隔声材料和结构浅说
第三章建筑材料及结构吸声与隔声
• 弹性垫层是以软木﹑矿棉等弹性材料作为楼板结 构层与面层之间的“浮筑层”，用以减轻结构层 的振动，从而改善楼板隔绝撞击声的性能。要注 意的是在面层和墙的交接处也要采用弹性隔离措 施，以免将振动传递给墙体。
• 楼板下做吊顶，其目的是隔绝上面楼板的撞击声 向下面房间的空气传声。采用弹性吊顶，即吊筋 与吊顶的连接采用弹性挂钩，从而切断吊筋的 “声桥”作用。
• 墙的单位面积质量越大，隔声效果越好， 这一规律称为“质量定律”。质量或频率 每增加一倍，隔声量增加6dB。
第三章建筑材料及结构吸声与隔声
第三章建筑材料及结构吸声与隔声
四 双层匀质密实墙的隔声 设计合理的双层墙与具有同样单位面积
质量的单层墙相比，可有10dB左右的隔声 增量。双层墙和中间空气层构成一共振系 统，具有固有振动频率。在共振频率附近， 隔声量出现低估，故在工程中应尽可能使 共振频率低于所需隔声频率范围。
在设计上，通常按照中﹑低频范围所需要的吸声 系数值选择材料厚度。 第三章建筑材料及结构吸声与隔声
4 材料表观密度（容重） 多孔吸声材料表观密度也存在一个最佳
值。
第三章建筑材料及结构吸声与隔声
5 材料背后的空气层 在材料背后增加空气层，在很宽的频率
范围，使同一种多孔材料的吸声系数增加。 增加材料厚度以 增加低频吸声系 数的方法，可以 用在材料背后设 置空气层的办法 来代替。
八 楼板撞击声隔声 • 隔断撞击声的三个措施：铺设弹性面层﹑
加弹性垫层和在楼板下做隔声吊顶。 • 铺设弹性面层：采用铺设地毡﹑软木板﹑
塑料地面﹑再生橡胶等弹性柔软材料减轻 撞击楼板的能量，从而减弱楼板结构层的 震动。这种措施对降低中高频撞击声的效 果显著，面层弹性越好，效果越好。
隔声间的基本结构
隔声间的基本结构
隔声间的基本结构包括以下几个部分：
1. 墙体：隔声间的墙体是最主要的隔声结构。
一般采用双层墙体结构，中间填充隔声材料，如岩棉、玻璃纤维、吸音板等。
墙体表面一般采用加厚的板材或吸音材料覆盖，以增强隔声效果。
2. 地板：地板也是隔声间的重要部分。
地板一般采用多层结构，中间填充隔声材料，如聚氨酯发泡、橡胶材料等。
地板表面覆盖地毯或吸音材料，以阻止声音的传播。
3. 天花板：天花板也需要采用吸音材料，如隔声吸音板、吊顶板等，以减少声波的反射和传播。
天花板中也要加入隔声材料，如岩棉等，以增强隔声效果。
4.门窗：隔声间的门窗需要采用特殊的隔声材料，如密封门窗、夹层玻璃等，以增加隔声效果。
门窗周围也需要采用密封条等方式进行密封，以减少声音的传递。
5.空气系统：隔声间的空气系统也需要采用特殊的设计，如降
噪通风系统、隔音管道等，以减少空气传导声的传播。
以上就是隔声间的基本结构，通过合理的设计和采用隔声材料，可以有效地减少声音的传播，提供一个安静的环境。
建筑工程中的建筑隔声技术与材料
建筑工程中的建筑隔声技术与材料建筑隔声技术与材料在现代建筑工程中起着至关重要的作用。
随着城市化的快速发展和人们对舒适生活环境的追求，建筑隔声技术日益受到重视。
本文将探讨建筑工程中的建筑隔声技术与材料的应用，以及其在实际建筑中的作用与效果。
一、建筑隔声技术的应用建筑隔声技术是指通过特定的方法和手段，在建筑物内部创造一个相对封闭的环境，减少或消除外部噪音对室内的干扰。
它主要应用在以下几个方面：1.1 墙体隔声技术墙体是建筑物中常见的隔音部件，其隔声效果对室内环境舒适程度有着直接影响。
为了提高墙体的隔声效果，可以采用双层墙体、填充隔声材料、加装隔声板等手段。
在实际应用中，需要根据具体的隔声要求和预算进行合理选择。
