建筑聲學(xué)課件：聲學(xué)第三部分吸聲

1、2022/9/141建筑師應(yīng)了解些什么？問(wèn)題的提出和分析一、問(wèn)題的提出： 1.各種材料的吸聲特性（是否吸聲，吸聲能力強(qiáng)否，對(duì)各頻率不同吸聲效果）2.各種吸聲結(jié)構(gòu)的吸聲機(jī)理（同一材料，由于構(gòu)造不同改變了吸聲性能）3.吸聲處理和室內(nèi)裝修結(jié)合考慮: 防火、防蟲(chóng)、衛(wèi)生、反光、維護(hù)、施工方便、強(qiáng)度、防霉、防潮4. 吸聲處理 的 裝飾效果及其經(jīng)濟(jì)性2022/9/142 % 反射 % 吸收和透射 吸聲系數(shù)開(kāi)窗 0 100 1.05cm玻璃棉 20 80 0.824cm磚墻 98 2 0.02二、問(wèn)題的分析： 2022/9/143 吸聲量 A一個(gè)表面的吸聲量A等于材料面積乘上它的吸聲系數(shù)，單位為平方米，m2

2、，又稱等效吸聲面積。 開(kāi) 窗 5cm玻璃棉 25cm磚墻吸聲系數(shù) 1.0 0.8 0.02材料面積 S ( m2 ) 100 m2 100 m2 100 m2吸聲量A =S 100 m2 80 m2 2 m2二、問(wèn)題的分析： 2022/9/144如房間內(nèi)具有下列三種材料的總吸聲量，可由下表得出： 材料 面積 (m2 ) 吸聲系數(shù) 吸聲量A (m2) 開(kāi)窗 4 1.0 4 m25cm玻璃棉 7 0.8 5.6 m225cm磚墻 30 0.02 0.6 m2-總吸聲量A =10.2 m2二、問(wèn)題的分析： 2022/9/145反射聲壓級(jí)L p與表面吸聲系數(shù)的關(guān)系二、問(wèn)題的分析： 2022/9/146

3、1、作用（1）改善音質(zhì)狀況 （2）減弱室內(nèi)反射聲強(qiáng) (控制室混響時(shí)間等)（3）消除音質(zhì)缺陷，消除回聲，降低室內(nèi)噪聲一、吸聲材料與結(jié)構(gòu)的作用和類型： 第三章 吸聲材料與結(jié)構(gòu)研究2022/9/1472、類型（按吸聲機(jī)理來(lái)分）多孔性吸聲材薄板（膜）共振吸聲結(jié)構(gòu) 空腔共振吸聲結(jié)構(gòu)這三種基本類型吸聲材料的吸聲特性有很大不同一、吸聲材料與結(jié)構(gòu)的作用和類型： 2022/9/1481、原理： 材料中存在多個(gè)貫通微孔,聲波導(dǎo)致空氣在吸聲材料中行進(jìn)運(yùn)動(dòng),折射過(guò)程中產(chǎn)生摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芏鴵p耗聲能.二、多孔吸聲材料： 2022/9/1492、影響多孔材料吸聲特性的因素材料孔隙率 材料中貫通的空隙體積和材料總體積之比材料

4、后的空腔條件（離墻距離）：對(duì)低頻有利用空氣流阻 空氣流過(guò)材料時(shí)的阻力流阻大：透氣（聲）性強(qiáng)，聲波不易進(jìn)入材料，吸聲差流阻?。郝暡ǔ鋈牒苋菀?，吸聲也差。厚度加大厚度可提高吸聲（對(duì)低頻更明顯）二、多孔吸聲材料： 2022/9/1410影響多孔材料吸聲特性的因素聲音的入射條件材料的容重材料的罩面 為了防護(hù)和增加美觀，但不希望有堵住孔縫的表面。材料的含濕狀況二、多孔吸聲材料： 2022/9/1411 比較下列幾種材料的吸聲效果 A 表面粗糙的堅(jiān)實(shí)材料B 開(kāi)孔型材料C 開(kāi)孔型材料 D 閉孔型材料E結(jié)構(gòu)因子相同但有不同流阻的兩種材料提問(wèn)：1.拉毛水泥為什么不吸聲？ 2.白色硬泡沫聚氨酯塑料是否 為良好吸聲

