建筑物理 声学 吸声材料与吸声结构PPT课件

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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。
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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.
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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
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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)
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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。
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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。
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
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
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.
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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
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穿孔板共振吸声频率的计算
当L<20cm时
c
p
fc
2
(t 0.8d)L
事实上隔声材料中包含 了反射材料及吸声材料
吸声系数: 从反射界面定义:
E 1 r E0
1 r E E E0
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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。
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。
当L>20cm时
fc
c
2
p (t0.8d)LpL2/3
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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。
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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
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B吸声机理: 系统出现共振时,摩擦或内应力消耗最 大,从而将声能转换为热能.
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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。
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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。
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 两流 侧速 静压存差在一最佳
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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)
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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。
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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。
第四讲、吸声材料与吸声结构
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整体概述
概况一
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概况二
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概况三
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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。
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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。
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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 对高频总有较大 的吸收)。
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容重:
厚度不变,容 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。
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。
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由 r1分 反 吸 透 类射 声 声 r较 较 材 材 材 较大 大 料 料 料 大按用 隔 吸 途 声 声 分 材 材 较 较料 料 小 大
5Hale Waihona Puke Baidu
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
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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.
C吸声特性
薄膜共振频率
600 fc mL
m为薄膜(面 kg/m 密 2),L 度 为空气(层 cm 。 厚 ) 度
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