声学第四讲吸声材料和吸声结构
6.1吸声评价方法吸声材料与吸声结构54页PPT
0.04
0.05
0.07
涂漆砖
0.01
0.01
0.02
0.02
0.02
0.03
混凝土块
0.36
0.44
0.31
0.29
0.39
0.25
涂漆混凝土块 0.10
0.05
0.06
0.07
0.09
0.08
混凝土
0.01
0.01
0.02
0.02
0.02
0.02
木料
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0.11
0.10
0.07
0.06
0.07
吸声降噪效果预估
• 降噪量
• Prof. Sheng Meiping • Northwestern Polytechnical University
吸声材料与吸声结构
• Prof. Sheng Meiping • Northwestern Polytechnical University
吸声材料（一般为多孔性材料）
10
0.59 0.38 0.18 0.05 0.04 0.08
0
0.04 0.11 0.20 0.21 0.60 0.68
5
0.29 0.77 0.73 0.68 0.81 0.83
0
0.06 0.12 0.20 0.21 0.60 0.68
3
0.28 0.40 0.33 0.32 0.37 0.26
• Prof. Sheng Meiping • Northwestern Polytechnical University
容重对吸声性能的影响
• 材料的容重是指吸声材料加工成型后单位体积的重量。有 时，也用空隙率来描述。材料的容重或空隙率不同，对吸 声材料的吸声系数和频率特性有明显影响。一般情况下， 密实、容重大的材料，其低频吸声性能好，高频吸声性能 较差；相反，松软、容重小的材料，其低频吸声性能差， 而高频吸声性能较好。
《吸声材料》课件
家庭电器领域的吸声材料
汽车内部噪声对于驾驶员和乘员 的舒适性有着重要影响，吸声材 料的应用可以有效降低车内噪声。 本节将介绍汽车中各种吸声材料 的应用。
家用电器的噪声和震动会对用户 造成不适，也会影响电器的寿命 和性能。吸声材料的应用在家电 领域有着广泛的应用。本节将介 绍各类家电中吸声材料的应用。
2
吸声材料的作用原理
吸声材料的主要机理是将声波能量转化为热能或机械能，从而减少声波的反射和 传播。本节将介绍吸声材料的基本原理。
吸声材料的分类
基于材料特性的分类
吸声材料按照特性分为开孔式、纤维状、膜状、装 饰板等几种，各有适用的场合。本节将对各种吸声 材料的特点和优缺点进行介绍。
基于结构形式的分类
碳纤维材料
碳纤维吸声材料具有非常高的抗拉强度和刚度， 与有机树脂复合后可以兼顾吸声性能和机械性 能。应用于高铁、轨道交通和航空器的隔音降 噪中。
梅花状吸声材料
梅花状吸声材料由多个小单元组合而成，具有 很好的吸声性能，应用于建筑隔音、音响室、 餐厅等场合。
吸声材料的性能测试
1
吸声系数的测量方法
吸声系数是衡量吸声材料性能的重要指标，本节将介绍吸声系数的测量方法和影 响因素。
智能化吸声材料的研发
吸声材料的研发应对智能化 制造时代的挑战。本节将介 绍智能化吸声材料的研究现 状与发展前景。
结论
吸声材料作为一种性能稳定、使用广泛的材料，应用范围和市场前景都非常广阔。本PPT介绍了吸声材料的基 本概念、作用原理、分类、应用、测试和发展趋势，可以使大家对吸声材料有更加全面的认识和了解。
吸声材料的发展趋势
可持பைடு நூலகம்性的吸声材料
随着环境保护意识的增强， 可持续性的吸声材料已经成 为了发展趋势。本节将介绍 可持续性吸声材料的在未来 的应用前景。
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。
第三章吸声材料与吸声结构
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。
c
s
f0 2 V t
c
P
f0 2 Lt
c
P
f0 2 Lt PL2 / 3
例题
某穿孔板厚度4mm，孔径8mm，孔距
20mm，穿孔按照正方形排列，板后空气
层厚10cm，求共振频率。
S 材料表面积 n 吸声体个数 T1 空室混响室混响时间 T2防入材料后混响时间
2、驻波管法测量材料吸声系数：
利用在管中平面波入射波和反射波形成极大声压 Pmax和极小声压Pmin推导出0
0=Pmin/Pmax
3、 T 和 0 的值有一定差别， T是无规入射时的 吸声系数，是正入射时的吸声系数。 0工程上主 要使用T
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。
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。
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。
在厅堂建筑中，为了防止回声、声反馈、声聚焦 等声学缺陷，常在后墙面、二层眺台栏杆面、侧墙面 及局部使用吸声。
3.6.2 吸声降噪
在车间、厂房、大的开敞式空间（机场大厅、办公室、 展厅等），由于混响声的原因，会使噪声比之同样声 源在室外高10-15dB。，通过在室内布置吸声材料，可 以使混响声被吸掉，降低室内噪声。
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）。
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。
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
吸声材料ppt课件
将吸声体悬挂在室内对声音进展多方位吸收；
吸声体投影面积与悬挂平面投影面积的比值约等于40%时，对声音的 吸声效率最高；
该法节省吸声资料，对工厂、企业的吸声降噪比较适用。whstlzs/
资料选用
