建筑聲學(xué)材料教案課件

會(huì)計(jì)學(xué)1建筑聲學(xué)材料會(huì)計(jì)學(xué)1建筑聲學(xué)材料一.建筑聲學(xué)的基本任務(wù)研究室內(nèi)聲波傳輸?shù)奈锢項(xiàng)l件和聲學(xué)處理方法；保證室內(nèi)具有良好聽(tīng)聞條件；研究控制建筑物內(nèi)、外部一定空間內(nèi)的噪聲干擾和危害。公元前一世紀(jì)，羅馬建筑師維特魯威的《建筑十書(shū)》記述音響調(diào)節(jié)方法，如利用共鳴缸和反射面以增加演出的音量等。19世紀(jì)末，歐洲經(jīng)典聲學(xué)發(fā)展到最高峰。20世紀(jì)初，建筑聲學(xué)內(nèi)容逐漸充實(shí)，應(yīng)用廣泛。直到1929年，美國(guó)聲學(xué)學(xué)會(huì)。

二.建筑聲學(xué)的發(fā)展

第六章建筑聲學(xué)材料第一節(jié)聲學(xué)材料概述

第2頁(yè)/共59頁(yè)一.建筑聲學(xué)的基本任務(wù)研究室內(nèi)聲波傳輸?shù)奈锢項(xiàng)l件和聲學(xué)處理三.研究建筑聲學(xué)的目的1、給聽(tīng)音場(chǎng)所提供產(chǎn)生、傳播、收聽(tīng)所需聲音的最佳條件；2、排除或減少噪聲或震動(dòng)干擾。聲源、傳聲通道和聽(tīng)者之間的關(guān)系。四.建筑聲學(xué)的研究對(duì)象五.建筑聲學(xué)的研究手段

通過(guò)結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)及對(duì)聲學(xué)材料的適當(dāng)應(yīng)用，從而控制聲音的傳播，達(dá)到改善聲音接受者的聽(tīng)聞感受。

第六章建筑聲學(xué)材料第3頁(yè)/共59頁(yè)三.研究建筑聲學(xué)的目的1、給聽(tīng)音場(chǎng)所提供產(chǎn)生、傳播、收聽(tīng)所需六.聲學(xué)材料1、吸聲材料：吸聲作用較強(qiáng)的材料；2、隔聲材料：隔聲作用較強(qiáng)的材料；3、透聲材料：聲波入射到材料層上能夠無(wú)反射，無(wú)損耗地通過(guò)，這樣的材料。

第六章建筑聲學(xué)材料第4頁(yè)/共59頁(yè)六.聲學(xué)材料1、吸聲材料：吸聲作用較強(qiáng)的材料；第六章七.廳堂設(shè)計(jì)的聲學(xué)要求1、各個(gè)部位都應(yīng)有足夠的響度；2、聲能應(yīng)均勻分布；3、應(yīng)具有最佳的混響特性；4、不應(yīng)出現(xiàn)回聲、長(zhǎng)延遲反射聲、顫動(dòng)回聲等缺陷。

第六章建筑聲學(xué)材料第5頁(yè)/共59頁(yè)七.廳堂設(shè)計(jì)的聲學(xué)要求1、各個(gè)部位都應(yīng)有足夠的響度；第八.室外聲波的傳播特性1、聲源的方向性：①聲波波長(zhǎng)比聲源的尺寸大很多倍時(shí)，聲波較均勻地向各方向傳播；②聲波波長(zhǎng)小于聲源的尺寸時(shí)，集中向正前方一個(gè)尖銳的圓錐體的范圍內(nèi)傳播。2、聲波的反射和折射：

3、聲波的繞射（衍射）和散射：

4、聲波干涉：振幅相同、頻率相等、相位差為零或恒定

。5、聲駐波：振幅相同、頻率相等、相位差為零或恒定。

第六章建筑聲學(xué)材料第6頁(yè)/共59頁(yè)八.室外聲波的傳播特性1、聲源的方向性：第六章建筑聲一.聲音的產(chǎn)生與傳播①輻射聲音的振動(dòng)物體稱為聲源；②聲波依靠介質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)向外傳播；③振動(dòng)方向與波傳播方向平行，稱縱波；④振動(dòng)方向與波傳播方向垂直，稱橫波；聲源完成一次振動(dòng)所經(jīng)歷的時(shí)間，稱周期；T表示，s1s內(nèi)振動(dòng)的次數(shù)稱頻率；f表示，赫茲

f=1/T1.頻率第二節(jié)聲學(xué)的基本知識(shí)

第六章建筑聲學(xué)材料第7頁(yè)/共59頁(yè)一.聲音的產(chǎn)生與傳播①輻射聲音的振動(dòng)物體稱為聲源；聲源完2.波長(zhǎng)聲波在傳播途徑上，兩相鄰?fù)辔毁|(zhì)點(diǎn)間的距離。

聲波在彈性介質(zhì)中的傳播速度；c表示，不是質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的速度，是振動(dòng)狀態(tài)傳播的速度；波速的大小與振動(dòng)的特性無(wú)關(guān)，與介質(zhì)的彈性、密度及溫度有關(guān)。一定介質(zhì)中聲速是一定的，頻率越高，波長(zhǎng)就越短。室溫下空氣中聲速340m/s;100~4000Hz波長(zhǎng)：3.4~0.085m;人耳能聽(tīng)到的聲波頻率：20~20000Hz。3.聲速

第六章建筑聲學(xué)材料第8頁(yè)/共59頁(yè)2.波長(zhǎng)聲波在傳播途徑上，兩相鄰?fù)辔毁|(zhì)點(diǎn)間的距離。4.頻帶

——進(jìn)行聲音測(cè)量時(shí)，規(guī)定將聲音的頻率范圍劃分成若干個(gè)區(qū)段。①每個(gè)頻帶有一個(gè)上限頻率f1和一個(gè)下限頻率f2，帶寬就為f1-f2。②每—頻帶以其中心頻率fc標(biāo)度，

第六章建筑聲學(xué)材料第9頁(yè)/共59頁(yè)4.頻帶——進(jìn)行聲音測(cè)量時(shí)，規(guī)定將聲音的頻率范圍劃返回5、聲波的衍射與反射（1）波振面

——聲波從聲源出發(fā)，在同一介質(zhì)中按一定方向傳播，在某一時(shí)刻，波動(dòng)所達(dá)到的各點(diǎn)包絡(luò)面。（2）聲線

——表示聲波傳播的途徑，各向同性的介質(zhì)中聲線是直線且與波振面垂直。

第六章建筑聲學(xué)材料第10頁(yè)/共59頁(yè)返回5、聲波的衍射與反射第六章建筑聲學(xué)材料第10頁(yè)/共（3）依據(jù)波陣面形狀的不同，將聲波劃分為：

①平面波——波陣面為平面，由面聲源發(fā)出；

②柱面波——波陣面為同軸柱面，由線聲源發(fā)出；

③球面波——波陣面為球面，由點(diǎn)盧源發(fā)㈩。一個(gè)聲源是否可以被看成是點(diǎn)聲源，取決于聲源的尺度與所討論聲波波長(zhǎng)的相對(duì)尺度。當(dāng)聲源的尺度比它所輻射的聲波波長(zhǎng)小得多時(shí)，可看成是點(diǎn)聲源。所以往往一個(gè)尺度較大的聲源在低頻時(shí)可按點(diǎn)聲源考慮，而在中高頻則不可以。

第六章建筑聲學(xué)材料第11頁(yè)/共59頁(yè)（3）依據(jù)波陣面形狀的不同，將聲波劃分為：第六章建筑聲1、孔洞的衍射

衍射情況與孔洞大小有關(guān)：孔的直徑小于波長(zhǎng)，小孔的質(zhì)點(diǎn)近似新聲源，產(chǎn)生新球面波，與原波形無(wú)關(guān)；孔的直徑大于波長(zhǎng)，孔內(nèi)聲波仍按原來(lái)波形前進(jìn)；孔的直徑與波長(zhǎng)相當(dāng)，衍射聲波因波長(zhǎng)而異產(chǎn)生復(fù)雜的干涉圖案。2、障礙物的衍射

障礙物的尺寸小于波長(zhǎng)，大部分聲波仍按原來(lái)波形前進(jìn)；障礙物的尺寸增大，反射波增加，聲影區(qū)擴(kuò)大。3、障礙板邊緣的衍射

