质薄合金板、胶 合板、塑料板、石膏板等。
穿孔吸声板
1.单腔共振吸声结构
又称“亥姆霍兹”共振吸声器或单孔共振吸声器
结构：
封闭空腔壁上开一个
当腔深D近似等于入射声波的1/4波长或其奇数 倍时，吸声系数最大。
多孔吸声材料的吸声原理及其分类
多孔吸声材料的吸声原理及其分类一、多孔材料的吸声原理惠更斯原理：声源的振动引起波动，而波动的传播是由于介质中粒子之间的相互作用。
在连续介质中，任何一点的振动都会直接引起相邻颗粒的振动。
声波在空气中的传播符合其原理。
多孔吸声材料有许多微小的缝隙和连续的气泡，因此具有一定的透气性。
当声波入射到多孔材料表面时，主要有两种机制导致声波衰减：首先，声波产生的振动导致小孔或缝隙中的空气运动，导致与孔壁摩擦。
靠近孔壁和纤维表面的空气在孔壁的影响下不易移动。
由于摩擦力和粘滞力的作用，相当一部分声能转化为热能，从而衰减声波，减弱反射声，从而达到吸声的目的；其次，小孔中的空气和孔壁与光纤之间的热交换引起的热损失也会衰减声能。
此外，高频声波可以加速空隙间空气颗粒的振动速度，以及空气与孔壁之间的热交换。
这使得多孔材料具有良好的高频吸声性能。
二、多孔吸声材料的分类多孔吸声材料按其选材的柔顺程度分为柔顺性和非柔顺性材料,其中柔顺性吸声材料主要是通过骨架内部摩擦、空气摩擦和热交换来达到吸声的效果;非柔顺性材料主要靠空气的粘滞性来达到吸声的功能。
多孔吸声材料按其选材的物理特性和外观主要分为有机纤维材料,无机纤维材料,吸声金属材料和泡沫材料四大类。
1有机纤维材料早期使用的吸声材料主要是植物纤维制品，如棉麻纤维、毛毡、甘蔗纤维板、木纤维板、水泥木棉板、稻草板等有机天然纤维材料。
有机合成纤维材料主要是化学纤维，如腈纶棉、涤棉等。
这些材料在中高频范围内具有良好的吸声性能，但防火、防腐、防潮等性能较差。
此外，文献还研究了纺织纤维超高频声波的吸声性能，证明该纤维材料在超高频声波场中基本没有吸声效果。
无机纤维2无机纤维材料不断问世,如玻璃棉、矿渣棉和岩棉等。
这类材料不仅具有良好的吸声性能,而且具有质轻、不燃、不腐、不易老化、价格低廉等特性,从而替代了天然纤维的吸声材料,在声学工程中获得广泛的应用。
但无机纤维吸声材料存在性脆易断、受潮后吸声性能急剧下降、质地松软需外加复杂的保护材料等缺点。
吸声
第五节噪声控制技术——吸声一、材料的声学分类和吸声特性（一）、吸声材料的分类吸声材料按其吸声机理来分类，可以分成多孔性吸声材料及共振吸声结构两大类。
1．多孔性吸声材料①无机纤维材料，如玻璃棉、岩棉及其制品。
②有机纤维材料，如棉麻植物纤维及木质纤维制品（软质纤维板、木丝板等）。
③泡沫材料，如泡沫塑料和泡沫玻璃、泡沫混凝土等。
④吸声建筑材料，如膨胀珍珠岩、微孔吸声砖等。
2．共振吸声结构由于共振作用，在系统共振频率附近对入射声能具有较大的吸收作用的结构，称为共振吸声结构。
穿孔板吸声结构微穿孔板吸声结构薄板和薄膜吸声结构等。
（二）、吸声系数和吸声量1．吸声系数吸声系数定义为材料吸收的声能与入射到材料上的总声能之比，可用吸声系数来描述吸声材料或吸声结构的吸声特性。
计算式为：式中：Ei—入射声能；Ea—被材料或结构吸收的声能；Er—被材料或结构反射的声能；r—反射系数。
a＝0,表示无吸声作用；a=1，表示完全吸收。
一般的材料或结构的吸声系数在0-1之间，a值越大，表示吸声性能越好，它是目前表征吸声性能最常用的参数。
吸声系数是颇率的函数，同一种材料，对于不同的频率，具有不同的吸声系数。
平均吸声系数a：中心频率125,250,500,1 000,2 000,4 000六个倍频程的吸声系数的平均值，称为平均吸声系数a。
2.吸声量吸声材料的实际吸声量按下式计算：A＝aS （7-2)吸声量的单位是m2。
房间总的吸声量A可以表示为：右式第一项为所有壁面吸声量的总和，第二项是室内各个物体吸声量的总和。
二、多孔吸声材料（一）、多孔吸声材料的吸声原理内部具有无数细微孔隙，孔隙间彼此贯通，且通过表面与外界相通，当声波入射到材料表面时，一部分在材料表面上反射，一部分则透入到材料内部向前传播。