5、材料？為什么？2022/9/1412最重要，與材料厚度關(guān)系密切吸聲系數(shù)與材料厚度二、多孔吸聲材料： 2022/9/1413吸聲系數(shù)與材料后空腔的關(guān)系2022/9/14143、吸聲范圍 主要對(duì)中高頻噪聲有效；增加空腔后低頻噪聲二、多孔吸聲材料： 2022/9/1415二、多孔吸聲材料： 2022/9/1416二、多孔吸聲材料： 2022/9/1417二、多孔吸聲材料： 2022/9/1418二、多孔吸聲材料： 2022/9/1419二、多孔吸聲材料： 2022/9/1420二、多孔吸聲材料： 2022/9/1421二、多孔吸聲材料： 2022/9/14221、原理： 簡(jiǎn)諧振動(dòng)：固有頻率： 共振結(jié)

6、構(gòu)在聲波激發(fā)下振動(dòng)，部分振動(dòng)能量轉(zhuǎn)為熱能而損耗，消耗聲能，產(chǎn)生吸聲效果；三、空腔共振吸聲結(jié)構(gòu)(穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)) 2022/9/1423亥姆霍斯共振腔一個(gè)封閉的空腔，有一小孔與外連通。當(dāng)聲波射向此孔時(shí)，孔頸處的“一團(tuán)”空氣像一個(gè)活塞在孔頸附振動(dòng)，因?yàn)楹竺娴目諝馇黄鹆恕皬椈伞钡淖饔?，參與振動(dòng)。頸部處摩擦消耗了聲能 。S 頸部截面積（cm2）V 空腔容積（cm3）e 頸孔有效長(zhǎng)度（cm）e = + 0.8 r , r為孔頸半徑）三、空腔共振吸聲結(jié)構(gòu)(穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)) 固有頻率公式： 2022/9/1424 在共振（f聲波 f結(jié)構(gòu)）時(shí)能量損耗最多共振 共鳴！ 共鳴：機(jī)械能激發(fā)物體振動(dòng)向空氣輻射聲能共振

7、：空氣中傳播的聲能激發(fā)物體機(jī)械振動(dòng)三、空腔共振吸聲結(jié)構(gòu)(穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)) 2022/9/1425穿孔板： 多個(gè)亥姆霍斯共振腔的并聯(lián)狀態(tài)三、空腔共振吸聲結(jié)構(gòu)(穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)) 固有頻率公式 2022/9/14262、影響因素 穿孔直徑尺寸 板后空腔填多孔吸聲材料 板后大空腔3、適應(yīng)頻帶及范圍 中、低頻 三、空腔共振吸聲結(jié)構(gòu)(穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)) 2022/9/1427 空腔孔頸空氣柱由于共振而激烈運(yùn)動(dòng)，消耗能量，腔內(nèi)空氣起彈簧緩沖作用三、空腔共振吸聲結(jié)構(gòu)(穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)) 2022/9/1428三、空腔共振吸聲結(jié)構(gòu)(穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)) 2022/9/1429穿孔板共振器 穿孔板與墻間空腔形成共振腔當(dāng)空

8、腔大于200mm是其吸收主頻變化三、空腔共振吸聲結(jié)構(gòu)(穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)) 2022/9/1430 穿孔板與墻間空腔內(nèi)填多孔吸聲材料雙層穿孔板三、空腔共振吸聲結(jié)構(gòu)(穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)) 2022/9/1431三、空腔共振吸聲結(jié)構(gòu)(穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)) 2022/9/1432三、空腔共振吸聲結(jié)構(gòu)(穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)) 2022/9/1433三、空腔共振吸聲結(jié)構(gòu)(穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)) 2022/9/1434三、空腔共振吸聲結(jié)構(gòu)(穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)) 2022/9/1435三、空腔共振吸聲結(jié)構(gòu)(穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)) 2022/9/1436三、空腔共振吸聲結(jié)構(gòu)(穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)) 2022/9/1437三、空腔共振吸聲結(jié)構(gòu)(穿孔板