1.2 地板隔声技术地板是建筑物中容易传导声音的部分，尤其在多层建筑中更加明显。
为了减少楼上楼下之间的噪音传递，可以采用隔音地板材料、悬浮隔离层、吸音胶垫等方法，有效阻断噪音的传播。
1.3 门窗隔声技术门窗作为建筑物与外界沟通的通道，对室内隔声效果也有着重要影响。
采用中空隔音玻璃、密封门窗、添加密封胶条等方法可以有效提高门窗的隔声效果，减少噪音的侵扰。
二、建筑隔声材料的选择与应用在建筑隔声技术中，隔声材料的选择与应用至关重要。
以下是常见的建筑隔声材料：2.1 隔音石膏板隔音石膏板是一种常见的隔声材料，通过其特殊的结构和材质，能有效地吸收和隔离噪音的传播。
在墙体、天花板、隔墙等方面的应用具有良好的效果。
2.2 隔音绝缘耐火材料隔音绝缘耐火材料是一种高性能的隔声材料，具有隔声、隔热、隔温、耐火等多重特性。
它在各类建筑工程中广泛应用，如公共场所、酒店、医院等。
2.3 喷涂隔音涂料喷涂隔音涂料可以直接涂刷在建筑物的墙体和天花板上，形成一个吸音隔音的保护层。
其施工方便、成本适中，并且可以起到一定的装饰效果，因此在民用住宅等领域得到了广泛应用。
2.4 隔音地板材料隔音地板材料具有一定的弹性和吸音性能，能够降低楼上楼下的噪音传播。
隔声构件和隔声材料
隔声构件和隔声材料利用木板、金属板、墙体、隔声罩等隔声构件将噪声源与接收者分隔开来，使噪声在传播途径中受到阻挡以减弱噪声的传递，这种方法称为隔声（soundinsulation）。
噪声按传递方式可分为空气传声(简称为空气声)和固体传声(简称为固体声)两种。
空气传声是指声源直接激发空气振动而产生的声波，并借助于空气介质直接传入人耳的。
例如汽车的喇叭声以及机器表面向空间辐射的声音。
固体传声是指声源直接激发固体构件（如建筑结构）振动后所产生的声音。
固体构件的振动(如锤击地面)，以弹性波的形式在墙壁及¥板等构件中传播，在传播中向周Χ空气辐射出声波。
实际上，任何接受λ置上均包含了两种传声的结果。
辨明两种传声中哪一种是主要的，将有助于有效地采取隔声措施。
对于前者，通常用重而密实的构件隔离；而对于后者，则通常采用隔振措施，例如通过弹簧、橡胶或其它弹性垫层予以隔离。
本节主要讨论各种构件对空气传声的隔声原理和措施。
1．1．隔声构件的透声系数与透射损失声波在传播途径中碰到一个边界很大的屏障时，它的能量一部分被屏障反射，另一部分被材料吸收，还有一部分会透过屏障传到另一侧去，如图10-7所示。
设入射到屏障上的总声能为Wi，反射声能为Wr，透过的声能为Wt，被材料消耗吸收的能量为Wa。
它们的关系为：(10-23)吸声是将吸声材料(或吸声结构)衬贴或悬挂在屏障甲侧，当声波入射到吸声材料表面时，依靠材料的吸声作用，减少声反射，从而使甲侧空间内噪声降低。
隔声是用隔声结构将噪声隔挡，减弱噪声的传递，使吵闹噪声环境（甲侧）与需要安静的环境（乙侧）分离隔开。
隔声能力可用透声系数τ表示，它定义为：(10-24)透声系数τ是小于1的数，在完全透射情况下（即Wt=Wi），τ＝1。
τ值越小，表示透过材料的声能越小，说明材料的隔声能力越好。
通常材料的τ值很小，而且各种不同材料的τ值变化很大（在1～10-6之间），使用起来很不方便。
因此在实际工程中，常用透射损失（亦称隔声量）LTL来表示，其单λ是dB。
吸声材料和隔声构造
吸声材料和隔声构造吸声材料可以有效地吸收、减少噪音和声波的反射。
在建筑和室内设计中，常用的吸声材料包括吸音板、吸音砖、吸音棉等。
这些材料通常具有开放多孔的结构，能够减少声波的反射，提高声音的可听性。
吸声材料的吸声效果主要取决于材料的密度、厚度以及表面形状。
常见的吸声材料有以下几种：1.吸音板：吸音板是一种用于吸收声波的板材材料，通常由木质纤维或聚酯纤维制成。