在传播过程中，引起孔隙中的空气运动，与形成孔壁的固体筋络发生摩擦，由于粘滞性和热传导效应，将声能转变为热能而耗散掉。
声波在刚性璧面反射后，经过材料回到其表面时，一部分声波透回空气中，一部分又反射回材料内部，声波的这种反复传播过程，就是能量不断转换耗散的过程，如此反复，直到平衡，这样，材料就“吸收”了部分声能。
影响吸声材料吸声性能的因素
影响吸声材料吸声性能的因素天津柱杞隔音，吸音材料的性能分析和影响因素！影响吸声材料吸声性能的几个因素多孔吸声材料对高频声吸声效果好，而对低频声效果较差，这是因为多孔材料的孔隙尺寸与高频声波的波长相近所致。
要想展宽多孔吸声材料的吸声带宽，提高材料的吸声效果，要从材料的内在因素和使用中的安装与构造两方面去考虑.多孔材料的吸声性能，主要受材料的流阻、孔隙率、结构因子、厚度、堆密度、材料背后的空气层、材料表面的装饰处理以及使用的外部条件等的影响，在使用中要注意扬长避短。
1.材料的流阻它是多孔吸声材料本身透气性的物理参数当声波引起空气振动时，有微量空气在多孔材料的孔隙中通过，这时材料两面的静压差与气流线速度之比，即为材料的流阻，单位是kg/(m3·s)。
流阻的大小，一般与材料内部微孔多少、大小、互相连通的程度等因素有关，它对材料吸声性能的影响有着重要作用。
对于一定厚的多孔材料有一个相应合理的流阻值，过低或过高的流阻值吸声系数都不是最佳。
因此通过控制材料的流阻可以调整材料的吸声性能。
一般薄而稀疏的材料流阻很低;吸声就差，而闭孔的轻质的多孔材料流阻很高，吸声作用很小，甚至没有。
2.孔除率孔隙率是指多孔材料的空气体积与材料总体积之比，常用百分数表示。
一般多孔吸声材料的孔隙率高达70，有些甚至达90%左右。
同时要求这些孔隙尽可能细小而且均匀分布，这样材料内的筋络比表面积会大，有利于声能的吸收。
3.结构因子结构因子是多孔材料吸声理论中为修正毛细管理论而导入的系数。
它表示多孔材料中孔的形状及其方向性分布的不规则情况，在多孔材料吸声作用的理论研究中，将材料间晾作为毛细管沿厚度方向纵向排列的模型，但实际上多孔材料的间隙形状和排列是很复杂的，为了使理论和实际相符合，考虑一项修正系数，这就是结构因子二通常其数值一般在2-10范围内;偶尔也会达到25.玻璃棉为2-4木丝板为3-6，柱杞聚酯吸音棉为5-10,聚氨醋泡沫为2-8,微孔吸声砖6-20.4、材料厚度的影响同一种材料厚度一定，在低频范围吸声系数相对较低，随频率的增加而迅速提高，到高频范围起伏不明显，但随材再厚度加大，高频吸收增加不明显，只是低频吸声系数加大多孔材料吸声特性随厚度变化。
多孔材料影响吸声性能的因素
多孔材料影响吸声性能的因素理论和试验两方面都表明，对多孔吸声材料采用不同的处理方法，例如，改变其密度、厚度等都可以影响材料的吸声特性。
同样，不同的环境条件，例如，温度、湿度和变化也可能改变材料的吸声特性。
其中主要的影响因素有材料厚度、密度、背后空气层、护面层、材料表面处理、温度和湿度等。
(1)材料厚度的影响大多数多孔吸声材料的吸声系数是随着频率的增加而增加，中、高频区域的吸声性能一般要优于低频区域。
当材料厚度增加时，高频区域的吸声系数没有增加而中、低频区域的吸声系数却有明显提高，扩大了材料的有效吸声频率范围。
这和前面的理论分析也是一致的，即是改善低频区域吸声效果，需要增加材料厚度。
在实际选用多孔材料厚度时，应主要考虑中、低频区域吸声特性。
(2)材料密度的影响吸声材料密度的变化,也要影响到材料的吸声特性。
低中频范围，容重大的，吸声系数要稍高一些;而在高频区域其结果相反，容重小的，吸声系数稍高，在其他厚度条件下做类似试验，其变化趋势也是如此。
实际应用效果表明，容重过大、过小对材料的吸声特性均有不良影响。
在一定的使用条件下，每种材料的容重有一个最佳值范围。
(3)材料背后空气层的影响材料背后有无空气层，可使材料的吸声性能有比较明显的变化。
