建筑聲環(huán)境吸聲與吸聲結(jié)構(gòu)

建筑聲環(huán)境吸聲與吸聲結(jié)構(gòu)第一頁，共四十二頁，2022年，8月28日吸聲材料和吸聲結(jié)構(gòu)，廣泛地應(yīng)用于音質(zhì)設(shè)計和噪聲控制中。吸聲材料：材料本身具有吸聲特性。如玻璃棉、巖棉等纖維或多孔材料。吸聲結(jié)構(gòu)：材料本身可以不具有吸聲特性，但材料制成某種結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生吸聲。如穿孔石膏板吊頂。在建筑聲環(huán)境的設(shè)計中，需要綜合考慮材料的使用，包括吸聲性能以及裝飾性、強度、防火、吸濕、加工等多方面。第二頁，共四十二頁，2022年，8月28日3.1吸聲系數(shù)與吸聲量吸聲系數(shù)定義：=(E總-E反）/E總，即聲波接觸吸聲介面后失去能量占總能量的比例。吸聲系數(shù)永遠小于1。同一吸聲材料，聲音頻率不同時，吸聲系數(shù)不同。一般常用100Hz-5000Hz的18個1/3倍頻帶的吸聲系數(shù)表示。有時使用平均吸聲系數(shù)或降噪系數(shù)粗略衡量材料的吸聲能力。

平均吸聲系數(shù)：100Hz-5000Hz的1/3倍頻帶吸聲系數(shù)的平均值

降噪系數(shù)（NRC)：250Hz/500Hz/1000Hz/2000Hz吸聲系數(shù)的平均值

（尾數(shù)四舍五入整理成.05或0.0）一般認為NRC小于0.2的材料是反射材料，NRC大于等于0.4的材料被認為是較好的吸聲材料。吸聲量：對于平面物體A=S,單位是平米（或塞賓）

對于單個物體，表面積難于確定，直接用吸聲量A。第三頁，共四十二頁，2022年，8月28日混響室法材料吸聲系數(shù)測量其中：V混響室體積S材料表面積n吸聲體個數(shù)

T1空室混響室混響時間T2放入材料后混響時間第四頁，共四十二頁，2022年，8月28日吸聲體第五頁，共四十二頁，2022年，8月28日測量聲源揚聲器位于測試表面垂直1.25m，指向吸聲材料。揚聲器與地面之間放置一傳聲器，距地面0.25m高。測試得到揚聲器和傳聲器之間的脈沖響應(yīng)函數(shù),計算分析反射聲與直達聲的比例關(guān)系得到反射系數(shù)。反射系數(shù)（吸聲系數(shù)）測量的現(xiàn)場法第六頁，共四十二頁，2022年，8月28日材料吸聲系數(shù)實驗報告。標準:GBJ75-841、報告中必須指明材料規(guī)格型號及安裝方法。報告中可以讀出平均吸聲系數(shù)和降噪系數(shù)。

