三、多孔吸声材料吸声机理及相关参数.ppt

第三章 吸声材料与吸声结构 3.1 吸声系数与吸声量 3.2 多孔材料的吸声机理 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，而是因为多孔材料具有大量的内外连通的微小孔隙和孔洞。 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。 3.3 影响多孔吸声材料吸声系数的因素 多孔吸声材料对声音中高频有较好的吸声性能。影响多孔吸声材料吸声特性主要是材料的厚度、密度、孔隙率、结构因子和空气流阻等。 密度：每立方米材料的重量。 孔隙率：材料中孔隙体积和材料总体积之比。 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。 空气流阻：单位厚度时，材料两边空气气压和空气流速之比。 3.4 玻璃棉吸声系数的比较 3.5 其它吸声结构 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。 3.6 吸声在建筑声学中的应用举例 3.6.1 室内音质的控制 玻璃棉产品可以制成吊顶板、贴墙板、空间吸声体等，在建筑室内起到吸声作用，降低混响时间。 一般地，房间体积越大，混响时间越长，语言清晰度越差，为了保证语言清晰度，需要在室内做吸声，控制混响时间。如礼堂、教室、体育场，电影院。 对音乐用建筑，为了保证一定丰满度，混响时间要比长一些，但也不能过长，可以使用吸声控制。 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。 吸声降噪最多可以获得10-15dB的降噪量。降噪量=10lg(A0/A1),未加入吸声材料时室内吸声量越少，加入吸声材料后室内吸声量越多，降噪效果越好。 * * 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。 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 值 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 由塞宾公式 设混响室空室时的混响时间T1，放入吸声材料后的混响时间T2。（混响室体积和内表面积分别为V0、S0） 并且 由上式推导得到：材料吸声系数 ?=0.161V(1/T2-1/ T1)/S 吸声量或吸声系数的测量 1、混响室法 混响室法可以测量吸声材料的吸声系数，也可以测量吸声结构的吸声量 吸声系数?=0.161V(1/T2-1/ T1)/S 单个结构的吸声量A= 0.161V(1/ T2 -1/ T1)/n 其中：V 混响室体积 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 材料吸声系数实验报告。 标准:GBJ75-84