聲影區(qū)隨波長(zhǎng)增大而增大。聲音頻率越低，衍射現(xiàn)象越明顯。聲波的衍射

第六章建筑聲學(xué)材料第12頁(yè)/共59頁(yè)1、孔洞的衍射衍射情況與孔洞大小有關(guān)：2、障礙物的衍射8、聲波的折射、反射和聲像

（1）聲波在傳播過(guò)程中，遇到尺寸比波長(zhǎng)大得多的障礙板，聲波被反射。（2）如聲源發(fā)出的是球面波，凈反射仍是球面波。（3）反射聲波、折射聲波及入射聲波的關(guān)系，與界面兩側(cè)的媒質(zhì)特性阻抗、入射聲波的入射角有關(guān)。（4）反射定律：①入射線、反射線和反射面的法線在同一平面內(nèi)；②入射線和反射線分別在法線的兩側(cè)；③反射角等于入射角。

第六章建筑聲學(xué)材料第13頁(yè)/共59頁(yè)8、聲波的折射、反射和聲像（1）聲波在傳播過(guò)程中，遇到4、聲波的透射與吸收

——當(dāng)聲波入射到建筑物時(shí)，聲能的一部分被反射，一部分透過(guò)構(gòu)筑物，另一部分摩擦或熱傳導(dǎo)而被損耗，成為材料的吸收。（1）根據(jù)能量守恒定律：式中：

E0——總聲能；

EΥ——反射的聲能；

Eα——吸收的聲能；

Eτ——透過(guò)構(gòu)筑物的聲能；

第六章建筑聲學(xué)材料第14頁(yè)/共59頁(yè)4、聲波的透射與吸收

——當(dāng)聲波入射到建筑物時(shí)，聲能的①透射系數(shù)——透射聲能與入射聲能之比；②反射系數(shù)——反射聲能與入射聲能之比；

第六章建筑聲學(xué)材料第15頁(yè)/共59頁(yè)①透射系數(shù)第六章建筑聲學(xué)材料第15頁(yè)/共59頁(yè)③一般τ值小的材料——隔聲材料；

Υ值小的材料——吸聲材料。④吸聲系數(shù)——吸收的聲能與入射聲能之比；吸聲系數(shù)表示材料吸聲能力的大小。

第六章建筑聲學(xué)材料第16頁(yè)/共59頁(yè)③一般τ值小的材料——隔聲材料；吸聲系數(shù)表示材料吸聲能力的大根據(jù)波的各種物理參量描述聲音的大小或強(qiáng)弱。1、客觀量聲壓、聲強(qiáng)和聲功率以及聲壓級(jí)、聲強(qiáng)級(jí)和聲功率級(jí)。2、主觀量響度及響度級(jí)。dB（A）為常見(jiàn)的對(duì)瞬時(shí)噪聲的計(jì)量單位。二、聲音的計(jì)量

第六章建筑聲學(xué)材料第17頁(yè)/共59頁(yè)根據(jù)波的各種物理參量描述聲音的大小或強(qiáng)弱。二、聲音的計(jì)量第

第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性

——聲波是由于空氣的振動(dòng)形成疏密波傳播，相當(dāng)于在原來(lái)大氣壓強(qiáng)上疊加一個(gè)變化的壓強(qiáng)，這個(gè)疊加上去的壓強(qiáng)稱聲壓。（1）聲壓較大，聽(tīng)到的聲音就響；（2）聲壓與發(fā)聲體振動(dòng)的振幅有關(guān)，與波長(zhǎng)無(wú)關(guān)；（3）聲壓有大小、無(wú)方向，聲壓的作用力不是恒定的，是隨時(shí)間疏密不斷變化的。（4）通常用一段時(shí)間內(nèi)的有效聲壓表示，當(dāng)聲壓變化為周期性時(shí)，該時(shí)間內(nèi)壓力的均方根表示有效聲壓；3、聲壓P第18頁(yè)/共59頁(yè)第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性——聲波是由于空氣的

第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性（5）如未說(shuō)明，均指有效聲壓；①正常人耳，當(dāng)f=1000HZ，P=2×10-5，可聽(tīng)到；②可聽(tīng)低限，當(dāng)f=1000HZ，P=2×10-5，叫耳闊；③可聽(tīng)高限，P=20Pa，痛闊。第19頁(yè)/共59頁(yè)第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性（5）如未說(shuō)明，均指有效聲壓

第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性4、聲壓級(jí)

——將聲音按對(duì)數(shù)方式分等級(jí)計(jì)量聲音的大小，單位是分貝（dB）。（1）根據(jù)能量守恒定律：式中：

Lp——聲壓級(jí)（dB）；

p——聲壓（Pa）；

p0——參考基準(zhǔn)聲壓為2×10-5Pa；①國(guó)際上統(tǒng)一規(guī)定：人耳剛能聽(tīng)到的聲壓級(jí)為0dB；②聲壓級(jí)每變化1dB，相當(dāng)于聲壓變化12%，聲壓級(jí)每變化6dB，就相當(dāng)于聲壓變化1倍；第20頁(yè)/共59頁(yè)第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性4、聲壓級(jí)式中：第20頁(yè)/共

第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性5、聲功率及聲功率級(jí)①聲源輻射聲波時(shí)對(duì)外做功；②聲功率——聲源單位時(shí)間內(nèi)向外輻射的聲能，記為W,單位為w；③聲功率用級(jí)來(lái)表示，即聲功率Lw,單位是dB；式中：

Lw——聲功率級(jí)（dB）；

w——聲功率（w）；

w0——參考基準(zhǔn)聲功為10-2；6dB，就相當(dāng)于聲壓變化1倍；第21頁(yè)/共59頁(yè)第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性5、聲功率及聲功率級(jí)式中：第

第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性對(duì)于球面擴(kuò)散的聲波，當(dāng)距離聲源時(shí)：

Lp=Lw-20lg-10.9對(duì)于半球面擴(kuò)散：

Lp=Lw-20lg-7.9第22頁(yè)/共59頁(yè)第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性對(duì)于球面擴(kuò)散的聲波，當(dāng)距離聲

第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性6、聲強(qiáng)與聲強(qiáng)級(jí)（1）聲強(qiáng)I

——在垂直于聲傳播方向上，通過(guò)單位面積的聲能的多少；w/m2;①由自由聲場(chǎng)中，點(diǎn)聲強(qiáng)與聲功率為：

W=②遠(yuǎn)場(chǎng)的聲強(qiáng)與聲壓的關(guān)系：

I=式中：

Pr——遠(yuǎn)場(chǎng)處的聲壓，Pa；

P0——參考基準(zhǔn)聲壓，2×10-5Pa；第23頁(yè)/共59頁(yè)第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性6、聲強(qiáng)與聲強(qiáng)級(jí)第23頁(yè)/共

第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性（2）聲強(qiáng)級(jí)LI

——聲強(qiáng)用級(jí)來(lái)表示，單位：dB；式中：

LI——聲強(qiáng)級(jí)；

I——聲強(qiáng),w/m2；

L0——基準(zhǔn)聲強(qiáng)，10-12w/m2；第24頁(yè)/共59頁(yè)第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性（2）聲強(qiáng)級(jí)LI第24頁(yè)/共

第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性（3）聲壓與聲強(qiáng)級(jí)的關(guān)系式中：式中：

——空氣密度；

c——空氣的聲速；第25頁(yè)/共59頁(yè)第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性（3）聲壓與聲強(qiáng)級(jí)的關(guān)系式中

第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性7、響度和響度級(jí)（1）響度N

——度量一個(gè)聲音比另一個(gè)聲音響多少的量，單位：宋（sone）；（2）聲壓越大，聲音越響，但不成比例；不能單純的用聲壓級(jí)大小衡量聲音輕或響。（3）響度級(jí)LN與響度N的關(guān)系第26頁(yè)/共59頁(yè)第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性7、響度和響度級(jí)第26頁(yè)/共

第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性8、噪度Nn和感覺(jué)噪度級(jí)LPN(1)感覺(jué)噪度

——人們對(duì)噪聲煩擾感覺(jué)的反應(yīng)程度，單位：吶（noy）；（2）一個(gè)3noy聲音聽(tīng)起來(lái)為1noy聲音的3倍響；（3）感覺(jué)噪聲級(jí)LPNNn=20.1(LPN-40)式中：

LPN——感覺(jué)噪聲級(jí)（PNdB）；

Nn——感覺(jué)噪度（noy）；第27頁(yè)/共59頁(yè)第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性8、噪度Nn和感覺(jué)噪度級(jí)LP