材料吸声性能的比较，其变化趋势和材料增加相应厚度所引起的吸声性能的变化相近似，可以提高低、中频区域的吸声效果。
通常，空气层厚度为1/4波长的奇数倍时，相应的吸声系数最大;而当其厚度为1/2波长的整数倍时，吸声系数最小。
在实际工程设计中，为了兼顾声学性能和安装等方面的可能性，一般空气层厚度为70-100mm，如果需要进一步增加改善低频频的吸声特性，可进一步增加空气层厚度。
增加材料厚度和在材料后设置空气层都可以改善材料在低、中频区域的吸声特性。
(4)材料护面层的影响从声学角度讲，要求吸声表面具有良好的透声性。
从声阻抗讲，就是希望表面上的声阻抗率接近空气的特性阻抗。
一般常用的护面层有金属网、穿孔板、玻璃布、塑料薄膜等。
建筑物理课后习题及答案
声学选择题1．5个相同的声压级迭加，总声级较单个增加分贝。
①3②5③7④103 2．4个相同的声压级迭加，总声级较单个增加分贝。
①3②5③6④103 3．+10dB的声音与-10dB的声音迭加结果约为dB。
①0②13③7 ④104 4．50dB的声音与30dB的声音迭加结果约为dB。
①80②50③40 ④302 5．实际测量时，背景噪声低于声级分贝时可以不计入。
①20②10③8④ 31 6．为保证效果反射板的尺度Ｌ与波长间的关系是。
①L＜λ②L≥0.5λ③L≥1.5λ④L>>λ4 7．易对前排产生回声的部位是。
①侧墙②银幕③乐池④后墙4 8．围护结构隔声性能常用的评价指标是。
①I a②M③α④L p1 9．避免厅堂简并现象的措施是。
①缩短Ｔ60②强吸声③墙面油漆④调整比例4 10．当构件的面密度为原值的２倍时,其隔声量增加dB。
①３②6③5④102 11．测点处的声压值增加一倍，相应的声压级增加分贝。
①2②5③3④ 64 12．70dB的直达声后,以下的反射声将成为回声。
①20ms65dB②70ms64dB③80ms45dB④30ms75dB2 13．邻室的噪声对此处干扰大，采取措施最有效。
①吸声处理②装消声器③隔声处理④吊吸声体3 14．对城市环境污染最严重的噪声源是。
①生活②交通③工业④施工2 15．吸声处理后混响时间缩短一半则降噪效果约为dB。
①2②5③3④103 16．凹面易产生的声缺陷是。
①回声②颤动回声③声聚焦④声染色3 17．厅堂平行墙面间易产生的声学缺陷是。
①回声②颤动回声③声聚焦④声染色218．多孔吸声材料仅增加厚度，则其吸声特性最明显的变化趋势是。
①高频吸收增加②中低频吸收增加③共振吸收增加④中低频吸收减少2 19．某人演唱时的声功率为100微瓦，他发音的声功率级是dB。
①50②110③80④1003 20．普通穿孔板吸声的基本原理是。
①微孔吸声②共振吸声③板吸声④纤维吸声2 21．多孔吸声材料吸声的基本原理是。
建筑物理——建筑声学真题习题(带答案)
建筑声学习题一、选择题1．5个相同的声压级迭加，总声级较单个增加分贝。
A 3B 5C 7D 102．4个相同的声压级迭加，总声级较单个增加分贝。
A 3B 5C 6D 103．+10dB的声音与-10dB的声音迭加结果约为分贝。
A 0B13 C 7 D 104．50dB的声音与30dB的声音迭加结果约为分贝。
A 80B50 C 40 D 305．实际测量时，背景噪声低于声级分贝时可以不计入。
A 20B 10C 8D 36．为保证效果反射板的尺度Ｌ与波长间的关系是。
A L＜λB L≥0.5λC L≥1.5λD L>>λ7．易对前排产生回声的部位是。
A 侧墙B 银幕C 乐池D 后墙8．围护结构隔声性能常用的评价指标是。
A I aB MC αD L p9．避免厅堂简并现象的措施是。
A 缩短Ｔ60B 强吸声C 墙面油漆D 调整比例10．当构件的面密度为原值的２倍时,其隔声量增加分贝。
A ３B 6C 5D 1011．测点处的声压值增加一倍，相应的声压级增加分贝。
A 2B 5C 3D 612．70dB的直达声后,以下的反射声将成为回声。