吸音板具有良好的吸音效果，可以有效地消除噪音和声波的回声。
2.吸音砖：吸音砖是一种常用的吸声材料，由玻璃纤维、泡沫材料等制成。
吸音砖通常具有波纹或多孔的表面结构，能够有效地吸收声波和噪音。
3.吸音棉：吸音棉是一种轻质的吸声材料，由纤维制成。
吸音棉具有良好的吸声效果，适用于各种室内环境。
4.钢筋混凝土：钢筋混凝土是一种常用的建筑材料，具有较好的隔声效果。
钢筋混凝土结构可以有效地阻挡声波的传播，减少噪音的侵入。
吸声材料的选择和使用应根据具体的需求和环境来确定。
在建筑设计中，需要根据建筑结构和声学特性来选择合适的吸声材料，以达到良好的吸声效果。
吸声材料的安装位置和布局也是影响吸声效果的重要因素，应根据声源和听音位置的相对位置来安排。
隔声构造是用于阻挡噪音和声波传播的构造。
在建筑设计中，常用的隔声构造包括吸音墙、隔声门窗、隔音地板等。
这些构造物的设计目的是减少声波的传播和噪音的侵入，创造一个相对安静的环境。
常见的隔声构造有以下几种：1.吸音墙：吸音墙是一种用于隔绝噪音的墙体结构，通常由多层隔音材料和隔离层构成。
吸音墙能够有效地阻挡声波的传播，减少噪音的侵入。
2.隔声门窗：隔声门窗是一种具有隔声功能的门窗结构，通常采用多层玻璃或密封结构设计。
隔声门窗能够有效地降低室外噪音对室内环境的影响，提供一个相对安静的空间。
3.隔音地板：隔音地板是一种用于减少脚步声和噪音传播的地板结构，通常由隔音材料和缓冲层构成。
隔音地板能够有效地减少噪音传播，提高室内的声学舒适度。
装配式建筑施工中的隔声设计原则解析
装配式建筑施工中的隔声设计原则解析在装配式建筑施工中，隔声设计是至关重要的一项工作。
它可以有效地减少外界噪音的干扰，提升居住环境的舒适度和私密性。
本文将从材料选择、结构设计和施工过程三个方面来解析装配式建筑施工中的隔声设计原则。
一、材料选择1. 声波吸收材料在隔音设计中，选择合适的声波吸收材料是首要考虑因素之一。
常见的声波吸收材料包括玻璃纤维、密度板和海绵等。
这些材料能够通过吸收声波能量来降低传播效果，从而起到隔音的作用。
2. 隔声板在装配式建筑施工中，尤其是隔墙的隔音设计中，应选用具有良好隔音效果的隔声板。
常见的隔声板包括岩棉板、麦秆板和木质纤维板等。
这些材料具有较高的密度和较好的隔音效果，能够有效地阻挡声波传播。
二、结构设计1. 合理布置空间在装配式建筑施工中，合理布置空间是重要的隔音设计原则之一。
不同功能区域应尽量避免相邻排列，可以通过错落有致的设计来减少声波传播的路径，从而降低噪音干扰。
2. 隔墙结构隔声效果主要受到隔墙结构的影响。
在装配式建筑施工中，应采用分层、多层玻璃纤维隔板等结构形式来增加墙体的质量和厚度，提高隔声效果。
此外，还可以在墙体内部设置吸音材料来进一步降低噪音传播。
3. 减震措施装配式建筑施工中，在楼板和墙体之间设置减震措施也是重要的隔声设计原则之一。
可以采用弹性垫片、橡胶阻尼器等减震材料来降低地面振动对楼板和墙体的传导，从而减少噪音的产生和传播。
三、施工过程1.注意连接处处理在装配式建筑施工中，连接处是容易产生噪音传播问题的地方。
因此，在连接处需要进行密封处理，采用高效隔音材料来阻止声波的传播。
此外，在连接处还应留出一定的缝隙，以便释放内部压力和减少共振现象。
2. 正确施工工艺在装配式建筑施工中，正确的施工工艺也是保证隔声效果的重要因素之一。
施工人员应遵循相应规范和要求进行操作，尽量减少误差和缝隙导致的声波传播问题。
此外，还需要注意防水、防潮等问题，以保证隔音层和材料的稳定性。
隔声的名词解释
隔声的名词解释隔声是指一种减少或阻隔声音传递的技术或材料。
