吸声材料和隔声材料
• 吸声与隔声的区别:
– 原理:吸声在吸上,主要是利用材料的特性将声能 转化为其他形式的能量,来达到消耗声能的目的; 隔声则是阻隔,通过材料本身的特性增加反射和吸 收以减少甚至完全阻隔声音的透射,显然两者是有 联系的;
– 目的:吸声主要在于营造良好的音质环境,满足音 乐厅、剧院等对场所音质的高要求;隔声的主要目 的在于降噪。当然吸声也是能降噪的,但这并非其 主要目的。
该速度与板的刚度、密度以及自由弯曲波的频 率有关
c 2f 4 D
θ
若声波沿墙面行进的速度正好等于墙板弯 曲波的速度,墙板的弯曲振动达到最大,这时 墙板会非常“顺从”地跟随入射声波弯曲,使 入射声能大量透射到另一侧。
吻合现象只发生在一定频率范围内。 最低的吻合频率称为“临界频率”fc,它与入射 波的频率、板的构造有关
系统的弹性除也与空气层有关外,不同之处在于膜的 弹性与所受张力有关,而板则具有刚度。
这种结构的共振频率可用下式计算:
f0
1
2
1
c2
(
K)
1
ml
2
1
1.4 107 (
K)
ml
其中K值与板的弹性、骨架构造、安装情况等有关。
选用薄膜(薄板)吸声结构时,还应考虑以下几点:
• 比较薄的板,因为容易振动可提供较多的声吸收; • 吸声系数的峰值一般都处在低于200~300Hz的范围; • 在薄板背后的空气层里填放多孔材料,会使吸声系数
声音的两种透射方式:
1、由噪声源和听闻地点之间的墙壁(屋顶)直接 透射 2、沿围护结构的相连接部件的间接或侧向透射
各部件对声音的 传播取决于部件的 重量、位置、刚度 以及各部件之间的 连接等因素。
墙体的隔声量
工程中: R=L2-L1 L2 、L1:构件两侧的声压级
三、影响声音在建筑材料中透射的主要因素
3.2.3 墙体隔声材料
3.2.3.1 单层匀质密实墙
影响声音在建筑物墙体中透射的主要因素:墙体的振动 不仅由直达声波的压力所致,室内的各种反射波也增加了 墙体振动透射的能量。
质量定律:墙体受到声波激发所引起的振动与其惯性 即质量有关,墙体的单位面积重量愈大,透射的声能愈 少。
假定简化条件:假设墙面积是无限大,故可忽略边界 条件的影响,同时认为墙是柔顺的板而不具有刚度,且 各个部分的作用是相互独立的,从而可以忽略墙的弹性 与内应力,墙体的隔声量决定于其单位面积的重量和入 射声波的频率。
的峰值有所增加; • 薄板表面的涂层,对吸声性能没有影响; • 当使用预制的块状多孔吸声板与背后的空气层组合时,
则将兼有多孔材料和薄板共振结构的吸声的特征。
(ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ)穿孔板吸声结构
• 亥姆霍兹共振器 • 穿孔板结构的共振频率可用下式估算:
f0
c 2
P
t 0.8d L
• 图3.2-6是根据上式绘制的计算图表,可供以下计算:
– 衡量系数:吸收的效果通过吸声系数α来反映;隔声 的效果通过透射系数τ反映。
3.2.1 吸声材料(构造)
A 表征特征――吸声系数α B 取决(影响)因素:
1)材料自身特征(密度、湿度、孔隙率等特征); 2)声音性质:频率、入射方向等。 3.2.1.1 多孔吸声材料
多孔材料吸声的先决条件是声波能很容易地进入微孔 内,因此不仅材料内部,而且材料表面上均有大量 连续的微孔,如果微孔被灰尘污垢或抹灰油漆等封 闭,其吸声性能会受到不利的影响。
1、与建筑构件的透射系数有关
2、与建筑构件的表面情况有关 若墙体的一面铺设吸声材料会减弱墙体的振动 3、与墙体的质量有关 墙的质量越大,惯性越大,声波引起的振动越小
4、共振现象
5、吻合现象 当声波以θ角斜入射时,墙板在声波作用下
产生沿板面传播的弯曲波,波速为 c / sinθ 板本身存在固有的自由弯曲波的传播速度,
吸声原理:声能-振动能-热能(声波导致吸声材 料中“空气柱”振动,与边壁产生摩擦而损耗声能, 转化为热能,但也易透声)
吸声特征:吸声中高频
材料实例:矿棉、毛毡、多孔石膏板、纤维板
影响多孔材料吸声特性的主要因素有以下几项: ① 材料对空气的流阻:空气的流阻是空气质点通过材料空隙遇到的阻力。 ② 材料的孔隙率:是指材料中的空气体积和总体积之比。 ③ 材料的厚度:一般来说,增加多孔吸声材料的厚度可以提高其吸声系数,
尤其是对吸声系数低的中低频提高的比较显著。
④ 材料的密度 ⑤ 材料背后的条件:当多孔吸声材料背后留有空气层时,与该空气层用同样
的材料填满的效果近似,所以可以利用空气层,既提高吸声系数又节省吸声 材料。
⑥ 饰面的影响 ⑦ 声波的频率和入射条件:多孔材料的吸声系数随着频率的提高而增大。
⑧ 吸湿、吸水的影响
• 微穿孔板孔的大小和间距决定最大的吸声系数,板的 构造和它与墙面的距离(即空气层的厚度)决定吸声 的频率范围。
3.2.1.3 其它吸声构造
1. 空间吸声体 2. 吸声尖劈 3. 可变吸声构造 4. 人和家具 5. 空气吸收 6. 开口的吸收
3.2.1.4 吸声材料的选用
1. 确定材料的吸声性能有驻波管法和混响室法,因此,在一些 资料手册中对于同一材料的吸声系数可能不同。
2. 建筑吸声材料具有吸声和建筑装修的功能,在工程设计中必 须依各种使用条件选择最适用的材料。
3.2.2 声音在建筑围护结构中的传播
一、声波在房屋建筑中的传播途径
三种传播途径: 1、由空气直接传播
2、由围护结构的 振动传播
围护结构成为 二次声源
3、固体的撞击或振动的直接作用
声音由空气传播,称为“空气声”或“空气传声” 声音由围护结构受到直接的撞击而发声,称为 “固体声”或“撞击声”
3.2.1.2 共振吸声结构
(1)薄膜(薄板)吸声结构
薄膜材料可与其背后封闭的空气层形成共振系统,用以 吸收共振频率附近的入射声能。
共振系统的弹性与膜所受的张力和背后空气层的弹性有 关。
对于不施加拉力的薄膜,其共振频率的计算式为:
f0
1
2
c2 600
ml ml
把板材周边固定在框架上,连同板后的封闭空气层, 也构成振动系统。
A 对于给定的穿孔板和背后空气层条件,求出主要吸声 范围的共振频率;
B 已知背后空气条件时,可依据要求的吸声频率范围确 定穿孔板的规格;
C 已知穿孔板的规格和要求的吸声频率范围,确定背后 空气层的厚度。
2)微穿孔板
• 把穿孔板的孔径缩小到1mm以下,利用空气质点运动 在孔中的摩擦,就可以有效的吸收声能而无须另加多 孔材料。