9、吸聲結(jié)構(gòu)) 2022/9/1438三、空腔共振吸聲結(jié)構(gòu)(穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)) 2022/9/1439轟動(dòng)德國(guó)的新建圓形玻璃國(guó)會(huì)大廳事件，由于聲聚焦缺陷和擴(kuò)聲系統(tǒng)設(shè)計(jì)不善，在完工后開(kāi)幕時(shí)刻，議長(zhǎng)發(fā)言不到數(shù)分鐘聲音中斷而不得不休會(huì)，全國(guó)實(shí)況轉(zhuǎn)播亦告停止，造成軒然大波。改造時(shí) ，因建筑師堅(jiān)持透明圓形墻是該大廳特色，十多家聲學(xué)設(shè)計(jì)顧問(wèn)公司投標(biāo)失敗。一位中國(guó)訪問(wèn)學(xué)者想到我國(guó)首創(chuàng)的微孔吸聲板，用有機(jī)玻璃加工成透明吸聲體，被采用后解決了廳內(nèi)音質(zhì)問(wèn)題。當(dāng)時(shí)用激光在5mm板上加工0.8mm孔，每平方米3萬(wàn)個(gè)孔，5千馬克，總價(jià)百萬(wàn)馀，相比建筑總造價(jià)2.7億多馬克來(lái)說(shuō)，終于能使大廳正常使用了。三、空腔共振吸聲結(jié)構(gòu)(穿孔

10、板吸聲結(jié)構(gòu)) 2022/9/1440三、空腔共振吸聲結(jié)構(gòu)(穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)) 2022/9/1441共振腔吸聲結(jié)構(gòu)應(yīng)用實(shí)例三、空腔共振吸聲結(jié)構(gòu)(穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)) 2022/9/1442德國(guó)的圓形玻璃國(guó)會(huì)大廳外景三、空腔共振吸聲結(jié)構(gòu)(穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)) 2022/9/1443德國(guó)的圓形玻璃國(guó)會(huì)大廳內(nèi)景三、空腔共振吸聲結(jié)構(gòu)(穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)) 2022/9/1444三、空腔共振吸聲結(jié)構(gòu)(穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)) 2022/9/1445三、空腔共振吸聲結(jié)構(gòu)(穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)) 2022/9/1446德國(guó)的圓形玻璃國(guó)會(huì)大廳內(nèi)景三、空腔共振吸聲結(jié)構(gòu)(穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)) 2022/9/1447德國(guó)的圓形玻璃國(guó)會(huì)大廳外墻三、

11、空腔共振吸聲結(jié)構(gòu)(穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)) 2022/9/1448德國(guó)的圓形玻璃國(guó)會(huì)大廳外墻吸聲構(gòu)造三、空腔共振吸聲結(jié)構(gòu)(穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)) 2022/9/1449 可看成簡(jiǎn)單的質(zhì)量彈簧系統(tǒng)，其共振頻率f0為：m 板（膜）面密度（Kg/m2）D 空腔厚度，cmK 板的剛度薄板共振密閉空氣層形成彈簧四、薄膜 薄板共振吸聲結(jié)構(gòu)1、薄板吸聲結(jié)構(gòu) 不透氣薄膜薄板與板壁間有一空氣夾層，薄膜、薄板振動(dòng)消耗聲能。2022/9/1450板后空腔密閉很重要，形成空氣彈簧。采用不同空氣層厚度，不同龍骨間距，不同板材等，可展寬吸聲頻帶?？涨粌?nèi)填多孔吸聲材料能提高吸聲性能適用吸收低頻四、薄膜 薄板共振吸聲結(jié)構(gòu)2022/9/14

12、51四、薄膜 薄板共振吸聲結(jié)構(gòu)椰殼裝飾墻面2022/9/1452四、薄膜 薄板共振吸聲結(jié)構(gòu)酒店大廳2022/9/1453四、薄膜 薄板共振吸聲結(jié)構(gòu)售樓處2022/9/1454四、薄膜 薄板共振吸聲結(jié)構(gòu)娛樂(lè)空間2022/9/1455四、薄膜 薄板共振吸聲結(jié)構(gòu)娛樂(lè)空間、辦公室、展廳、洗浴2022/9/1456四、薄膜 薄板共振吸聲結(jié)構(gòu)游泳館軟膜吊頂2022/9/1457四、薄膜 薄板共振吸聲結(jié)構(gòu)辦公樓會(huì)議室軟膜吊頂2022/9/1458四、薄膜 薄板共振吸聲結(jié)構(gòu)辦公樓玻璃隔墻2022/9/1459水立方四、薄膜 薄板共振吸聲結(jié)構(gòu)2022/9/1460四、薄膜 薄板共振吸聲結(jié)構(gòu)水立方2022/9/1