2、有時吸聲系數(shù)會大于等于1，主要是由于實驗室或安裝時邊緣效應(yīng)造成。3、T

和

0

的值有一定差別，T是無規(guī)入射時的吸聲系數(shù)，是正入射時的吸聲系數(shù)。0工程上主要使用T

第七頁，共四十二頁，2022年，8月28日3.2多孔吸聲材料常見的多孔吸聲材料有玻璃棉、巖棉、泡沫塑料、鋁纖維、毛氈等。多孔吸聲材料具有大量的內(nèi)外連通的微小孔隙和孔洞。當聲波入射到多孔材料上，聲波能順著孔隙進入材料內(nèi)部，引起空隙中空氣分子的振動。由于空氣的粘滯阻力、空氣分子與孔隙壁的摩擦，使聲能轉(zhuǎn)化為摩擦熱能而吸聲。多孔材料吸聲的必要條件是：材料有大量空隙，空隙之間互相連通，孔隙深入材料內(nèi)部。多孔吸聲材料的吸聲頻率特性是：隨頻率增加吸聲系數(shù)逐漸增大，中高頻吸聲能力比低頻強。材料一旦吸濕吸水，孔隙要減少，首先使高頻吸聲系數(shù)降低，然后隨著含濕量增加，影響范圍進一步擴大。第八頁，共四十二頁，2022年，8月28日錯誤認識一：表面粗糙的材料，如拉毛水泥等，具有良好的吸聲性能。錯誤認識二：內(nèi)部存在大量孔洞的材料，如聚苯、聚乙烯、閉孔聚氨脂等，具有良好的吸聲性能。3.2多孔吸聲材料第九頁，共四十二頁，2022年，8月28日厚度和密度對吸聲性能的影響

多孔吸聲材料對聲音中高頻有較好的吸聲性能。影響多孔吸聲材料吸聲特性主要是材料的厚度、密度、孔隙率、結(jié)構(gòu)因子和空氣流阻等。密度：每立方米材料的重量。

孔隙率：材料中孔隙體積和材料總體積之比。結(jié)構(gòu)因子：反映材料內(nèi)部纖維或顆粒排列空氣流阻：單位厚度材料兩邊空氣氣壓和空氣流速之比?？諝饬髯枋怯绊懚嗫孜暡牧献钪匾囊蛩亍Ａ髯杼?，說明材料稀疏，空氣振動容易穿過，吸聲性能下降；流阻太大，說明材料密實，空氣振動難于傳入，吸聲性能亦下降。因此，多孔材料存在最佳流阻。測定空氣流阻比較困難，但可以通過厚度和容重粗略估計和控制。對于玻璃棉，較理想的吸聲容重是12-48Kg/m3,特殊情況使用100Kg/m3或更高。第十頁，共四十二頁，2022年，8月28日

厚度增加，中低頻吸聲系數(shù)顯著地增加，但高頻變化不大（多孔吸聲材料對高頻總有較大的吸收）。

厚度不變，容重增加，中低頻吸聲系數(shù)亦增加；但當容重增加到一定程度時，材料變得密實，流阻大于最佳流阻，吸聲系數(shù)反而下降。不同容重的玻璃棉疊和，形成容重逐漸增大的形式，可以獲得更大的吸聲效果。消聲室及尖劈厚度和密度對吸聲性能的影響第十一頁，共四十二頁，2022年，8月28日安裝后空腔的影響多孔吸聲材料的吸聲性能與安裝條件關(guān)系密切。當多孔吸聲材料背后有空腔時，吸聲性能與該空氣層用同樣的材料填滿的效果類似。尤其是中低頻吸聲性能比材料實貼在硬底面上會有較大提高。第十二頁，共四十二頁，2022年，8月28日飾面材料的影響多孔吸聲材料表面附加有透聲飾面，如厚度小于0.5mm的塑料薄膜、金屬網(wǎng)、窗紗、防火布、玻璃絲布等，基本可以保持原來材料的吸聲特性。使用穿孔面材時，穿孔率須大于20%，若材料的透氣性差時，如塑料薄膜，高頻吸聲特性可能下降。合理構(gòu)造不合理構(gòu)造第十三頁，共四十二頁，2022年，8月28日3.3空腔共振吸聲結(jié)構(gòu)空腔共振吸聲結(jié)構(gòu)，原理為亥姆霍茲共振，如穿孔石膏板、穿孔鋁板、木槽板、狹縫吸音磚等。吸聲特點為：在共振頻率附近有較大吸收。狹縫吸音磚內(nèi)放入吸聲材料可增大吸聲效果。第十四頁，共四十二頁，2022年，8月28日明代姚廣孝的吸聲降噪房明永樂皇帝還是燕王的時候，為了日后起兵奪權(quán)，在后花園秘密建地下室“私鑄兵器”，為防止聲音外傳泄密，其謀臣姚廣孝采用在墻壁上埋入大量的開口向室內(nèi)的甕罐進行吸聲降噪。第十五頁，共四十二頁，2022年，8月28日3.4薄板共振吸聲結(jié)構(gòu)較大面積的薄膜、薄板與結(jié)構(gòu)之間存在空腔形成了薄板共振吸聲結(jié)構(gòu)，如玻璃、薄金屬板、架空木地板、木墻裙等。其吸聲特點是，低頻吸收比較強烈，中高頻吸收少。第十六頁，共四十二頁，2022年，8月28日3.5其他吸聲空間吸聲體。聲能撞擊的表面多，吸聲效率增大。尖劈—強吸聲結(jié)構(gòu)（聲阻逐漸加大）。吸聲系數(shù)可高達0.99以上?？諝馕铡Ｓ捎诳諝獾臒醾鲗?dǎo)與粘滯性，以及空氣中水分子對氧分子振動狀態(tài)的影響等造成。聲音頻率越大，空氣吸收越強烈(一般大于2kHz將進行考慮)。相對濕度大時，吸收變小。洞口。對外開敞的門、窗或，可以看作吸聲系數(shù)為1的材料。在劇院中，舞臺臺口相當于一個偶合空間，臺口后有天幕、側(cè)幕、布景等吸聲材料。其吸聲系數(shù)一般為。第十七頁，共四十二頁，2022年，8月28日3.6.1室內(nèi)音質(zhì)的控制吸聲材料可以制成吊頂板、貼墻板、空間吸聲體等，在建筑室內(nèi)起到吸聲作用，降低混響時間。