第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性9、A聲級(jí)與等效連續(xù)A聲級(jí)（1）A聲級(jí)是單一的數(shù)值，是噪聲的所有頻率成分的綜合反映；（2）A聲級(jí)總比響度級(jí)低12dB左右；（3）A聲級(jí)只反映了噪聲影響與頻率的關(guān)系，噪聲影響與持續(xù)時(shí)間有關(guān)；（4）對(duì)于簡(jiǎn)短的隨時(shí)間變化的噪聲，應(yīng)以等效A聲級(jí)評(píng)價(jià)；第28頁(yè)/共59頁(yè)第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性9、A聲級(jí)與等效連續(xù)A聲級(jí)第

第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性

“等效A聲級(jí)”：按分貝運(yùn)算規(guī)則，把A聲級(jí)對(duì)時(shí)間進(jìn)行平均后所得的結(jié)果。10、聲級(jí)疊加

——幾個(gè)聲音的聲壓級(jí)相加時(shí)，總聲壓級(jí)不是幾個(gè)聲壓級(jí)的簡(jiǎn)單算術(shù)和。第29頁(yè)/共59頁(yè)第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性“等效A聲級(jí)”：按分

第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性一、吸聲材料和吸聲結(jié)構(gòu)

——當(dāng)聲波在一定空間傳播，并入射至材料或結(jié)構(gòu)壁面時(shí)，有部分聲能被反射，另一部分被吸收。由于這種吸收特性，使反射聲能減少，從而使噪聲得以降低。這種具有吸聲特性的材料和結(jié)構(gòu)稱為吸聲材料和吸聲結(jié)構(gòu)。1、分類（1）按吸聲機(jī)理分①多孔性吸聲材料；②共振吸聲結(jié)構(gòu)；③空間吸聲體；④吸聲劈尖結(jié)構(gòu)；⑤簾幕吸聲體。第30頁(yè)/共59頁(yè)第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性一、吸聲材料和吸聲結(jié)構(gòu)1、分主要吸聲材料的種類

第四節(jié)吸聲材料名稱例子

主要吸聲特性多孔材料礦棉、玻璃棉、泡沫塑料、毛氈中高頻吸聲好，背后留空腔還能吸收低頻板狀材料膠合板、石棉水泥、石膏板、硬纖維板低頻吸收較好穿孔板穿孔膠合板、石棉水泥、石膏、金屬板中頻吸收較好吸聲天花板礦棉、玻璃棉、軟質(zhì)纖維板透氣的同多孔材料，不透氣的同板材膜狀材料塑料薄膜、帆布、人造革吸收中低頻柔性材料海綿、乳膠塊氣孔不連通，靠共振有選擇地吸收中頻（2）按外觀和構(gòu)造特征分第31頁(yè)/共59頁(yè)主要吸聲材料的種類第四節(jié)吸聲材料名稱例子主要吸聲

第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性二、多孔性吸聲材料1、分類纖維類、泡沫和顆粒三類。（1）纖維類材料①包括超細(xì)玻璃棉、離心玻璃棉氈、巖棉、礦渣棉、化纖棉等。②優(yōu)點(diǎn)質(zhì)輕、耐熱、抗凍、防蛀、耐腐蝕、不燃、隔熱、導(dǎo)熱系數(shù)和吸濕率低，成型好。第32頁(yè)/共59頁(yè)第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性二、多孔性吸聲材料第32頁(yè)/

第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性（2）泡沫類塑料①包括氨基甲酸酯、脲醛泡沫塑料、泡沫橡膠等。②優(yōu)點(diǎn)質(zhì)輕、防潮、富有彈性、易于安裝、導(dǎo)熱系數(shù)小。③缺點(diǎn)易老化，耐火性能差，不用于明火，有酸堿腐蝕性氣體的場(chǎng)合不能使用。3、顆粒類吸聲材料①包括膨脹珍珠巖、陶土吸聲磚、泡沫玻璃等。②優(yōu)點(diǎn)使用壽命長(zhǎng)，防腐蝕，防火，耐高溫，不需裝飾面材料，施工方便。第33頁(yè)/共59頁(yè)第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性（2）泡沫類塑料第33頁(yè)/共

第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性三、多孔性吸聲材料的吸聲機(jī)理吸聲性能是通過(guò)內(nèi)部具有大量?jī)?nèi)、外連通的微小空隙和孔洞實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)聲波沿著微孔或間隙進(jìn)入材料內(nèi)部，激發(fā)空氣振動(dòng)，空氣與孔壁摩擦產(chǎn)生熱傳導(dǎo)作用，空氣在微孔中產(chǎn)生阻力，使振動(dòng)空氣的能量不斷轉(zhuǎn)化為熱能被消耗，聲能減弱達(dá)到吸聲目的。四、多孔吸聲材料吸聲特性（1）吸聲系數(shù)隨f增大而增大；（2）由低頻向高頻逐漸升高，其間有不同程度的起伏，起伏幅度在高頻位趨緩。第34頁(yè)/共59頁(yè)第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性三、多孔性吸聲材料的吸聲機(jī)理

第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性五、影響吸聲特性的因素1、材料厚度①多孔材料一般對(duì)中、高頻吸聲性能好，對(duì)低頻吸聲效果差；②增大厚度可提高材料對(duì)低頻吸聲能力，對(duì)高頻影響不大；③理論上，當(dāng)厚度=時(shí)，在相應(yīng)頻率下具有最大吸聲性能；④常溫空氣中，100~4000HZ的（波長(zhǎng)范圍在3.4~8.5m）不會(huì)制厚的材料適應(yīng)中低頻波長(zhǎng)；⑤不要盲目提高厚度。第35頁(yè)/共59頁(yè)第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性五、影響吸聲特性的因素第35

第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性2、空氣流阻①比流阻：?jiǎn)挝缓穸炔牧系牧髯瑁虎诓牧虾穸炔淮髸r(shí)，比流阻越大，吸聲性能越差，但比流阻太小，聲能因摩擦力、粘滯力而損耗的效率就低，吸聲性能下降；③流阻的高低與材料的孔隙率有關(guān)，密實(shí)性吸聲材料易形成高流阻；④任何吸聲材料都應(yīng)有合理流阻值，過(guò)高或過(guò)低的流阻都無(wú)法使材料有良好的吸聲性能；⑤流阻是定型多孔吸聲制品出廠的重要技術(shù)指標(biāo)。第36頁(yè)/共59頁(yè)第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性2、空氣流阻第36頁(yè)/共59

第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性3、結(jié)構(gòu)因子①由多孔材料結(jié)構(gòu)特性決定的，反映材料內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)的物理量，與材料內(nèi)部形狀、孔隙率及材料自身特性有關(guān)；②筋絡(luò)間孔隙：空氣振動(dòng)4、表觀密度①同種多孔材料密度增大，孔隙率減小，比流阻增，厚度不變，增加密度，可使中低頻吸聲系數(shù)提高，比增加厚度效果差；②若厚度不限，多孔材料松散為宜；③同樣密度，增加厚度，不改變比流阻，吸聲系數(shù)總增大，當(dāng)厚度增加到一定時(shí)，吸聲性能改善不顯著。第37頁(yè)/共59頁(yè)第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性3、結(jié)構(gòu)因子第37頁(yè)/共59

第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性5、孔隙率①吸聲性能較好的材料孔隙率一般在70~90%；②孔隙率分布應(yīng)均勻，孔隙之間相互連通，孔隙率與流阻、結(jié)構(gòu)因子、容積密度有直接關(guān)系，如果孔隙率不均勻，會(huì)使結(jié)構(gòu)因子不規(guī)則，影響吸聲效果。6、背后空氣層①在多孔材料背后留空腔，能有效地提高中低頻的吸聲效果；②吸聲系數(shù)隨空腔中空氣層的厚度增加而增加，但增加到一定值就不明顯了。第38頁(yè)/共59頁(yè)第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性5、孔隙率第38頁(yè)/共59頁(yè)

第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性7、吸水性①材料含濕首先使高頻吸聲系數(shù)降低，然后隨含濕量增加，受影響的向中低頻擴(kuò)大，且對(duì)低頻的影響程度高于高頻在多孔材料飽水情況下，吸聲性能大幅度下降。8、護(hù)面層護(hù)面層本身具有一定的聲質(zhì)量與聲阻作用。（1）網(wǎng)罩①塑料窗紗、塑料網(wǎng)、金屬絲網(wǎng)、鋼板網(wǎng)等；②聲質(zhì)量和聲阻都很小，忽略其影響。（2）纖維織物（廉價(jià)護(hù)面材料）玻璃纖維（最廣泛）、尼龍布、面麻織物。第39頁(yè)/共59頁(yè)第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性7、吸水性第39頁(yè)/共59頁(yè)