A 20ms65dB B 70ms64dBC 80ms45dBD 30ms75dB13．邻室的噪声对此处干扰大，采取措施最有效。
A 吸声处理B 装消声器C 隔声处理D 吊吸声体14．对城市环境污染最严重的噪声源是。
A 生活B 交通C 工业D 施工15．吸声处理后混响时间缩短一半则降噪效果约为分贝。
A 2B 5C 3D 1016．凹面易产生的声缺陷是。
A 回声B 颤动回声C 声聚焦D 声染色17．厅堂平行墙面间易产生的声学缺陷是。
A 回声B 颤动回声C 声聚焦D 声染色18．多孔吸声材料仅增加厚度，则其吸声特性最明显的变化趋势是。
A 高频吸收增加B 中低频吸收增加C 共振吸收增加D 中低频吸收减少19．某人演唱时的声功率为100微瓦，他发音的声功率级是分贝。
A 50B 110C 80D 10020．普通穿孔板吸声的基本原理是。
最新整理环保师辅导：多孔材料影响吸声性能的因素
环保师辅导：多孔材料影响吸声性能的因素理论和试验两方面都表明，对多孔吸声材料采用不同的处理方法，例如，改变其密度、厚度等都可以影响材料的吸声特性。
同样，不同的环境条件，例如，温度、湿度和变化也可能改变材料的吸声特性。
其中主要的影响因素有材料厚度、密度、背后空气层、护面层、材料表面处理、温度和湿度等。
(1)材料厚度的影响大多数多孔吸声材料的吸声系数是随着频率的增加而增加，中、高频区域的吸声性能一般要优于低频区域。
当材料厚度增加时，高频区域的吸声系数没有增加而中、低频区域的吸声系数却有明显提高，扩大了材料的有效吸声频率范围。
这和前面的理论分析也是一致的，即是改善低频区域吸声效果，需要增加材料厚度。
在实际选用多孔材料厚度时，应主要考虑中、低频区域吸声特性。
(2)材料密度的影响吸声材料密度的变化,也要影响到材料的吸声特性。
低中频范围，容重大的，吸声系数要稍高一些;而在高频区域其结果相反，容重小的，吸声系数稍高，在其他厚度条件下做类似试验，其变化趋势也是如此。
实际应用效果表明，容重过大、过小对材料的吸声特性均有不良影响。
在一定的使用条件下，每种材料的容重有一个值范围。
(3)材料背后空气层的影响材料背后有无空气层，可使材料的吸声性能有比较明显的变化。
材料吸声性能的比较，其变化趋势和材料增加相应厚度所引起的吸声性能的变化相近似，可以提高低、中频区域的吸声效果。
通常，空气层厚度为1/4波长的奇数倍时，相应的吸声系数;而当其厚度为1/2波长的整数倍时，吸声系数最小。
在实际工程设计中，为了兼顾声学性能和安装等方面的可能性，一般空气层厚度为70-100m m，如果需要进一步增加改善低频频的吸声特性，可进一步增加空气层厚度。
增加材料厚度和在材料后设置空气层都可以改善材料在低、中频区域的吸声特性。
(4)材料护面层的影响从声学角度讲，要求吸声表面具有良好的透声性。
从声阻抗讲，就是希望表面上的声阻抗率接近空气的特性阻抗。
一般常用的护面层有金属网、穿孔板、玻璃布、塑料薄膜等。
多孔材料的吸声原理以及影响吸声系数的因素
多孔吸声材料多孔吸声材料是普遍应用的吸声材料，其中包括各种纤维材料：超细玻璃棉、离心玻璃棉、岩棉、矿棉等无机纤维，棉、毛、麻、棕丝、草质或木质纤维等有机纤维。
纤维材料很少直接以松散状使用，通常用胶黏剂制成毡片或板材，如玻璃棉毡（板）、岩棉板、矿棉板、木丝板、软质纤维板凳。
微孔吸声砖等也属于多孔吸声材料。
泡沫塑料，如果其中的空隙相互连通并通向外表，可作为多孔吸声材料。
一、多孔材料的吸声机理多孔吸声材料具有良好吸声性能的而原因，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空洞。
图12-1（a）表示了粗糙表面和多孔材料的差别。
那种认为粗糙墙面（如拉毛水泥）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的内部，引起空隙中空气的振动。