13、4611、空間吸聲體：當(dāng)房間表面不足作吸聲表面時(shí)使用將吸聲材料分散地懸掛在空中，暴露面積增大，加上邊緣處的繞射作用，大大提高了它的吸聲性能 消聲材料五、其它吸聲結(jié)構(gòu)2022/9/1462優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)造簡(jiǎn)單布置和鋪吊靈活裝飾性強(qiáng)造型多變便于上空的管道安裝和維修適應(yīng)頂部采光的場(chǎng)合 適合大空間室內(nèi)的吸聲處理 五、其它吸聲結(jié)構(gòu)2022/9/1463A . 平板式空間吸聲體 五、其它吸聲結(jié)構(gòu)2022/9/1464豎掛板片間距的影響五、其它吸聲結(jié)構(gòu)2022/9/1465 板片尺寸與衍射作用 如果吸聲板的周長(zhǎng)和面積比（P/A）較大時(shí)，衍射作用明顯，吸聲效果加強(qiáng)，故空間吸聲板通常取1m2左右， 板片間距大于0.5

14、m；但當(dāng)板片面積較大，而間距又較小時(shí)，則以耦合空間考慮比較合適。板與板之間縫隙的作用五、其它吸聲結(jié)構(gòu)2022/9/1466五、其它吸聲結(jié)構(gòu)上海文化廣場(chǎng)（1970）2022/9/1467黃浦體育館用十字形空間吸聲體五、其它吸聲結(jié)構(gòu)2022/9/1468上海黃浦體育館（1975）五、其它吸聲結(jié)構(gòu)2022/9/1469 廣東陸豐日星揚(yáng)聲器廠車(chē)間大廳五、其它吸聲結(jié)構(gòu)2022/9/1470 某機(jī)場(chǎng)登機(jī)通道橫幅式空間吸聲體五、其它吸聲結(jié)構(gòu)2022/9/1471 薄塑盒式空間吸聲體五、其它吸聲結(jié)構(gòu)2022/9/1472B. 圓筒式空間吸聲體 五、其它吸聲結(jié)構(gòu)按性能價(jià)格比的分析2022/9/1473上海兒童球

15、幕電影廳1994年B. 圓筒式空間吸聲體 五、其它吸聲結(jié)構(gòu)2022/9/1474臺(tái)州溫嶺教堂 豎掛玻璃棉管作空間吸聲體走道 平放玻璃棉管作空間吸聲體B. 圓筒式空間吸聲體 五、其它吸聲結(jié)構(gòu)2022/9/1475安徽體育館 豎掛圓筒空間吸聲體 筒徑45cm，中距106cm，高度90cmB. 圓筒式空間吸聲體 五、其它吸聲結(jié)構(gòu)走廊2022/9/1476 透明微穿孔塑膜圓筒空間吸聲體 B. 圓筒式空間吸聲體 五、其它吸聲結(jié)構(gòu)2022/9/1477深圳某小學(xué)教室樓中庭內(nèi)立方空間吸聲體立體式空間 吸聲體 錐形空間吸聲體五、其它吸聲結(jié)構(gòu)2022/9/1478充氣水上玩具空間吸聲體單片式空間吸聲體五、其它吸

16、聲結(jié)構(gòu)2022/9/1479用于消聲室、強(qiáng)噪聲的設(shè)備用房吸聲系數(shù)0.99棉狀或氈狀多孔吸聲材料：如超細(xì)玻璃棉、玻璃棉等 五、其它吸聲結(jié)構(gòu)2、強(qiáng)吸聲體-尖劈2022/9/1480消聲室五、其它吸聲結(jié)構(gòu)2022/9/1481. 3、座椅和觀眾的吸聲 廳堂中座座椅和觀眾的吸聲占室內(nèi)總吸聲量的70-80%左右，因此它們對(duì)室內(nèi)音質(zhì)有很大影響。但它們有許多可變因素要掌握，設(shè)計(jì)中應(yīng)對(duì)此應(yīng)有所了解。 聽(tīng)眾可作為一片吸聲體來(lái)考慮。座椅的吸聲取決于它的包裝材料，因此會(huì)有很大的不同。為了控制不同上座率時(shí)的音質(zhì)條件，選擇吸聲強(qiáng)的軟墊座椅。五、其它吸聲結(jié)構(gòu)2022/9/1482 音樂(lè)廳中不宜吸聲太強(qiáng)而使音質(zhì)太干澀，不宜