在我们的日常生活中，我们常常会遇到各种各样的噪音，而隔声就是为了帮助我们降低噪音的影响而设计的。
在城市中，交通噪音、工厂噪音、建筑工地噪音等都对我们的生活质量造成了一定的影响，隔声技术的出现在一定程度上帮助我们减少了这些噪音所带来的困扰。
隔声可以分为结构隔声和材料隔声两种形式。
结构隔声是通过改变建筑物的结构来控制噪音，例如采用双层窗户、双层墙体、声学悬吊装置等方法。
双层窗户可以减少窗户外部的噪音传入室内，双层墙体可以隔绝室外和室内噪音的传递，而声学悬吊装置则可以减少地板和天花板传递的噪音。
通过这些结构上的改变，可以有效地隔离噪音，提供一个相对安静的环境。
材料隔声则是通过使用具有吸音效果的材料来减少声音传递。
常见的材料隔声方法包括使用隔音玻璃、隔音板、隔音砖等。
隔音玻璃通过在玻璃中夹入一层橡胶或膜材料来阻止声音的传递；隔音板采用多层材料构成，中间夹入吸音材料，可以有效地减少噪音的传播；而隔音砖则是利用其材料的密度和吸音性能来达到隔音的效果。
这些材料在建筑物的装修和设计中都有广泛的应用，可以有效地提供一个更加安静的生活和工作环境。
除了建筑物的隔音技术之外，还有一些个人使用的隔音设备可以帮助人们在特定场合下减少噪音的干扰。
例如耳塞、耳机等，可以将噪音隔离，让人们更加专注于自己想要听到的声音，如音乐、语音等。
这些设备在噪音较大的场所或者需要集中注意力的环境中具有重要的作用。
在现代社会中，隔声技术的发展不仅仅关乎个人的生活品质，还涉及到整个城市的规划和发展。
城市的噪音污染已成为一种公共卫生问题，影响着人们的身心健康。
因此，各个城市都在加强隔声技术的应用，通过改善建筑结构和利用吸音材料来控制噪音的传递。
隔声技术的发展不断推动着城市的改善和进步。
隔声技术的应用覆盖了各个领域，从住宅建筑到商业办公楼，从学校到医院，都离不开隔声技术的支持。
随着声学科学的不断发展和创新，隔声技术也不断进步，为人们提供了更加优质的环境。
隔音材料的特点、结构和作用
隔音材料的特点、结构和作用聚茂声学隔声材料：是指能够阻断声音传播或减弱透射声能的一类材料、构件或结构，其材质的要求是密实无孔隙或缝隙；有较大的重量。
由于这类隔声材料密实，难于吸收和透过声能而反射能强，所以它的吸音性能差，如钢板、铅板、砖墙等一类材料。
市场通常的隔声材料就是隔声墙板、隔声棉、隔声木、隔声天花板、减震垫、无机喷涂等等，一般被广泛应用于办公楼、居民住宅、学校、娱乐场所、商场等多个领域。
但是你要明白每一种隔声材料的优点与差点，装修包房隔声材料或吸音材料时都要了解包房的结构后在做选择。
KTV隔声材料的种类：1、隔声板，隔声板隔声量好，性价比高，具有环保E1级防火A1级，无放射不污染，耐候性佳，同时具有全频隔声和低频缓冲抗振的作用，可砖可钉可开锯，安装方便快捷。
2、高分子阻尼隔声毡，隔声毡是目前市场上比较好的房间隔声材料。
主要用来与石膏板搭配，用于墙体隔声和吊顶隔声，也应用于管道、机械设备的隔声和阻尼减振。
隔声毡不是毛毡，在外观上看完全不同，毛毡轻而柔软，而隔声毡薄薄的却很重。
3、地面减振砖，地面减振砖主要有高分子橡胶颗粒和优质软木颗粒采用独特工艺混合压制而成。
能够有效切断声桥的传播，尤其用于娱乐场所中构建减振“浮筑层”地台效果好。
减振器，主要由承重金属构件和高分阻尼减振胶以及承重螺杆采用独特工艺组装加工而成，能够有效切断声桥的传播，尤其在娱乐场所中抗低频冲击效果好。
隔声材料的特点是：1、隔声减振效果极其显著，被大量用户高度认可。
2、作用于全频噪音频率、使用温域范围宽。
3、使用非常方便。
4、施工简便。
5、无毒，无任何有机挥发物，并满足最高阻燃标准。