由于空气的黏滞阻力、空气与孔壁的抹茶和热传导作用等，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，孔洞之间互相连通，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的要求不同。
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，互补连通（见图12-1b），他们可以作为隔热温饱材料，但吸声小郭却不好。
二、影响多孔材料吸声系数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、结构因子和空气流阻。
孔隙率是指材料中连通的空隙体积和材料总体积之比。
结构因子是有多孔材料结构特性所决定的物理量。
空气流阻反应了空气通过多孔材料阻力的大小。
三则中以空气阻留最为重要，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，称为“比流阻”。
当材料厚度不大时，比流阻越大，说明空气穿透两就小，牺牲性能就下降，但比流阻大小，声能因摩擦力、黏滞力而损耗的效率就低，吸声性能就会下降。
所以，多孔材料存在最佳流阻。
当材料厚度充分大，比流阻小，则吸声就打。
多孔吸声材料-材料
3 影响吸声材料的因素
02
3.4 厚度的影响
-多孔材料厚度增大时, 各个频段的吸声性能都有所增高, 这是因为多孔材料厚度增大时, 孔隙通道延长, 进人孔隙中的声波经多次能量损失之后, 才可以穿过多孔材料而到达其另一侧。
吸声系数与材料厚度的关系
Realtionship between sound-absorption coefficient and thickness
2 吸声材料的分类
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2.2 多孔吸声结构材料 泡沫吸声结构材料
闭孔泡沫
开孔泡沫
分类
半开孔孔泡沫
2 吸声材料的分类
泡沫吸声结构材料 闭孔泡沫材料：闭孔结构的泡沫金属材料,以闭孔泡沫铝为代表, 闭孔泡沫铝的吸声系数比较低, 是由于声波很难到达孔隙内部, 与其内部相互作用, 仅有一些裂缝和微孔, 本身并不能作为良好的吸声材料。
6 致谢
2.2 多孔吸声材料
2 吸声材料的分类
2.2 多孔吸声结构材料
01
分类
02
泡沫类吸声材料
03
纤维类吸声材料
04
2 吸声材料的分类
2.2 多孔吸声结构材料
纤维类吸声材料——按其选材的物理特性和外观主要分为有机纤维吸声材料、无机纤维吸声材料、金属纤维吸声材料。现在的研究中, 更注重各种纤维材料在实际中的应用。
2 吸声材料的分类
——吸声机理：当声波入射到材料表面时, 一部分在材料表面反射, 另一部分则透人到材料内部向前传播, 在传播过程中, 引起孔隙中的空气运动, 与形成孔壁的固体孔筋或孔壁发生摩擦, 由于粘滞性和热传导效应, 将声能转变为热能耗散掉。
第四章吸声降噪
第四章吸声降噪第一节吸声原理及表征材料吸声的量一、吸声原理●吸声或声吸收：声波通过介质或入射到介质分界面上时声能的减少过程。
●当介质为空气，声波在空气中传播时，由于空气质点振动所产生的摩擦作用，声能转化为热能的损耗所引起的声波随传播距离增加而逐渐衰减的现象，称为空气吸收。
●当介质分界面为材料表面时，部分声能被吸收，可称为材料吸声。
●材料的吸声是由于黏滞性、热传导性和分子吸收而转变为热能。
●首先是黏滞性和内摩擦的作用，由于声波传播时，质点振动速度各处不同，存在着速度梯度，使相邻质点间产生相互作用的黏滞力或内摩擦力，对质点运动起阻碍作用，从而使声能不断转化为热能。
●其次是热传导效应，由于声波传播时介质质点疏密程度各处不同，因此介质温度也各处不同，存在温度梯度，从而相邻质点间产生了热量传递，使声能不断转化为热能。
●按吸声机理的不同：吸声体可分为多孔性吸声材料和共振吸声结构。
●其中多孔性材料在工程中应用最广泛。
●多孔材料包括纤维类、泡沫类和颗粒类。