17、選擇吸聲強(qiáng)的軟墊座椅；但為了舒適，又要求軟墊，這里就有聲學(xué)設(shè)計(jì)問(wèn)題。五、其它吸聲結(jié)構(gòu)2022/9/1483五、其它吸聲結(jié)構(gòu)2022/9/1484五、其它吸聲結(jié)構(gòu)2022/9/1485五、其它吸聲結(jié)構(gòu)2022/9/1486 4、可變吸聲結(jié)構(gòu) 適應(yīng)不同使用功能的大廳，要求室內(nèi)吸聲條件可以調(diào)節(jié)最簡(jiǎn)單的方法是利用簾幕來(lái)調(diào)節(jié)。打摺的簾幕比平掛的 可提高吸聲很多。通常取100-150 % 的打摺率。 其它機(jī)械式或電動(dòng)式可變吸聲結(jié)構(gòu)，例如：a) 翻板式b)轉(zhuǎn)動(dòng)式c)扯動(dòng)孔板d)升降式五、其它吸聲結(jié)構(gòu)2022/9/1487 4、可變吸聲結(jié)構(gòu) 五、其它吸聲結(jié)構(gòu)a) 翻板式 b ）推拉式2022/9/1488洞口

18、家具人幕和簾五、其它吸聲結(jié)構(gòu)2022/9/1489五、其它吸聲結(jié)構(gòu)2022/9/1490五、其它吸聲結(jié)構(gòu)2022/9/1491五、其它吸聲結(jié)構(gòu)2022/9/1492五、其它吸聲結(jié)構(gòu)2022/9/1493五、其它吸聲結(jié)構(gòu)2022/9/1494五、其它吸聲結(jié)構(gòu)2022/9/1495五、其它吸聲結(jié)構(gòu)2022/9/1496吸聲、隔聲的區(qū)別問(wèn)題的提出和分析一、問(wèn)題的提出： 這是兩個(gè)概念，不可混淆 聲波入射到一個(gè)表面后，其不反射的聲能部分（不論其去向）， 均視為吸聲。這是指聲源同一空間而言 隔聲則指兩個(gè)空間由于中間隔斷所引起的聲阻擋作用， 或稱“透射損失”。 良好的吸聲未必為良好的隔聲，反之亦然。2022

19、/9/1497房屋隔聲中有兩大類聲音要考慮1. 空氣聲：聲源直接向空氣中輻射，然后射向建筑構(gòu)件(墻和樓板均有此類問(wèn)題)一、問(wèn)題的提出： 2. 固體撞擊聲：固體撞擊房屋結(jié)構(gòu)或震動(dòng)體與結(jié)構(gòu)直接接觸而產(chǎn)生的聲音，除向周?chē)椛淇諝饴曂?，有較大部分能量沿結(jié)構(gòu)傳遞。(主要是樓板)2022/9/1498兩者的起因、隔聲原理和措施都不相同。一、問(wèn)題的提出： 空氣聲固體聲2022/9/14992022/9/141002022/9/141012022/9/141022022/9/14103墻體的噪聲降低值2022/9/14104隔聲指數(shù)Ia2022/9/14105消聲器 可使氣流通過(guò)而能降低噪聲的裝置 消聲器設(shè)計(jì)選型基本要求較好的消聲頻率特性空氣阻力損失小結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用壽命長(zhǎng)，體積小，造價(jià)低消聲器種類 阻性消聲器：利用吸聲材料，中、高頻有效 抗性消聲器：中、低頻有效 擴(kuò)張型/ 共振型 復(fù)合型消聲器：多種形式組合，寬頻帶消聲2022/9/14106阻性管道消聲器2022/9/14107抗性管道消聲器對(duì)低中頻噪聲控制有效頻率Hz消聲量擴(kuò)張型2022/9/141082022/9/14109管道內(nèi)加吸聲材料阻抗復(fù)合型2022/9/14110頻率Hz消聲量2022/9/1