第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性（3）塑料薄膜①潮濕環(huán)境中作護(hù)面層；②薄膜不透氣，靠其自身的振動(dòng)傳遞聲波；③低頻段：薄膜對(duì)材料本身吸聲性能影響而忽略；高頻段：使背后材料的吸聲系數(shù)下降。④當(dāng)穿孔率較高時(shí)，對(duì)吸聲層的性能無(wú)明顯影響；⑤薄膜對(duì)吸聲系數(shù)的影響與薄膜材質(zhì)厚度有關(guān)：第40頁(yè)/共59頁(yè)第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性（3）塑料薄膜第40頁(yè)/共5

第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性A：較小的厚度不降低吸聲系數(shù)；B：適當(dāng)厚度可提高吸聲系數(shù)；C：較大厚度堵塞多孔結(jié)構(gòu)，減弱空腔共振結(jié)構(gòu)，吸聲系數(shù)降低，甚至嚴(yán)重降低。a:噴一層油漆，對(duì)多數(shù)頻段表現(xiàn)為提高吸聲作用；b:刷一層，在低頻吸聲系數(shù)提高，高頻吸聲系數(shù)降低；c:刷兩層油漆，吸聲作用嚴(yán)重消弱。第41頁(yè)/共59頁(yè)第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性A：較小的厚度不降低吸聲系數(shù)

第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性六、共振吸聲結(jié)構(gòu)

——聲波傳播遇到物體，激發(fā)物體振動(dòng)，振動(dòng)物體與自身圍蔽的空氣產(chǎn)生摩擦，轉(zhuǎn)化為熱能損耗，產(chǎn)生吸聲效果。1、當(dāng)物體的固有f和f聲波相同時(shí)，物體振動(dòng)最強(qiáng)烈，振幅和振速達(dá)到最大，“共振現(xiàn)象”聲能消耗量最大，吸聲系數(shù)在共振頻率處最大。2、共振原理設(shè)計(jì)的吸聲結(jié)構(gòu)①空腔共振吸聲結(jié)構(gòu)；②薄板或薄膜共振吸聲結(jié)構(gòu)；③微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)。第42頁(yè)/共59頁(yè)第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性六、共振吸聲結(jié)構(gòu)——聲波

第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性1、木質(zhì)吸音板第43頁(yè)/共59頁(yè)第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性1、木質(zhì)吸音板第43頁(yè)/共5

第五節(jié)隔聲材料吸聲材料：質(zhì)輕、疏松、多孔；隔聲材料：沉重、密實(shí)。1、空氣聲

——聲音只通過(guò)空氣的振動(dòng)而傳播，如說(shuō)話、唱歌。2、固體聲（撞擊聲）

——某種聲源不僅通過(guò)空氣輻射，同時(shí)引起建筑物某一部分振動(dòng)，如大提琴、電動(dòng)機(jī)等。第44頁(yè)/共59頁(yè)第五節(jié)隔聲材料吸聲材料：質(zhì)輕、疏松、多孔；第44頁(yè)/共5

第五節(jié)隔聲材料3、空氣聲隔聲選用不易振動(dòng)的單位面積質(zhì)量大的材料，必選用密實(shí)、沉重的材料，如粘土磚、砼等。4、固體聲隔聲最有效的隔聲措施：結(jié)構(gòu)處理，即在構(gòu)件間加設(shè)彈性襯墊，如軟木、礦棉氈等。第45頁(yè)/共59頁(yè)第五節(jié)隔聲材料3、空氣聲隔聲第45頁(yè)/共59頁(yè)

第五節(jié)隔聲材料一、空氣聲隔絕1、單層均勻密實(shí)墻的空氣聲隔絕①勁度B：式中：B——彈性模量；t——板厚。第46頁(yè)/共59頁(yè)第五節(jié)隔聲材料一、空氣聲隔絕式中：第46頁(yè)/共59頁(yè)

第五節(jié)隔聲材料②阻尼

——指任何振動(dòng)系統(tǒng)在振動(dòng)中由于外界作用或系統(tǒng)本身固有的原因引起的振動(dòng)幅度逐漸下降的特性。③內(nèi)阻尼

——材料內(nèi)部的阻尼，當(dāng)振動(dòng)的物體發(fā)生形變時(shí)，在材料內(nèi)部出現(xiàn)的應(yīng)力、應(yīng)變的馳豫現(xiàn)象。④單層均勻密實(shí)墻的隔聲性能與入射聲波的頻率有關(guān)其頻率的特性取決與墻本身的單位面積質(zhì)量、剛度、材料的內(nèi)阻尼及墻的邊界條件等因素。第47頁(yè)/共59頁(yè)第五節(jié)隔聲材料②阻尼第47頁(yè)/共59頁(yè)

第五節(jié)隔聲材料1、質(zhì)量定律如果把墻看成是無(wú)剛度、無(wú)阻尼的柔順的，假定墻為無(wú)限大：①聲波垂直入射時(shí)（近似）式中：R0——隔聲量（dB）；m——墻體的單位面積質(zhì)量，kg/m2；f——入射聲波的頻率。第48頁(yè)/共59頁(yè)第五節(jié)隔聲材料1、質(zhì)量定律（近似）式中：第48頁(yè)/共59

第五節(jié)隔聲材料②聲波是無(wú)規(guī)入射時(shí)，墻的隔聲量大致比正入射時(shí)的隔聲量低5dB。③近似公式說(shuō)明單位面積質(zhì)量越大，隔聲效果越好；單位面積質(zhì)量每增加一倍，隔聲增加4~5dB；入射聲頻率每增加一倍，隔聲增加3~5dB。2、一般規(guī)律勁度、質(zhì)量、阻尼（1）低頻率范圍內(nèi)，勁度控制，隔聲隨f而降低；（2）頻率增大，質(zhì)量、勁度起作用，板共振，隔聲量極小值大小主要取決于阻尼；第49頁(yè)/共59頁(yè)第五節(jié)隔聲材料②聲波是無(wú)規(guī)入射時(shí)，墻的隔聲量大致比正入射

第五節(jié)隔聲材料①當(dāng)f增，質(zhì)量七重要作用，質(zhì)量增加，隔聲量增加；②當(dāng)f增，隔聲量增；③當(dāng)f繼續(xù)增加，隔聲量出現(xiàn)低谷，吻合效應(yīng)。3、吻合效應(yīng)

——實(shí)際單層勻質(zhì)、密實(shí)墻有一定剛度的彈性板，當(dāng)被聲波激發(fā)后，向受破振動(dòng)外，還有沿板方向的受迫彎曲振動(dòng)，在某特定f上，受迫彎曲振動(dòng)和板固有的自由彎曲振動(dòng)吻合，板就順從地跟隨入射聲彎曲，造成聲能大量透射到另一側(cè)去形成隔聲量低谷。①輕、薄、柔的墻fc高，吻合效應(yīng)弱；②厚、重、剛的墻fc低，吻合效應(yīng)強(qiáng)。第50頁(yè)/共59頁(yè)第五節(jié)隔聲材料①當(dāng)f增，質(zhì)量七重要作用，質(zhì)量增加，隔聲量

第五節(jié)隔聲材料二、雙層墻的空氣聲隔絕

——靠增加墻的厚度來(lái)提高隔聲量不經(jīng)濟(jì)、增加結(jié)構(gòu)的自重，也不合理，做成雙層墻，中間留有空氣，質(zhì)量沒(méi)變，隔聲量提高。1、機(jī)理空氣層可看成兩層墻板間“彈簧”，彈性變形具有減震作用。2、空氣間層的隔聲效果與空氣間層厚度有關(guān)厚度越大隔聲量越大，當(dāng)厚度增到10cm左右，隔聲量不再增加。如兩墻相同，隔聲量下降，“吻合谷”；兩墻厚度或材料不同，吻合谷錯(cuò)開(kāi)，隔聲量不太低。第51頁(yè)/共59頁(yè)第五節(jié)隔聲材料二、雙層墻的空氣聲隔絕第51頁(yè)/共59頁(yè)

第五節(jié)隔聲材料三、輕型墻的空氣聲隔絕1、提高隔聲效果措施①采用夾層結(jié)構(gòu)，且層間充滿輕質(zhì)吸聲材料；②避免fc落在重要聲頻范圍內(nèi)；③彈性墊層。2、聲橋

——板材直接固定在龍骨上，受聲一側(cè)板的振動(dòng)會(huì)通過(guò)龍骨傳到另一側(cè)板，這種象橋一樣傳遞聲能的現(xiàn)象稱聲橋。①聲橋越多，接觸面積越大，剛性連接越強(qiáng)，聲橋現(xiàn)象越嚴(yán)重，隔聲效果越差。第52頁(yè)/共59頁(yè)第五節(jié)隔聲材料三、輕型墻的空氣聲隔絕第52頁(yè)/共59頁(yè)