●以纤维类材料为例，最常见的有离心玻璃棉、矿渣棉、化纤棉、木丝板等；●泡沫类材料以泡沫塑料、海棉乳胶、泡沫橡胶等居多；●颗粒类材料则以膨胀珍珠岩、多孔陶土砖、蛭石混凝土等居多。
●共振吸声结构可以分为薄板共振吸声结构，薄板穿孔共振吸声结构等。
●从材料和共振结构的吸声性能来讲，多孔材料以吸收中高频噪声声能为主，共振吸声结构对低频有吸声峰值。
●利用吸声材料吸收声能，降低室内噪声，是噪声控制工程中的措施之一。
●人们在室内所接收到的噪声，包括声源直接通过空气传来的直达声以及室内各壁面反射回来的混响声。
●在车间里听到的机器噪声，远比安装在室外的机器噪声高，主要是由于车间内存在混响声。
●许多工程实践证明，一般车间采取吸声降噪措施，可取得5~8dB的降噪量，如果车间原来吸性能很差，吸声材料布置合理，甚至可降低噪声8~12dB。
透射声能吸收声能2E 反射声能入射声能3E 1E 0E图1 材料吸声示意图二、 表征材料吸声性能的量吸声系数可衡量材料吸声性能的大小，010321E E E E E -=+=α2E －被吸收的声能；3E －透射声能；0E －入射声能；1E －反射声能。
多孔吸声材料吸声机理及相关参数
3.3 影响多孔吸声材料吸声系数的因素
多孔吸声材料对声音中高频有较好的吸声性能。影响 多孔吸声材料吸声特性主要是材料的厚度、密度、孔 隙率、结构因子和空气流阻等。
密度：每立方米材料的重量。 孔隙率：材料中孔隙体积和材料总体积之比。 结构因子：反映多孔材料内部纤维或颗粒排列的情况，
3.6 吸声在建筑声学中的应用举例
3.6.1 室内音质的控制
玻璃棉产品可以制成吊顶板、贴墙板、空间吸声 体等，在建筑室内起到吸声作用，降低混响时间。
一般地，房间体积越大，混响时间越长，语言清 晰度越差，为了保证语言清晰度，需要在室内做吸声， 控制混响时间。如礼堂、教室、体育场，电影院。
对音乐用建筑，为了保证一定丰满度，混响时间 要比长一些，但也不能过长，可以使用吸声控制。
3.1 吸声系数与吸声量
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。吸声系数小于1。
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
第三章 吸声材料与吸声结构
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。
吸声,消音原理以及材料
材料选用
吸声原理
吸声系数
多孔性吸声材料
共振吸声结构
单个共振器
柔顺材料简介
吸声机理
影响吸声材料性能的因素
材料选用
吸声原理
Байду номын сангаас吸声系数
多孔性吸声材料
共振吸声结构
单个共振器 柔顺材料展开 简介
拼音：xi sheng cai liao 英文：sound-absorbing material 吸声材料在应用方式上，通常采用共振吸声结构或渐变过渡层结构。为了提高材料的内损耗，一般在材料中混入含有大量气泡的填料或增加金属微珠等。在换能器阵的各阵元之间的隔声去耦、换能器背面的吸声块、充液换能器腔室内壁和构件的消声覆盖处理、消声水槽的内壁吸声贴面等结构上，经常利用吸声材料改善其声学性能。
材料选用
选用吸声材料，首先应从吸声特性方面来确定合乎要求的材料，同时还要结合防火、防潮、防蛀、强度、外观、建筑内部装修等要求，综合考虑进行选择。
吸声原理
声音源于物体的振动，它引起邻近空气的振动而形成声波，并在空气介质中向四周传播。 当声音传入构件材料表面时，声能一部分被反射，一部分穿透材料，还有一部由于构件材料的振动或声音在其中传播时与周围介质摩擦，由声能转化成热能，声能被损耗，即通常所说声音被材料吸收。
多孔性吸声材料