6、成本低，易使用，效果佳，重量轻。
7、具有抗菌和抗锈功能。
8、振动减振降噪，并减轻金属疲劳。
4、下面跟大家说说如何挑选好的隔声材料：1、摸一下材料的柔软性，如果差点材料是比较硬的，柔软性比较差，冬天很容易硬化。
2、闻一下气味，好的隔声材料是没有气味的，而差点材料用的是劣质沥青，有股恶臭。
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室内装修已成为一项独立的产业,大大小小的装饰装璜公司像雨后春笋,遍地林立。
不少装璜公司,以新风格、新材料、新工艺给室内建筑装修带来新面貌,达到了新水平。
在很多情况下,室内装修有一定的声学要求。
不仅是各类剧院、体育场馆和歌舞厅以及与声学有关的录音室、演播室等专业用房本身有一定的声学技术指标,而且凡是公共场所,一般都需要传播语言或音乐,即使是家庭用房现在也需要有良好的音乐欣赏环境。
所以室内装修工程必须重视声学要求。
如果忽视这一点,极有可能造成不良后果。
例如有一水上健身娱乐场所,地面基本上都是水面,上空是一大玻璃圆穹项,由于没有声学设计,致使厅内混响时间特别长,当有文娱表演时连报幕的话也听不清。
再如有的走廓或门厅,做得富丽堂皇、金碧辉煌,但即使是普通的谈话声或背景音乐,也在空间内久传不衰,形成令人烦恼的干扰噪声。
造成音质差的主要原因是没有科学的声学设计。
不少装饰工程公司本身没有合格的声学设计人员;有的一开始邀请声学专家做设计,以后自以为有了“经验”,便大胆地把设计也承包了;有的是东抄西袭,以为找到了人家的奥秘,你做软包,我也搞软包,你用穿孔板,我也做穿孔板,实际上没有掌握真正的声学要求;也不排除有的工程技术人员懂得一些声学知识,但并不精于室内声学的原理和实践,做出了并不合格的声学装修设计。
室内声学设计是一门系统学科,涉及面较广,本文只就与室内装饰有关的吸声和隔声的材料和结构方面的知识作简单介绍,希望装饰工程人员和业主对声学材料和结构有所了解,能够理解声学设计为什么作这样那样的处理,从而使装饰工程在美观和声学要求上达到完美的统一。
1.吸声与隔声的基本概念首先要明确吸声与隔声是完全不同的两个声学概念。
吸声是指声波传播到某一边界面时,一部分声能被边界面反射(或散射),一部分声能被边界面吸收(这里不考虑在媒质中传播时被媒质的吸收),这包括声波在边界材料内转化为热能被消耗掉或是转化为振动能沿边界构造传递转移,或是直接透射到边界另一面空间。
对于入射声波来说,除了反射到原来空间的反射(散射)声能外,其余能量都被看作被边界面吸收。
在一定面积上被吸收的声能与入射声能之比称为该边界面的吸声系数。
例如室内声波从开着的窗户传到室外,则开窗面积可近似地认为百分之百地“吸收”了室内传来的声波,吸声系数为1。
当然,我们所要考虑的吸声材料,主要不是靠开口面积的吸声,而要靠材料本身的声学特性来吸收声波。
对于两个空间中间的界面隔层来说,当声波从一室入射到界面上时,声波激发隔层的振动,以振动向另一面空间辐射声波,此为透射声波。
通过一定面积的透射声波能量与入射声波能量之比称透射系数。
对于开启的窗户,透射系数可近似为1(吸声系数也为1),其隔声效果为0,即隔声量为0db。
对于又重又厚的砖墙或厚钢板,单位面积质量大,声波入射时只能激发起此隔层的微小振动,使对另一空间辐射的声波能量(透射声能)很小,所以隔声量大,隔声效果好。
但对于原来空间而言,绝大部分能量被反射,所以吸声系数很小。
对于单一材料(不是专门设计的复合材料)来说,吸声能力与隔声效果往往是不能兼顾的。