第五節(jié)隔聲材料3、板縫和孔洞——大大降低隔聲量為防止石膏板墻和原結(jié)構(gòu)間的縫隙，常在墻體四周安龍骨時(shí)墊塑料彈性膠條。4、吸聲材料

——一般把6個(gè)頻率吸聲系數(shù)的平均值＞0.2的材料。5、吸聲量A①用來(lái)比較在相同尺寸下不同材料和不同結(jié)構(gòu)的吸聲能力；②表征某個(gè)具體吸聲構(gòu)件的實(shí)際吸聲效果。式中：S——圍蔽結(jié)構(gòu)的面積（m2）；第53頁(yè)/共59頁(yè)第五節(jié)隔聲材料3、板縫和孔洞——大大降低隔聲量式中：第5

第五節(jié)隔聲材料四、隔聲和構(gòu)體的隔聲特性1、隔聲

——圍蔽結(jié)構(gòu)隔絕了一部分作用于它的聲能。2、隔聲量R（或透射損失L）①與透射系數(shù)的關(guān)系＜1，R總＞0，越大則R越小，構(gòu)件隔聲性能越差。第54頁(yè)/共59頁(yè)第五節(jié)隔聲材料四、隔聲和構(gòu)體的隔聲特性＜1，R總＞0，越

第五節(jié)隔聲材料3、聲頻率特性和隔聲指數(shù)①平均隔聲量②加權(quán)隔聲量：較好反映構(gòu)件的隔聲效果。五、反射和反射體

①反射構(gòu)件反射系數(shù)要大，吸聲系數(shù)要??；②反射構(gòu)件要求表面密實(shí)光潔。第55頁(yè)/共59頁(yè)第五節(jié)隔聲材料3、聲頻率特性和隔聲指數(shù)第55頁(yè)/共59頁(yè)第六節(jié)聲學(xué)材料（結(jié)構(gòu)）選用原則和施工應(yīng)用一、聲學(xué)材料選用原則

考慮微觀結(jié)構(gòu)、宏觀結(jié)構(gòu)及布局對(duì)接收點(diǎn)音質(zhì)、音量的影響，還要考慮耐久性、成本及相容性。①在整個(gè)f內(nèi)產(chǎn)生均勻吸聲特性；②采用中頻或高頻效果好，安適量低頻薄膜平衡過(guò)量中高頻吸收。③用高吸聲材料處理有害反射面。第56頁(yè)/共59頁(yè)第六節(jié)聲學(xué)材料（結(jié)構(gòu)）選用原則和施工應(yīng)用一、聲學(xué)材料選用原二、室內(nèi)聲學(xué)材料的選用原則①音頻范圍內(nèi)有代表性頻率的吸聲系數(shù)值；②耐久性③維護(hù)、清掃，重裝飾的影響和維護(hù)費(fèi)用④施工條件⑤房間各部件與吸聲內(nèi)裝修的完整性。⑥厚度和自重⑦適當(dāng)?shù)母袈暷芰Φ诹?jié)聲學(xué)材料（結(jié)構(gòu)）選用原則和施工應(yīng)用第57頁(yè)/共59頁(yè)二、室內(nèi)聲學(xué)材料的選用原則第六節(jié)聲學(xué)材料（結(jié)構(gòu)）選用原則和返回作業(yè)1、試述在實(shí)際工程中如何應(yīng)用聲波的反射、折射、透射以及吸聲特性？2、簡(jiǎn)述吸聲材料與隔聲材料的區(qū)別？3、試將吸聲材料按照吸聲特性分類，并簡(jiǎn)述各類吸聲材料在不同頻率的吸聲特點(diǎn)？4、試述多孔性吸聲材料的吸聲機(jī)理？

第六章建筑聲學(xué)材料第58頁(yè)/共59頁(yè)返回作業(yè)1、試述在實(shí)際工程中如何應(yīng)用聲波的反射、折射、透射以感謝您的欣賞！第59頁(yè)/共59頁(yè)感謝您的欣賞！第59頁(yè)/共59頁(yè)會(huì)計(jì)學(xué)60建筑聲學(xué)材料會(huì)計(jì)學(xué)1建筑聲學(xué)材料一.建筑聲學(xué)的基本任務(wù)研究室內(nèi)聲波傳輸?shù)奈锢項(xiàng)l件和聲學(xué)處理方法；保證室內(nèi)具有良好聽(tīng)聞條件；研究控制建筑物內(nèi)、外部一定空間內(nèi)的噪聲干擾和危害。公元前一世紀(jì)，羅馬建筑師維特魯威的《建筑十書(shū)》記述音響調(diào)節(jié)方法，如利用共鳴缸和反射面以增加演出的音量等。19世紀(jì)末，歐洲經(jīng)典聲學(xué)發(fā)展到最高峰。20世紀(jì)初，建筑聲學(xué)內(nèi)容逐漸充實(shí)，應(yīng)用廣泛。直到1929年，美國(guó)聲學(xué)學(xué)會(huì)。

二.建筑聲學(xué)的發(fā)展

第六章建筑聲學(xué)材料第一節(jié)聲學(xué)材料概述

第2頁(yè)/共59頁(yè)一.建筑聲學(xué)的基本任務(wù)研究室內(nèi)聲波傳輸?shù)奈锢項(xiàng)l件和聲學(xué)處理三.研究建筑聲學(xué)的目的1、給聽(tīng)音場(chǎng)所提供產(chǎn)生、傳播、收聽(tīng)所需聲音的最佳條件；2、排除或減少噪聲或震動(dòng)干擾。聲源、傳聲通道和聽(tīng)者之間的關(guān)系。四.建筑聲學(xué)的研究對(duì)象五.建筑聲學(xué)的研究手段

通過(guò)結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)及對(duì)聲學(xué)材料的適當(dāng)應(yīng)用，從而控制聲音的傳播，達(dá)到改善聲音接受者的聽(tīng)聞感受。

第六章建筑聲學(xué)材料第3頁(yè)/共59頁(yè)三.研究建筑聲學(xué)的目的1、給聽(tīng)音場(chǎng)所提供產(chǎn)生、傳播、收聽(tīng)所需六.聲學(xué)材料1、吸聲材料：吸聲作用較強(qiáng)的材料；2、隔聲材料：隔聲作用較強(qiáng)的材料；3、透聲材料：聲波入射到材料層上能夠無(wú)反射，無(wú)損耗地通過(guò)，這樣的材料。

第六章建筑聲學(xué)材料第4頁(yè)/共59頁(yè)六.聲學(xué)材料1、吸聲材料：吸聲作用較強(qiáng)的材料；第六章七.廳堂設(shè)計(jì)的聲學(xué)要求1、各個(gè)部位都應(yīng)有足夠的響度；2、聲能應(yīng)均勻分布；3、應(yīng)具有最佳的混響特性；4、不應(yīng)出現(xiàn)回聲、長(zhǎng)延遲反射聲、顫動(dòng)回聲等缺陷。

第六章建筑聲學(xué)材料第5頁(yè)/共59頁(yè)七.廳堂設(shè)計(jì)的聲學(xué)要求1、各個(gè)部位都應(yīng)有足夠的響度；第八.室外聲波的傳播特性1、聲源的方向性：①聲波波長(zhǎng)比聲源的尺寸大很多倍時(shí)，聲波較均勻地向各方向傳播；②聲波波長(zhǎng)小于聲源的尺寸時(shí)，集中向正前方一個(gè)尖銳的圓錐體的范圍內(nèi)傳播。2、聲波的反射和折射：

3、聲波的繞射（衍射）和散射：

4、聲波干涉：振幅相同、頻率相等、相位差為零或恒定

。5、聲駐波：振幅相同、頻率相等、相位差為零或恒定。

第六章建筑聲學(xué)材料第6頁(yè)/共59頁(yè)八.室外聲波的傳播特性1、聲源的方向性：第六章建筑聲一.聲音的產(chǎn)生與傳播①輻射聲音的振動(dòng)物體稱為聲源；②聲波依靠介質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)向外傳播；③振動(dòng)方向與波傳播方向平行，稱縱波；④振動(dòng)方向與波傳播方向垂直，稱橫波；聲源完成一次振動(dòng)所經(jīng)歷的時(shí)間，稱周期；T表示，s1s內(nèi)振動(dòng)的次數(shù)稱頻率；f表示，赫茲

f=1/T1.頻率第二節(jié)聲學(xué)的基本知識(shí)