这类材料的物理结构特征是材料内部有大量的、互相贯通的、向外敞开的微孔，即材料具有一定的透气性。工程上广泛使用的有纤维材料和灰泥材料两大类。前者包括玻璃棉和矿渣棉或以此类材料为主要原料制成的各种吸声板材或吸声构件等；后者包括微孔砖和颗粒性矿渣吸声砖等。 吸声机理和频谱特性 多孔吸声材料的吸声机理是当声波入射到多孔材料时，引起孔隙中的空气振动。由于摩擦和空气的粘滞阻力,使一部分声能转变成热能;此外，孔隙中的空气与孔壁、纤维之间的热传导，也会引起热损失，使声能衰减。 多孔材料的吸声系数随声频率的增高而增大，吸声频谱曲线由低频向高频逐步升高，并出现不同程度的起伏，随着频率的升高，起伏幅度逐步缩小，趋向一个缓慢变化的数值。 影响多孔材料吸声性能的因素 影响多孔材料吸声性能的参数主要有：①流阻，它是在稳定的气流状态下，吸声材料中的压力梯度与气流线速度之比。当厚度不大时，低流阻材料的低频吸声系数很小,在中、高频段,吸声频谱曲线以比较大的斜率上升，高频的吸声性能比较好。增大材料的流阻，中、低频吸声系数有所提高；继续加大材料的流阻，材料从高频段到中频段的吸声系数将明显下降，此时，吸声性能变劣。所以，对一定厚度的多孔材料，有一个相应适宜的流阻值，过高和过低的流阻值，都无法使材料具有良好的吸声性能。②孔隙率，指材料中连通的孔隙体积与材料总体积之比，多孔吸声材料的孔隙率一般在70%以上，多数达90%。③结构因数，材料中间隙的排列是杂乱无章的，但在理论上往往采用毛细管沿厚度方向纵向排列的模型，所以，对具体的多孔材料必须引进结构因数加以修正。多孔材料结构因数,一般在2～10之间，也有高达20～25的。在低频范围内，结构因数基本不起作用，这是因为在这个 金字塔型吸声材料
多孔吸声材料原理
（7）空腔共振吸声结构
空腔共振吸声结构由封闭的空腔和较小的武器所组成，它有很 强的频率选择性，在其共振频率附近，吸声系数较大，而对离共 振频率较远的声波吸收和很小。 淮海工学院 土木工程系
11.2.3
隔声材料
主要起隔绝声音作用的材料。主要用于外墙、门窗、隔墙、 隔断等。
隔声类型：隔绝空气声 隔绝固体声 原理截然不同，隔声与材料、建筑结构有密切的关系。
d
可见，材料导热系数A的物理意义是，厚度为lm的材料， 当温度差为1K时，在ls内通过1m’面积的热量。材料的导热系数 愈小，表示其绝热性能愈好。
淮海工学院 土木工程系
Q d R A(T T ) 1 2
11.1.1.3
影响导热系数的因素
1、物质构成 2、微观结构 3、孔隙构造 4、湿度 5、温度 6、热流方向
（1）空气声的隔绝
对于空气声隔声，材料的体积密度越大，质量越大，隔声性 越好，因此应选用密实的材料作为隔声材料，如砖、泥凝土、钢 板等。如采用轻质材料或薄壁材料，需辅以多孔吸声材料或采用 夹层结构，如夹层玻璃就是一种很好的隔声材料。 淮海工学院 土木工程系
材料隔绝空气声的能力，可以用材料对声波的透射系 数或材料的隔声量来衡量。
0.80－0.60
0.60－0.40
0.40－0.20
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在建筑室内使用吸声材料后的降噪效果可以用现场 实测的混响时间来测量，或按下式计算降噪量：
T1 Lp 10 lg T2
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土木工程系
11.2.2
吸声材料及其构造
（1）多孔吸声材料
原理：声波进入材料内部互相贯通的孔隙，空气 分子受到摩擦和沾滞阻力，使空气产生振动，从而使 声能转化为机械能，最后因摩擦而转变为热能被吸收 。
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多孔吸声材料
多孔吸声材料是普遍应用的吸声材料，其中包括各种纤维材料：超细玻璃棉、离心玻璃棉、岩棉、矿棉等无机纤维，棉、毛、麻、棕丝、草质或木质纤维等有机纤维。
纤维材料很少直接以松散状使用，通常用胶黏剂制成毡片或板材，如玻璃棉毡（板）、岩棉板、矿棉板、木丝板、软质纤维板凳。
微孔吸声砖等也属于多孔吸声材料。
泡沫塑料，如果其中的空隙相互连通并通向外表，可作为多孔吸声材料。
一、多孔材料的吸声机理