如上述砖墙或钢板可以作为好的隔声材料,但吸声效果极差;反过来,如果拿吸声性能好的材料(如玻璃棉)做隔声材料,即使声波透过该材料时声能被吸收99(这是很难达到的),只有1的声能传播到另一空间,则此材料的隔声量也只有20db,并非好的隔声材料。
有人把吸声材料误称为“隔音材料”是不对的。
如果有人介绍某种单一材料吸声好隔声也好,那他不是不懂就是在骗人了。
2.吸声材料吸声材料是指吸声系数比较大的建筑装修材料。
如果材料内部有很多互相连通的细微空隙,由空隙形成的空气通道,可模拟为由固体框架间形成许多细管或毛细管组成的管道构造。
当声波传入时,因细管中靠近管壁与管中间的声波振动速度不同,由媒质间速度差引起的内摩擦,使声波振动能量转化为热能而被吸收。
好的吸声材料多为纤维性材料,称多孔性吸声材料,如玻璃棉、岩棉、矿碴棉、棉麻和人造纤维棉、特制的金属纤维棉等等,也包括空隙连通的泡沫塑料之类。
吸声性能与材料的纤维空隙结构有关,如纤维的粗细(微米至几十微米间为好)和材料密度(决定纤维之间“毛细管”的等效直径)、材料内空气容积与材料体积之比(称空隙率,玻璃棉的空隙率在90以上)、材料内空隙的形状结构等。
从使用的角度,可以不管吸声的机理,只要查阅材料吸声系数的实验结果即可。
当然在选用时还要注意材料的防潮、防火以及可装饰性等其他要求。
多孔性吸声材料有一个基本吸声特性,即低频吸声差,高频吸声好。
定性的吸声频率特性见图1。
频率高到一定值附近,见图1中f0,吸声系数α达到最大值,频率继续增大时,吸声系数在高端有些波动。
这个f0的位置,大体上是f0对应的波长为材料厚度t的4倍当材料厚度增加时,可以改善低频的吸声特性。
图1中t2大于t1,相同频率时t2的吸声系数大于t1的吸声系数。
如果t2=2t1,则相同吸声系数对应的频率大约为f2=f1,即厚度增加一倍,低频吸声系数的频率特性向低频移一个倍频程。
但并非可以一直增加厚度来提高低频吸声系数的,因为声波在材料的空隙中传播时有阻尼,使增加厚度来改善低频吸声受到限制。
不同材料有不同的有效厚度。
像玻璃棉一类好的吸声材料,一般用5cm左右的厚度,很少用到10cm以上。
而像纤维板一类较微密的材料,其材料纤维间空隙非常小,声波传播的阻尼非常大,不仅吸声系数小,而且有效厚度也非常小。
一般平板状吸声材料的低频吸声性能差是普遍规律。
一种改进的方法是将整块的吸声材料切割成尖劈形状,见图2,当声波传播到尖劈状材料时,从尖部到基部,空气与材料的比例逐渐变化,也即声阻抗逐渐变化,声波传播就超出平板状材料有效厚度的限制,达到材料的基部,从而可改善低频吸声性能。
吸声频率特性仍与图1相似,最大吸声系数的频率f0对应的波长大约为尖劈吸声结构长度t的4倍。
例如要使100hz以上频率都有很高的吸声系数,吸声尖劈的长度约为87cm左右。
当然这样的吸声结构一般不宜用于室内装修,主要用于声学实验室或特殊的噪声控制工程。
3.共振吸声结构利用不同的共振吸声机理,设计各种类型的共振吸声结构,使吸收峰值选择在所需频率位置,满足不同频率吸声量的要求,特别是解决低频吸声量不足的问题。
3.1薄层多孔性吸声材料的共振吸声薄层多孔性吸声材料也包括各种透气的织物,如棉、麻、丝、绒、人造纤维等织物。
如图3a,将材料挂在刚性面前距离d处,则当d=1/4(2n+1)λ(1)时,λ是空气中声波波长,n为正整数,织物处于刚性面前驻波的声压波节位置,那里声波的质点振动速度最大,使在织物中消耗最大的声能,形成共振吸声。
在(1)式中n分别等于0、1、2……时,对应的共振吸声频率fn 为:fn=(2n+1)/4.co/d(2)式中co为空气中声波传播速度,一般以340m/s计算。
例如,当织物与刚性壁距离为34cm时,n=0对应的最低共振频率f0=250hz,n=1对应的f1=750hz,n=2对应f2=1250hz……。