第六章建筑聲學(xué)材料第7頁(yè)/共59頁(yè)一.聲音的產(chǎn)生與傳播①輻射聲音的振動(dòng)物體稱為聲源；聲源完2.波長(zhǎng)聲波在傳播途徑上，兩相鄰?fù)辔毁|(zhì)點(diǎn)間的距離。

聲波在彈性介質(zhì)中的傳播速度；c表示，不是質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的速度，是振動(dòng)狀態(tài)傳播的速度；波速的大小與振動(dòng)的特性無(wú)關(guān)，與介質(zhì)的彈性、密度及溫度有關(guān)。一定介質(zhì)中聲速是一定的，頻率越高，波長(zhǎng)就越短。室溫下空氣中聲速340m/s;100~4000Hz波長(zhǎng)：3.4~0.085m;人耳能聽(tīng)到的聲波頻率：20~20000Hz。3.聲速

第六章建筑聲學(xué)材料第8頁(yè)/共59頁(yè)2.波長(zhǎng)聲波在傳播途徑上，兩相鄰?fù)辔毁|(zhì)點(diǎn)間的距離。4.頻帶

——進(jìn)行聲音測(cè)量時(shí)，規(guī)定將聲音的頻率范圍劃分成若干個(gè)區(qū)段。①每個(gè)頻帶有一個(gè)上限頻率f1和一個(gè)下限頻率f2，帶寬就為f1-f2。②每—頻帶以其中心頻率fc標(biāo)度，

第六章建筑聲學(xué)材料第9頁(yè)/共59頁(yè)4.頻帶——進(jìn)行聲音測(cè)量時(shí)，規(guī)定將聲音的頻率范圍劃返回5、聲波的衍射與反射（1）波振面

——聲波從聲源出發(fā)，在同一介質(zhì)中按一定方向傳播，在某一時(shí)刻，波動(dòng)所達(dá)到的各點(diǎn)包絡(luò)面。（2）聲線

——表示聲波傳播的途徑，各向同性的介質(zhì)中聲線是直線且與波振面垂直。

第六章建筑聲學(xué)材料第10頁(yè)/共59頁(yè)返回5、聲波的衍射與反射第六章建筑聲學(xué)材料第10頁(yè)/共（3）依據(jù)波陣面形狀的不同，將聲波劃分為：

①平面波——波陣面為平面，由面聲源發(fā)出；

②柱面波——波陣面為同軸柱面，由線聲源發(fā)出；

③球面波——波陣面為球面，由點(diǎn)盧源發(fā)㈩。一個(gè)聲源是否可以被看成是點(diǎn)聲源，取決于聲源的尺度與所討論聲波波長(zhǎng)的相對(duì)尺度。當(dāng)聲源的尺度比它所輻射的聲波波長(zhǎng)小得多時(shí)，可看成是點(diǎn)聲源。所以往往一個(gè)尺度較大的聲源在低頻時(shí)可按點(diǎn)聲源考慮，而在中高頻則不可以。

第六章建筑聲學(xué)材料第11頁(yè)/共59頁(yè)（3）依據(jù)波陣面形狀的不同，將聲波劃分為：第六章建筑聲1、孔洞的衍射

衍射情況與孔洞大小有關(guān)：孔的直徑小于波長(zhǎng)，小孔的質(zhì)點(diǎn)近似新聲源，產(chǎn)生新球面波，與原波形無(wú)關(guān)；孔的直徑大于波長(zhǎng)，孔內(nèi)聲波仍按原來(lái)波形前進(jìn)；孔的直徑與波長(zhǎng)相當(dāng)，衍射聲波因波長(zhǎng)而異產(chǎn)生復(fù)雜的干涉圖案。2、障礙物的衍射

障礙物的尺寸小于波長(zhǎng)，大部分聲波仍按原來(lái)波形前進(jìn)；障礙物的尺寸增大，反射波增加，聲影區(qū)擴(kuò)大。3、障礙板邊緣的衍射

聲影區(qū)隨波長(zhǎng)增大而增大。聲音頻率越低，衍射現(xiàn)象越明顯。聲波的衍射

第六章建筑聲學(xué)材料第12頁(yè)/共59頁(yè)1、孔洞的衍射衍射情況與孔洞大小有關(guān)：2、障礙物的衍射8、聲波的折射、反射和聲像

（1）聲波在傳播過(guò)程中，遇到尺寸比波長(zhǎng)大得多的障礙板，聲波被反射。（2）如聲源發(fā)出的是球面波，凈反射仍是球面波。（3）反射聲波、折射聲波及入射聲波的關(guān)系，與界面兩側(cè)的媒質(zhì)特性阻抗、入射聲波的入射角有關(guān)。（4）反射定律：①入射線、反射線和反射面的法線在同一平面內(nèi)；②入射線和反射線分別在法線的兩側(cè)；③反射角等于入射角。

第六章建筑聲學(xué)材料第13頁(yè)/共59頁(yè)8、聲波的折射、反射和聲像（1）聲波在傳播過(guò)程中，遇到4、聲波的透射與吸收

——當(dāng)聲波入射到建筑物時(shí)，聲能的一部分被反射，一部分透過(guò)構(gòu)筑物，另一部分摩擦或熱傳導(dǎo)而被損耗，成為材料的吸收。（1）根據(jù)能量守恒定律：式中：

E0——總聲能；

EΥ——反射的聲能；

Eα——吸收的聲能；

Eτ——透過(guò)構(gòu)筑物的聲能；

第六章建筑聲學(xué)材料第14頁(yè)/共59頁(yè)4、聲波的透射與吸收

——當(dāng)聲波入射到建筑物時(shí)，聲能的①透射系數(shù)——透射聲能與入射聲能之比；②反射系數(shù)——反射聲能與入射聲能之比；

第六章建筑聲學(xué)材料第15頁(yè)/共59頁(yè)①透射系數(shù)第六章建筑聲學(xué)材料第15頁(yè)/共59頁(yè)③一般τ值小的材料——隔聲材料；

Υ值小的材料——吸聲材料。④吸聲系數(shù)——吸收的聲能與入射聲能之比；吸聲系數(shù)表示材料吸聲能力的大小。

第六章建筑聲學(xué)材料第16頁(yè)/共59頁(yè)③一般τ值小的材料——隔聲材料；吸聲系數(shù)表示材料吸聲能力的大根據(jù)波的各種物理參量描述聲音的大小或強(qiáng)弱。1、客觀量聲壓、聲強(qiáng)和聲功率以及聲壓級(jí)、聲強(qiáng)級(jí)和聲功率級(jí)。2、主觀量響度及響度級(jí)。dB（A）為常見(jiàn)的對(duì)瞬時(shí)噪聲的計(jì)量單位。二、聲音的計(jì)量

第六章建筑聲學(xué)材料第17頁(yè)/共59頁(yè)根據(jù)波的各種物理參量描述聲音的大小或強(qiáng)弱。二、聲音的計(jì)量第

第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性

——聲波是由于空氣的振動(dòng)形成疏密波傳播，相當(dāng)于在原來(lái)大氣壓強(qiáng)上疊加一個(gè)變化的壓強(qiáng)，這個(gè)疊加上去的壓強(qiáng)稱聲壓。（1）聲壓較大，聽(tīng)到的聲音就響；（2）聲壓與發(fā)聲體振動(dòng)的振幅有關(guān)，與波長(zhǎng)無(wú)關(guān)；（3）聲壓有大小、無(wú)方向，聲壓的作用力不是恒定的，是隨時(shí)間疏密不斷變化的。（4）通常用一段時(shí)間內(nèi)的有效聲壓表示，當(dāng)聲壓變化為周期性時(shí)，該時(shí)間內(nèi)壓力的均方根表示有效聲壓；3、聲壓P第18頁(yè)/共59頁(yè)第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性——聲波是由于空氣的

第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性（5）如未說(shuō)明，均指有效聲壓；①正常人耳，當(dāng)f=1000HZ，P=2×10-5，可聽(tīng)到；②可聽(tīng)低限，當(dāng)f=1000HZ，P=2×10-5，叫耳闊；③可聽(tīng)高限，P=20Pa，痛闊。第19頁(yè)/共59頁(yè)第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性（5）如未說(shuō)明，均指有效聲壓

第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性4、聲壓級(jí)