一般地，房間體積越大，混響時間越長，語言清晰度越差，為了保證語言清晰度，需要在室內(nèi)做吸聲，控制混響時間。如禮堂、教室、體育場，電影院。

對音樂用建筑，為了保證一定豐滿度，可以使用吸聲控制音質(zhì)。

在廳堂建筑中，為了防止回聲、聲反饋、聲聚焦等聲學(xué)缺陷，常在后墻面、二層眺臺欄桿面、側(cè)墻面及局部使用吸聲。3.6吸聲在建筑聲學(xué)中的應(yīng)用第十八頁，共四十二頁，2022年，8月28日觀眾廳后墻吸聲舞臺吸聲錄音室低頻吸聲排練廳側(cè)墻吸聲吸聲應(yīng)用廳堂音質(zhì)第十九頁，共四十二頁，2022年，8月28日體育場館（RT=1.5-2.5s)體育場館空間大，混響長，容易產(chǎn)生建筑聲學(xué)問題，造成擴聲系統(tǒng)效果降低，影響比賽擴聲，對于兼做會議、演出使用時，效果更差。主要需要進行吸聲裝修。吸聲應(yīng)用第二十頁，共四十二頁，2022年，8月28日影院

(RT控制在0.6-0.8s)沒有好的建筑聲學(xué)條件，包括隔聲、消聲、減振和音質(zhì)等，不會成為好的影院?，F(xiàn)行的影院星級評定標準中，對聲學(xué)環(huán)境有嚴格的要求。墻和頂?shù)奈曁幚砦曁幚矸乐孤暰劢刮晳?yīng)用第二十一頁，共四十二頁，2022年，8月28日錄音室、演播室(RT=0.3-0.6s)聲學(xué)考慮包括——體形、吸聲、隔聲、消聲、減振、擴散等等。三層隔聲窗

擴散體

吸聲

擴散體

吸聲風(fēng)道消聲

低頻吸聲

減振地面

吸聲應(yīng)用第二十二頁，共四十二頁，2022年，8月28日琴房、排練廳(RT=0.3-0.6s)琴房、排練廳等需要隔聲、吸聲、擴散等聲學(xué)處理吸聲應(yīng)用第二十三頁，共四十二頁，2022年，8月28日教室、機房、會議室、多功能廳等吸聲