其共振吸声的频率特性见图3b。
吸声峰值与织物性能有关,一般都比较大,但共振吸声峰的宽度不大,在实际使用中往往将帘子增大折皱悬挂,即连续改变织物与刚性面的距离,并在不同距离处悬挂不止一层织物,以改善吸声频率特性。
此外,将厚度为d的玻璃棉一类材料离刚性面d处安装,见图4,则(1)式中的d→变成为d→(d+t)连续变化,即有许多共振吸声频率,而最低共振频率为f0=c0/4(d+t)。
3.2薄膜共振吸声结构如果刚性面前d处有一层不透气的膜,见图5,膜的单位面积质量为m,则膜与厚度为d的空气层构成质量——弹簧的共振系统,其共振频率为:fr=co/2π√ρo/md(3)式中ρo为空气密度。
例如在“软包”外表面蒙上不透气的膜,则包在里面的多孔性吸声材料就不能发挥原有的吸声功能,而首先是膜的共振吸声并通过膜振动传入材料内的吸声作用,而此膜振动又受到材料的阻尼抑制,吸声效能受到限制。
如果蒙皮用人造革一类质量较大的材料,如有的剧院中的座椅,那种吸声性能就更差了。
3.3薄板共振吸声结构薄板是两维的振动系统,其共振频率除了与板的物理常数和几何尺寸有关外,还和它的边缘固定状况有关。
如果一块边长为la、lb的矩形板,厚度为h,四边都被牢固地钳定,它的共振频率fm,n为:fm,n=π/2[eh2/12ρ(1-σ2)]1/2.[m2/1n2+n2/1b2]1/2(4)式中e、ρ、σ分别为板的杨氏模量、密度和泊松比,m、n为正整数。
当n=0、m=1时,得到最低的共振频率(设lalb)。
如果板为玻璃,将玻璃的物理常数代入:fm,n=2.5×10h3(m2/1n2+n2/1b2)1/2(5)式中长度单位为米。
例如长50cm、宽40cm、厚4mm的玻璃窗,四边固定,则(m,n)为(1,0)的最低共振频率为20hz,(m,n)为(0,1)的共振频率为25hz,(m,n)为(1,1)的共振频率为32hz。
随着(m,n)渐次增大,共振频率越来越大(间隔也越来越密),在这些频率上有较大的声吸收和声透射。
在室内装修中经常用到板材,它们都有一定的共振吸声效应,其共振频率大体上如(4)式所示,与板的几何尺寸和物理常数有关,同时与边缘固定状况有关,例如钉子钉多少,钉紧的程度,是否用胶固定等等。
因此这类共振吸声往往不被主动采用在设计方案内,只有有经验的设计师才谨慎地使用。
但有一点非常重要,即当用薄板作表面装饰处理时,为避免共振频率过多的一致,在设计和施工中注意将固定薄板的木筋之间给予不同的间距尺寸,使共振频率得以分散。
对于不希望有薄板共振吸声作用的声学空间,表面处理就采用贴实的厚板。
3.4穿孔板共振吸声结构经常利用穿孔板共振吸声结构来补足低频所需的吸声量。
穿孔板吸声结构如图6a所示,板厚t,离刚性面距离d,如板上钻圆孔(也可开狭缝),孔的半径为a,穿孔面积占板面积的比率(穿孔率)为p,则此穿孔共振结构的共振频率fr为fr=co/2π√p/(t+16a)d(6)式中表示共振频率有好几个参数可以调节,如板厚t,孔的半径a,穿孔率p以及板与刚性面的距离d。
现在市场上有做好的不同穿孔率的穿孔板,可以选择不同的穿孔率和改变板与刚性面间距离d,来得到所需的共振频率。
需要注意的是穿孔板共振吸声峰的形状,它与共振结构系统的阻尼有关。
见图6b,阻尼小时,共振峰较尖锐,阻尼大时共振峰较为平缓。
一般宁可选择较为平缓的吸声特性,以避免过强的吸声频率选择性。
板厚、孔径小,阻尼较大。
微穿孔板的穿孔直径为0 8~1mm左右,所以阻尼大,吸收峰较为平缓,但因易积灰和不耐腐蚀,所以不少地方不宜采用。
一般穿孔板厚度不大于5mm,穿孔直径在6~10mm左右,这种情况下阻尼嫌小。