——將聲音按對(duì)數(shù)方式分等級(jí)計(jì)量聲音的大小，單位是分貝（dB）。（1）根據(jù)能量守恒定律：式中：

Lp——聲壓級(jí)（dB）；

p——聲壓（Pa）；

p0——參考基準(zhǔn)聲壓為2×10-5Pa；①國(guó)際上統(tǒng)一規(guī)定：人耳剛能聽(tīng)到的聲壓級(jí)為0dB；②聲壓級(jí)每變化1dB，相當(dāng)于聲壓變化12%，聲壓級(jí)每變化6dB，就相當(dāng)于聲壓變化1倍；第20頁(yè)/共59頁(yè)第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性4、聲壓級(jí)式中：第20頁(yè)/共

第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性5、聲功率及聲功率級(jí)①聲源輻射聲波時(shí)對(duì)外做功；②聲功率——聲源單位時(shí)間內(nèi)向外輻射的聲能，記為W,單位為w；③聲功率用級(jí)來(lái)表示，即聲功率Lw,單位是dB；式中：

Lw——聲功率級(jí)（dB）；

w——聲功率（w）；

w0——參考基準(zhǔn)聲功為10-2；6dB，就相當(dāng)于聲壓變化1倍；第21頁(yè)/共59頁(yè)第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性5、聲功率及聲功率級(jí)式中：第

第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性對(duì)于球面擴(kuò)散的聲波，當(dāng)距離聲源時(shí)：

Lp=Lw-20lg-10.9對(duì)于半球面擴(kuò)散：

Lp=Lw-20lg-7.9第22頁(yè)/共59頁(yè)第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性對(duì)于球面擴(kuò)散的聲波，當(dāng)距離聲

第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性6、聲強(qiáng)與聲強(qiáng)級(jí)（1）聲強(qiáng)I

——在垂直于聲傳播方向上，通過(guò)單位面積的聲能的多少；w/m2;①由自由聲場(chǎng)中，點(diǎn)聲強(qiáng)與聲功率為：

W=②遠(yuǎn)場(chǎng)的聲強(qiáng)與聲壓的關(guān)系：

I=式中：

Pr——遠(yuǎn)場(chǎng)處的聲壓，Pa；

P0——參考基準(zhǔn)聲壓，2×10-5Pa；第23頁(yè)/共59頁(yè)第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性6、聲強(qiáng)與聲強(qiáng)級(jí)第23頁(yè)/共

第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性（2）聲強(qiáng)級(jí)LI

——聲強(qiáng)用級(jí)來(lái)表示，單位：dB；式中：

LI——聲強(qiáng)級(jí)；

I——聲強(qiáng),w/m2；

L0——基準(zhǔn)聲強(qiáng)，10-12w/m2；第24頁(yè)/共59頁(yè)第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性（2）聲強(qiáng)級(jí)LI第24頁(yè)/共

第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性（3）聲壓與聲強(qiáng)級(jí)的關(guān)系式中：式中：

——空氣密度；

c——空氣的聲速；第25頁(yè)/共59頁(yè)第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性（3）聲壓與聲強(qiáng)級(jí)的關(guān)系式中

第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性7、響度和響度級(jí)（1）響度N

——度量一個(gè)聲音比另一個(gè)聲音響多少的量，單位：宋（sone）；（2）聲壓越大，聲音越響，但不成比例；不能單純的用聲壓級(jí)大小衡量聲音輕或響。（3）響度級(jí)LN與響度N的關(guān)系第26頁(yè)/共59頁(yè)第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性7、響度和響度級(jí)第26頁(yè)/共

第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性8、噪度Nn和感覺(jué)噪度級(jí)LPN(1)感覺(jué)噪度

——人們對(duì)噪聲煩擾感覺(jué)的反應(yīng)程度，單位：吶（noy）；（2）一個(gè)3noy聲音聽(tīng)起來(lái)為1noy聲音的3倍響；（3）感覺(jué)噪聲級(jí)LPNNn=20.1(LPN-40)式中：

LPN——感覺(jué)噪聲級(jí)（PNdB）；

Nn——感覺(jué)噪度（noy）；第27頁(yè)/共59頁(yè)第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性8、噪度Nn和感覺(jué)噪度級(jí)LP

第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性9、A聲級(jí)與等效連續(xù)A聲級(jí)（1）A聲級(jí)是單一的數(shù)值，是噪聲的所有頻率成分的綜合反映；（2）A聲級(jí)總比響度級(jí)低12dB左右；（3）A聲級(jí)只反映了噪聲影響與頻率的關(guān)系，噪聲影響與持續(xù)時(shí)間有關(guān)；（4）對(duì)于簡(jiǎn)短的隨時(shí)間變化的噪聲，應(yīng)以等效A聲級(jí)評(píng)價(jià)；第28頁(yè)/共59頁(yè)第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性9、A聲級(jí)與等效連續(xù)A聲級(jí)第

第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性

“等效A聲級(jí)”：按分貝運(yùn)算規(guī)則，把A聲級(jí)對(duì)時(shí)間進(jìn)行平均后所得的結(jié)果。10、聲級(jí)疊加

——幾個(gè)聲音的聲壓級(jí)相加時(shí)，總聲壓級(jí)不是幾個(gè)聲壓級(jí)的簡(jiǎn)單算術(shù)和。第29頁(yè)/共59頁(yè)第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性“等效A聲級(jí)”：按分

第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性一、吸聲材料和吸聲結(jié)構(gòu)

——當(dāng)聲波在一定空間傳播，并入射至材料或結(jié)構(gòu)壁面時(shí)，有部分聲能被反射，另一部分被吸收。由于這種吸收特性，使反射聲能減少，從而使噪聲得以降低。這種具有吸聲特性的材料和結(jié)構(gòu)稱為吸聲材料和吸聲結(jié)構(gòu)。1、分類（1）按吸聲機(jī)理分①多孔性吸聲材料；②共振吸聲結(jié)構(gòu)；③空間吸聲體；④吸聲劈尖結(jié)構(gòu)；⑤簾幕吸聲體。第30頁(yè)/共59頁(yè)第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性一、吸聲材料和吸聲結(jié)構(gòu)1、分主要吸聲材料的種類

第四節(jié)吸聲材料名稱例子

主要吸聲特性多孔材料礦棉、玻璃棉、泡沫塑料、毛氈中高頻吸聲好，背后留空腔還能吸收低頻板狀材料膠合板、石棉水泥、石膏板、硬纖維板低頻吸收較好穿孔板穿孔膠合板、石棉水泥、石膏、金屬板中頻吸收較好吸聲天花板礦棉、玻璃棉、軟質(zhì)纖維板透氣的同多孔材料，不透氣的同板材膜狀材料塑料薄膜、帆布、人造革吸收中低頻柔性材料海綿、乳膠塊氣孔不連通，靠共振有選擇地吸收中頻（2）按外觀和構(gòu)造特征分第31頁(yè)/共59頁(yè)主要吸聲材料的種類第四節(jié)吸聲材料名稱例子主要吸聲

第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性二、多孔性吸聲材料1、分類纖維類、泡沫和顆粒三類。（1）纖維類材料①包括超細(xì)玻璃棉、離心玻璃棉氈、巖棉、礦渣棉、化纖棉等。②優(yōu)點(diǎn)質(zhì)輕、耐熱、抗凍、防蛀、耐腐蝕、不燃、隔熱、導(dǎo)熱系數(shù)和吸濕率低，成型好。第32頁(yè)/共59頁(yè)第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性二、多孔性吸聲材料第32頁(yè)/

第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性（2）泡沫類塑料①包括氨基甲酸酯、脲醛泡沫塑料、泡沫橡膠等。②優(yōu)點(diǎn)質(zhì)輕、防潮、富有彈性、易于安裝、導(dǎo)熱系數(shù)小。③缺點(diǎn)易老化，耐火性能差，不用于明火，有酸堿腐蝕性氣體的場(chǎng)合不能使用。3、顆粒類吸聲材料①包括膨脹珍珠巖、陶土吸聲磚、泡沫玻璃等。②優(yōu)點(diǎn)使用壽命長(zhǎng)，防腐蝕，防火，耐高溫，不需裝飾面材料，施工方便。第33頁(yè)/共59頁(yè)第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性（2）泡沫類塑料第33頁(yè)/共

第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性三、多孔性吸聲材料的吸聲機(jī)理吸聲性能是通過(guò)內(nèi)部具有大量?jī)?nèi)、外連通的微小空隙和孔洞實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)聲波沿著微孔或間隙進(jìn)入材料內(nèi)部，激發(fā)空氣振動(dòng)，空氣與孔壁摩擦產(chǎn)生熱傳導(dǎo)作用，空氣在微孔中產(chǎn)生阻力，使振動(dòng)空氣的能量不斷轉(zhuǎn)化為熱能被消耗，聲能減弱達(dá)到吸聲目的。四、多孔吸聲材料吸聲特性（1）吸聲系數(shù)隨f增大而增大；（2）由低頻向高頻逐漸升高，其間有不同程度的起伏，起伏幅度在高頻位趨緩。第34頁(yè)/共59頁(yè)第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性三、多孔性吸聲材料的吸聲機(jī)理