吸聲

吸聲

吸聲

必須要考慮吸聲裝修！尤其需要擴聲的情況！吸聲應(yīng)用第二十四頁，共四十二頁，2022年，8月28日餐廳中式餐廳人聲鼎沸，雞尾酒會效應(yīng)嚴重，影響交流，影響情緒，甚至影響健康。研究表明，餐廳內(nèi)人聲可達到85dB，良好的吸聲處理可降低到55dB。玻璃與實墻，無吸聲！硬制頂棚，無吸聲！

石材地面，無吸聲！吸聲應(yīng)用第二十五頁，共四十二頁，2022年，8月28日還有包括：

博物館、展覽館、辦公室、營業(yè)廳、接待室、拍賣廳、候車(機)室、審判廳、圖書館、畫廊、健身中心、購物中心、酒店大堂、病房等等，都需要——聲學(xué)裝修處理。吸聲應(yīng)用第二十六頁，共四十二頁，2022年，8月28日3.6.2吸聲降噪在車間、廠房、大的開敞式空間（機場大廳、辦公室、展廳等），由于混響聲的原因，會使噪聲比之同樣聲源在室外高10-15dB。，通過在室內(nèi)布置吸聲材料，可以使混響聲被吸掉，降低室內(nèi)噪聲。

吸聲降噪最多可以獲得10-15dB的降噪量。降噪量=10lg(A0/A1),未加入吸聲材料時室內(nèi)吸聲量越少，加入吸聲材料后室內(nèi)吸聲量越多，降噪效果越好。第二十七頁，共四十二頁，2022年，8月28日開敞空間的私密性問題——頂棚吸聲的重要性3.6.3吸聲應(yīng)用第二十八頁，共四十二頁，2022年，8月28日語言私密性第二十九頁，共四十二頁，2022年，8月28日辦公環(huán)境－接待處及走廊開放式辦公室的私密性問題無吸音天花(石膏板)帶吸音天花正常女聲聲音位置及傳遞方向清晰度:>50%:清晰得聽見30-50%:聽見部分<30%:幾乎聽不見第三十頁，共四十二頁，2022年，8月28日4.1防火性4建筑因素建筑內(nèi)部裝修的消防安全關(guān)系到使用者的生命安全，不容忽視。國家相關(guān)的防火標準，均為強制性標準，必須認真執(zhí)行。國家標準將建筑材料的防火性能劃分為4個等級。