多孔吸声材料具有良好吸声性能的而原因，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空洞。
图12-1（a）表示了粗糙表面和多孔材料的差别。
那种认为粗糙墙面（如拉毛水泥）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的内部，引起空隙中空气的振动。
由于空气的黏滞阻力、空气与孔壁的抹茶和热传导作用等，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，孔洞之间互相连通，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的要求不同。
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，互补连通（见图12-1b），他们可以作为隔热温饱材料，但吸声小郭却不好。
二、影响多孔材料吸声系数的因素
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、结构因子和空气流阻。
孔隙率是指材料中连通的空隙体积和材料总体积之比。
结构因子是有多孔材料结构特性所决定的物理量。
空气流阻反应了空气通过多孔材料阻力的大小。
三则中以空气阻留最为重要，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，称为“比流阻”。
当材料厚度不大时，比流阻越大，说明空气穿透两就小，牺牲性能就下降，但比流阻大小，声能因摩擦力、黏滞力而损耗的效率就低，吸声性能就会下降。
所以，多孔材料存在最佳流阻。
当材料厚度充分大，比流阻小，则吸声就打。
在实际工程中，测定材料的流阻、孔隙率通常有困难，但可以通过表现密度加以粗略控制。
同一种纤维材料，表观密度（即“密度”）越大，，孔隙率越小，比流阻越大。
图12-2表示了不同厚度和密度的超细玻璃棉的吸声系数。
从图中可以看出，随着厚度增加，中低频吸声系数显著增加，高频变化不大，总有较大的吸收。
厚度不变，增加密度，也可以提高中低频吸声系数，不过比增加厚度的效果小。
在同样用料情况下，当厚度不受限制时，多孔材料以松散为宜。
密度继续增加，材料密实会引起流阻增大，减少空气穿透量，引起吸声系数下降，所以
材料misura也有一个最佳值。
但同样密度，增加厚度，并不改变比流阻，所以吸声系数一般总是增大；但厚度增至一定时，吸声性能的改善就不明显了。
多孔材料的吸收性能还和安装条件密切有关。
当多空材料背后留有空腔是，与该空气曾用同样的材料填满的效果近似。
这时对中低频吸声性能比材料实贴在硬底面上会有所提高，其吸声系数随空气层厚度的增加而增加，但增加到一定值后效果就不明显了（图12-3）。
在实际使用中，对多空材料会做各种表面处理。
为了尽可能地保持原来材料的吸声特性，饰面应具有良好的透气性。
例如用金属格网、塑料窗纱、玻璃丝布等照面，这种便面表面处理方式对多空材料吸声性能影响不大。
也可以用厚度小于0.05mm的极薄柔性塑料薄膜、穿孔薄膜、穿孔率在20%以上的薄穿孔板等照面，这样做吸声特性多少会受影响，尤其对高频的吸收系数会有所降低。
膜越薄，穿孔率越大，影响越小。
但使用穿孔板面层时，低频吸声系数会有所提高。
所以多孔材料使用、薄膜罩面，实际上是一种符合吸声材料。
对于一些成型的多空材料板材，如木丝板、软质纤维板等，在进行表面粉饰时，要防止涂料把空隙封闭，以采用水质涂料喷涂为宜，不宜采用油漆涂刷。
高温高湿不仅会引起材料变质，而且会影响到吸声性能。
材料一旦吸湿吸水，材料中空隙就要减少，首先使高频吸声系数降低，然后随着含湿量增加，其影响的频率范围将进一步扩大。
在一般建筑中，温度引起的吸声特性变化很少，可以忽略。
多空材料用在有气流的场合，如通风管道和消声器内，要防止材料的飞散。
对于棉状材料，如超细玻璃棉，当气流速度在每秒几米时，可用玻璃丝布、尼龙丝布等做护面层；当气流速度大于每秒20m时，则还要外加金属穿孔板面层。