第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性五、影響吸聲特性的因素1、材料厚度①多孔材料一般對(duì)中、高頻吸聲性能好，對(duì)低頻吸聲效果差；②增大厚度可提高材料對(duì)低頻吸聲能力，對(duì)高頻影響不大；③理論上，當(dāng)厚度=時(shí)，在相應(yīng)頻率下具有最大吸聲性能；④常溫空氣中，100~4000HZ的（波長(zhǎng)范圍在3.4~8.5m）不會(huì)制厚的材料適應(yīng)中低頻波長(zhǎng)；⑤不要盲目提高厚度。第35頁(yè)/共59頁(yè)第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性五、影響吸聲特性的因素第35

第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性2、空氣流阻①比流阻：?jiǎn)挝缓穸炔牧系牧髯?；②材料厚度不大時(shí)，比流阻越大，吸聲性能越差，但比流阻太小，聲能因摩擦力、粘滯力而損耗的效率就低，吸聲性能下降；③流阻的高低與材料的孔隙率有關(guān)，密實(shí)性吸聲材料易形成高流阻；④任何吸聲材料都應(yīng)有合理流阻值，過(guò)高或過(guò)低的流阻都無(wú)法使材料有良好的吸聲性能；⑤流阻是定型多孔吸聲制品出廠的重要技術(shù)指標(biāo)。第36頁(yè)/共59頁(yè)第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性2、空氣流阻第36頁(yè)/共59

第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性3、結(jié)構(gòu)因子①由多孔材料結(jié)構(gòu)特性決定的，反映材料內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)的物理量，與材料內(nèi)部形狀、孔隙率及材料自身特性有關(guān)；②筋絡(luò)間孔隙：空氣振動(dòng)4、表觀密度①同種多孔材料密度增大，孔隙率減小，比流阻增，厚度不變，增加密度，可使中低頻吸聲系數(shù)提高，比增加厚度效果差；②若厚度不限，多孔材料松散為宜；③同樣密度，增加厚度，不改變比流阻，吸聲系數(shù)總增大，當(dāng)厚度增加到一定時(shí)，吸聲性能改善不顯著。第37頁(yè)/共59頁(yè)第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性3、結(jié)構(gòu)因子第37頁(yè)/共59

第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性5、孔隙率①吸聲性能較好的材料孔隙率一般在70~90%；②孔隙率分布應(yīng)均勻，孔隙之間相互連通，孔隙率與流阻、結(jié)構(gòu)因子、容積密度有直接關(guān)系，如果孔隙率不均勻，會(huì)使結(jié)構(gòu)因子不規(guī)則，影響吸聲效果。6、背后空氣層①在多孔材料背后留空腔，能有效地提高中低頻的吸聲效果；②吸聲系數(shù)隨空腔中空氣層的厚度增加而增加，但增加到一定值就不明顯了。第38頁(yè)/共59頁(yè)第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性5、孔隙率第38頁(yè)/共59頁(yè)

第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性7、吸水性①材料含濕首先使高頻吸聲系數(shù)降低，然后隨含濕量增加，受影響的向中低頻擴(kuò)大，且對(duì)低頻的影響程度高于高頻在多孔材料飽水情況下，吸聲性能大幅度下降。8、護(hù)面層護(hù)面層本身具有一定的聲質(zhì)量與聲阻作用。（1）網(wǎng)罩①塑料窗紗、塑料網(wǎng)、金屬絲網(wǎng)、鋼板網(wǎng)等；②聲質(zhì)量和聲阻都很小，忽略其影響。（2）纖維織物（廉價(jià)護(hù)面材料）玻璃纖維（最廣泛）、尼龍布、面麻織物。第39頁(yè)/共59頁(yè)第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性7、吸水性第39頁(yè)/共59頁(yè)

第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性（3）塑料薄膜①潮濕環(huán)境中作護(hù)面層；②薄膜不透氣，靠其自身的振動(dòng)傳遞聲波；③低頻段：薄膜對(duì)材料本身吸聲性能影響而忽略；高頻段：使背后材料的吸聲系數(shù)下降。④當(dāng)穿孔率較高時(shí)，對(duì)吸聲層的性能無(wú)明顯影響；⑤薄膜對(duì)吸聲系數(shù)的影響與薄膜材質(zhì)厚度有關(guān)：第40頁(yè)/共59頁(yè)第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性（3）塑料薄膜第40頁(yè)/共5

第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性A：較小的厚度不降低吸聲系數(shù)；B：適當(dāng)厚度可提高吸聲系數(shù)；C：較大厚度堵塞多孔結(jié)構(gòu)，減弱空腔共振結(jié)構(gòu)，吸聲系數(shù)降低，甚至嚴(yán)重降低。a:噴一層油漆，對(duì)多數(shù)頻段表現(xiàn)為提高吸聲作用；b:刷一層，在低頻吸聲系數(shù)提高，高頻吸聲系數(shù)降低；c:刷兩層油漆，吸聲作用嚴(yán)重消弱。第41頁(yè)/共59頁(yè)第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性A：較小的厚度不降低吸聲系數(shù)

第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性六、共振吸聲結(jié)構(gòu)

——聲波傳播遇到物體，激發(fā)物體振動(dòng)，振動(dòng)物體與自身圍蔽的空氣產(chǎn)生摩擦，轉(zhuǎn)化為熱能損耗，產(chǎn)生吸聲效果。1、當(dāng)物體的固有f和f聲波相同時(shí)，物體振動(dòng)最強(qiáng)烈，振幅和振速達(dá)到最大，“共振現(xiàn)象”聲能消耗量最大，吸聲系數(shù)在共振頻率處最大。2、共振原理設(shè)計(jì)的吸聲結(jié)構(gòu)①空腔共振吸聲結(jié)構(gòu)；②薄板或薄膜共振吸聲結(jié)構(gòu)；③微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)。第42頁(yè)/共59頁(yè)第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性六、共振吸聲結(jié)構(gòu)——聲波

第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性1、木質(zhì)吸音板第43頁(yè)/共59頁(yè)第三節(jié)建筑聲學(xué)材料的基本特性1、木質(zhì)吸音板第43頁(yè)/共5

第五節(jié)隔聲材料吸聲材料：質(zhì)輕、疏松、多孔；隔聲材料：沉重、密實(shí)。1、空氣聲

——聲音只通過(guò)空氣的振動(dòng)而傳播，如說(shuō)話、唱歌。2、固體聲（撞擊聲）

——某種聲源不僅通過(guò)空氣輻射，同時(shí)引起建筑物某一部分振動(dòng)，如大提琴、電動(dòng)機(jī)等。第44頁(yè)/共59頁(yè)第五節(jié)隔聲材料吸聲材料：質(zhì)輕、疏松、多孔；第44頁(yè)/共5

第五節(jié)隔聲材料3、空氣聲隔聲選用不易振動(dòng)的單位面積質(zhì)量大的材料，必選用密實(shí)、沉重的材料，如粘土磚、砼等。4、固體聲隔聲最有效的隔聲措施：結(jié)構(gòu)處理，即在構(gòu)件間加設(shè)彈性襯墊，如軟木、礦棉氈等。第45頁(yè)/共59頁(yè)第五節(jié)隔聲材料3、空氣聲隔聲第45頁(yè)/共59頁(yè)

第五節(jié)隔聲材料一、空氣聲隔絕1、單層均勻密實(shí)墻的空氣聲隔絕①勁度B：式中：B——彈性模量；t——板厚。第46頁(yè)/共59頁(yè)第五節(jié)隔聲材料一、空氣聲隔絕式中：第46頁(yè)/共59頁(yè)

第五節(jié)隔聲材料②阻尼

——指任何振動(dòng)系統(tǒng)在振動(dòng)中由于外界作用或系統(tǒng)本身固有的原因引起的振動(dòng)幅度逐漸下降的特性。③內(nèi)阻尼

——材料內(nèi)部的阻尼，當(dāng)振動(dòng)的物體發(fā)生形變時(shí)，在材料內(nèi)部出現(xiàn)的應(yīng)力、應(yīng)變的馳豫現(xiàn)象。④單層均勻密實(shí)墻的隔聲性能與入射聲波的頻率有關(guān)其頻