A級，不然性，在空氣中受到火燒（高溫）不起火、不燃燒、不炭化

B1級，難然性，當火源離開后，燃燒停止，

B2級，可燃性，受到火燒（高溫）起火，離開火源繼續(xù)燃燒，如木材等。

B3級，易燃性，受到火燒（高溫）立即起火并燃燒，如室內(nèi)輕織物等。建筑室內(nèi)材料應(yīng)用的防火基本原則是：吊頂頂棚采用A級材料，遇火不燃燒，結(jié)構(gòu)不破壞，不會掉落傷人；墻面、地面采用B1級以上難燃型材料，防止室內(nèi)火災(zāi)的蔓延；在規(guī)定條件允許的情況下可部分使用B2級材料，如隔斷、家具、窗簾等；禁止使用B3級易燃材料。《建筑內(nèi)部裝修設(shè)計防火規(guī)范》GB50222-95中規(guī)定，裝修材料的燃燒性能等級,應(yīng)由專業(yè)檢測機構(gòu)檢測確定。第三十一頁，共四十二頁，2022年，8月28日4.2耐久性作為建筑材料，必須具有良好的耐久性。一般地，建筑主體耐久年限大多在50年以上，裝修改造周期至少也要5-10年或更長，因此吸聲材料的耐久性一般應(yīng)達到15年以上。耐久性應(yīng)考慮三個方面，材料自身耐久性、材料構(gòu)造耐久性和裝飾耐久性。材料自身耐久性是指材料不會因時間的流逝而自然損毀。大多吸聲材料，如礦棉吸聲板、玻璃棉（巖棉）裝飾吸聲板、穿孔紙面石膏板、木絲吸聲板等材料的自身耐久性是很好的。但是，一些金屬穿孔板、木質(zhì)穿孔板等，如果應(yīng)用的場合不當，受到潮濕、酸堿腐蝕、害蟲蝕刻等，也許在很短時間內(nèi)就會損害。設(shè)計應(yīng)用時應(yīng)注意考慮材料的適應(yīng)性。4建筑因素第三十二頁，共四十二頁，2022年，8月28日4.3無毒害性近年來，隨著新材料的不斷引入，特別是化學(xué)合成建材也越來越多，人們越來與重視裝修材料對健康的毒害性，即對室內(nèi)空氣質(zhì)量的污染性。有關(guān)研究機構(gòu)發(fā)現(xiàn)，某些墻壁涂料、復(fù)合板粘接劑等會放出高濃度的甲醛（HCOH）和揮發(fā)性有機化合物（VOC）。有調(diào)查顯示：甲醛、苯、二甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、重金屬等有害物質(zhì)在有些黏合劑、稀釋劑、膠合板制造、各種纖維板、涂料和壁紙粘貼中常常被使用，甚至在建筑發(fā)泡保濕材料中使用?，F(xiàn)代室內(nèi)的化學(xué)污染大部分來源于建筑和裝修材料所產(chǎn)生的甲醛及揮發(fā)性有機化合物（VOC）。國家標準《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范》GB50325—2001中規(guī)定，民用建筑工程室內(nèi)裝修中所采用的人造木板及飾面人造木板，必須有游離甲醛含量或游離甲醛釋放量檢測報告，并應(yīng)符合設(shè)計要求和國家標準的規(guī)定。民用建筑工程室內(nèi)裝修中所采用的水性涂料、水性膠粘劑、水性處理劑必須有總揮發(fā)有機化合物（TVOC）和游離甲醛含量含量報告；游離甲苯二異氰酸酯（TDI）（聚氨酯類）含量檢測報告，并應(yīng)符合設(shè)計要求和國家標準的規(guī)定。4建筑因素第三十三頁，共四十二頁，2022年，8月28日4.4施工方便性與普通裝修材料不同，吸聲材料的吸聲特性與安裝構(gòu)造有密切的關(guān)系，施工環(huán)節(jié)與吸聲效果直接相關(guān)。而且，建筑裝修的用材面積大，水暖電等配合工種多。因此，從操作可行性來講，施工方便性至關(guān)重要。復(fù)雜、煩瑣的施工構(gòu)造，會使施工可控性降低，尤其是墻面板、吊頂板后空腔等部位的隱蔽構(gòu)造，施工不當將嚴重影響吸聲效果。某體育館實例4建筑因素第三十四頁，共四十二頁，2022年，8月28日4.5廉價性使用量最大，也是成本相對較低的吸聲材料主要有：穿孔紙面石膏板、穿孔硅酸鈣板、離心玻璃棉板（氈）、巖棉板、礦棉板、蛭石板、泡沫玻璃板、普通鋁穿孔板等。這些材料具有良好的吸聲功能，防火好，作為地下室、機房、工業(yè)降噪等對裝飾條件要求不高的場合較為合適。木質(zhì)穿孔吸聲板、蜂窩鋁穿孔板、飾面穿孔石膏板、異性孔的穿孔石膏板、飾面穿孔硅鈣板、植物纖維噴涂、無機纖維噴涂、木絲吸聲板、聚酯纖維板、三聚氰胺泡沫、防火布飾面玻璃棉吸聲板等吸聲材料，既有較好的裝飾效果，價格也適中，多用于廳堂建筑、辦公建筑、車站機場、演播建筑、醫(yī)院學(xué)校、賓館餐廳、會議室等公眾場合。鋁纖維板、燒結(jié)鋁、