建筑物理讲义22——吸声材料与吸声结构
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。
吸声材料与吸声结构
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）。 1、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）。
3.4 玻璃棉吸声系数的比较
3.5 其它吸声结构
1、空腔共振吸收，如穿孔石膏板、狭缝吸音砖等。
f0 f0
c 2 c 2
s V t P Lt
P Lt PL2 / 3
c f0 2
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
5、空气吸收。由于空气的热传导与粘滞性，以及空气中 水分子对氧分子振动状态的影响等造成。声音频率越大， 空气吸收越强烈(一般大于2KHz将进行考虑)。 6、洞口。在剧院中，舞台台口相当于一个偶合空间，台 口后有天幕、侧幕、布景等吸声材料。其吸声系数一般 为0.3-0.5
2、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。
3、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。
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
吸音材料与吸声结构ppt
飞机、火箭等航空器的舱室需要消减机械噪音和振动，吸音 材料与吸声结构在此领域中具有广泛应用。
汽车工业
汽车内部需要降低噪音水平，提高乘坐舒适度，吸音材料与 吸声结构在汽车工业中也有广泛应用。
05
吸音材料与吸声结构的最新研究进展
新型吸音材料的研发
总结词
新型吸音材料的研发在提高吸音性能、降低噪音和改善声环境方面具有重要 价值。
建筑物的隔声性能是评价其质量的重要指标之一，使用吸声结 构能够提高建筑物的隔声性能，减少噪声污染。
改善室内声学环境
通过使用吸声结构，可以改善室内声学环境，提高语音清晰度 和音乐聆听效果。
提高建筑节能性能
吸声结构可以降低室内外的噪音水平，减少能源消耗，提高建 筑节能性能。
吸音材料与吸声结构在其他领域中的应用
02
共振吸声结构的优点在于结构简单、易于制作、低频吸音效果好等。但缺点在 于高频吸音效果较差、需要配合其他材料使用等。
03
在选择吸声结构时，需要根据使用场合、使用时间、维护要求等方面综合考虑 ，选择合适的吸声结构以满足吸音需求。
04
吸音材料与吸声结构的应用场景
吸音材料在室内装修中的应用
01
背景噪音消除
吸音材料与吸声结构
xx年xx月xx日
contents
目录
• 吸音材料与吸声结构概述 • 吸音材料种类与特性 • 吸声结构的种类与特性 • 吸音材料与吸声结构的应用场景 • 吸音材料与吸声结构的最新研究进展 • 参考文献
01
吸音材料与吸声结构概述
吸音材料定义与特性
吸音材料
指能够吸收声音的物质，通常具有多孔性和纤维性。
吸音材料能够有效吸收室内环境中的背景噪音，如空调噪音、街道噪
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。
吸声材料与吸收结构
吸声材料与吸收结构（一）教学目的：了解使用吸收材料的目的、多孔吸收材料的特点教学内容：使用吸声材料的目的、多孔吸声材料吸声的原理和特点、多孔吸声材料的类型与施工教学重难点：多孔吸声材料吸声的原理和特点、影响多孔吸声材料性能的因素教学时数：2课时教学步骤：一、新课导入作为音响师虽然不需要参与建筑本身的设计，但了解有关建声的设计和施工有助于我们更了解该建筑的声学特点，帮助我们更好的设计、布置扩声系统。
二、新课讲授（一）使用吸声材料的目的：在进行厅堂音质设计时，假定厅堂的容积V和总表面积S已经确定，其混响时间的控制，只剩下吸声系数的确定，使用吸声材料的主要目的是为了控制反射声，以在整个音频范围内获得均匀的混响时间，同时，还可以利用吸声材料去调节声场分布，消除回声，并降低噪声干扰，从而改善厅堂音质。
（二）吸声材料和吸声结构吸声材料一般指可供直接使用、具有良好吸声能力的声学材料，而吸声结构主要是指按照一定要求，经过特殊设计的声场构件。
事实上，在安装吸声材料时，如果不将吸声材料直接紧贴在边界面上，那么他就能构成吸声结构。
因此吸声材料与吸声结构并没有非常严格的界限。
从后面的介绍可以看到，构成吸声结构的，不仅可以是吸声材料，而且也可以是吸声性能很差的非吸声材料。
从这个意义上讲，它们之间的差别又是十分明显的。
（三）多孔吸声材料多孔吸声材料是应用最普遍的一种吸声材料，这类材料包括玻璃棉，岩棉、矿棉等无机纤维材料及采用上述材料制成的板材和毡材，例如聚氨酯、聚苯烯和尿醛泡沫塑料、膨胀珍珠岩等，此外，具有一定透气性能的纺织品帘幕也可归为这类吸声材料。
多孔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，也就是说必须通到材料的表面，使得声波能够从材料表面容易地进入到材料的内部；（3）材料内部的微孔必须是相互连通的，而不能是封闭的。
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。
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。