选用吸声资料，首先应从吸声特性方面来确定符合要求的 资料，同时还要结合分量、防火、防潮、防蛀、强度、外观、 建筑内部装修等要求，综合思索进展选择
吸声机理
吸声资料按吸声机理分为
①靠从外表至内
部许多细小的敞开孔道使纤维状聚集组织的各种有机或无机纤维及其制品以及多孔构造 的开孔型泡沫塑料和膨胀珍珠岩制品。
②靠共振作用吸声的柔性资料〔如闭孔型泡沫塑料，吸收中频〕、 膜状资料〔如塑料膜或布、帆布、漆布和人造革，吸收低中频〕、板状 资料〔如胶合板、硬质纤维板、石棉水泥板和石膏板，吸收低频〕和穿 孔板(各种板状资料或金属板上打孔而制得，吸收中频)。以上资料复合 运用，可扩展吸声范围，提高吸声系数。用装饰吸声板贴壁或吊顶，多 孔资料和穿孔板或膜状资料组合装于墙面，甚至采用浮云式悬挂，都可 改善室内音质，控制噪声。多孔资料除吸收空气声外，还能减弱固体声 和空室气声所引起的振动。将多孔资料填入各种板状资料组成的复合构 造内，可提高隔声才干并减轻构造分量。
资料层于刚性面间的空气层当空气层厚度d=1/4λ时，吸声系数a最大； 对于低频率声音来说，λ较大，空气层厚度也要加大，在工程上添加空 气层厚度不太适宜(对于房顶可适当添加空气层的厚度)，普通5-10cm。
护面层〔多运用于多孔疏松资料〕多孔资料疏松，无法固定，不美观， 需外表覆盖护面层，如护面穿孔板，织物或网纱等；穿孔率〔P〕，即穿 孔总面积与未穿孔总面积的比值，穿孔率越大，对中高频率声音吸收效 果越好，穿孔率越小，对低频吸收效果越好。
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-_精品文档
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125,250,500,1000,2000,4000六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。
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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
当L>20cm时
fc 2c
p (t0.8d)LpL2/3
声学第四讲吸声材料和吸声结构
声学第四讲吸声材料和吸声结构
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。
声学第四讲吸声材料和吸声结构
声学第四讲吸声材料和吸声结构
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。
声学第四讲吸声材料和吸声结构
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）
声学第四讲吸声材料和吸声结构
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。
声学第四讲吸声材料和吸声结构
4.3 共振吸声结构
空气流阻 两流 侧速 静压存差在一最佳
声学第四讲吸声材料和吸声结构
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）
第四讲、吸声材料与吸声结构
声学第四讲吸声材料和吸声结构
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。
声学第四讲吸声材料和吸声结构
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
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:
1 r E0
1 r E E E0
声学第四讲吸声材料和吸声结构
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。
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
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.
声学第四讲吸声材料和吸声结构
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。
声学第四讲吸声材料和吸声结构
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。
声学第四讲吸声材料和吸声结构
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。 声学第四讲吸声材料和吸声结构
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
声学第四讲吸声材料和吸声结构
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
4.3.1空腔共振吸收，如穿孔石膏板、狭缝 吸音砖等。
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.
声学第四讲吸声材料和吸声结构
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
声学第四讲吸声材料和吸声结构
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。
声学第四讲吸声材料和吸声结构
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）。
声学第四讲吸声材料和吸声结构
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。
特殊吸声结构: 吸声央劈
声学第四讲吸声材料和吸声结构
声学第四讲吸声材料和吸声结构
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.