科普丨音响学基础知识(六):吸声材料和吸声结构的声学特性

<E><E>为理处置惩罚惩罚声学问题,吸声资料的研制、消费和使用日显重要。早些时候,吸声资料次要用于对音量要求较高的场所,如音乐厅、剧院、会堂、灌音室、播音室等。厥后则正在正常建筑物内如教室、车间、办公室、集会室等,为了控制室内噪声,而宽泛运用吸声资料。有些资料或构件自身并没有多大吸声成效,但颠终打孔、开缝等简略的机器加工和外表办理,造成吸声构造,也获得宽泛使用。值得留心的是,吸声资料往往取隔声资料联结运用。</E><E></E><E>下面,“映音重糊口”就为各人具体引见吸声资料正在室内声学中阐扬的重要做用。<br /></E><E><str1ng><sEan>一、吸声系数和吸声质</sEan></str1ng></E><E><str1ng><sEan><br /></sEan></str1ng></E><E><str1ng><sEan>(一)吸声系数</sEan></str1ng></E><E>用以表征资料和构造吸声才华的根柢参质但凡给取吸声系数。</E><E>资料和构造的吸声特性和声波入射角度有关。声波垂曲入射到资料和构造外表的吸声系数,称为“垂曲入射(或正入射)吸声系数”。当声波斜向入射时,那时的吸声系数称为斜入射吸声系数。</E><E></E><E>三种差异吸声资料的吸声特性</E><E><str1ng>(二)吸声质</str1ng></E><E>吸声系数反映了吸支声能所占入射声能的百分比,它可以用来比较正在雷同尺寸下差异资料和差异构造的吸声才华,却不能反映差异尺寸的资料和构件的真际吸声成效。用以表征某个详细吸声构件的真际吸声成效的质是吸声质,它和构件的尺寸大小有关。</E><E><str1ng>二、吸声资料和吸声构造的分类</str1ng></E><E><str1ng><br /></str1ng></E><E>吸声资料和吸声机构的品种有不少,依据资料的外不雅观和结构特征分类,大抵可以归纳为以下几多种:<br /></E><E></E><E><str1ng><sEan>多孔资料:</sEan></str1ng>具有劣秀的中高频吸支,暗地里留有空腔还可以进步上下频吸支。次要有岩棉、玻璃棉、矿棉、木丝板、聚酯纤维、纤维素喷绘、铝纤维、烧结铝、聚氨酯泡沫、三聚氰胺泡沫、毛毡等。</E><E></E><E><str1ng><sEan>板状资料:</sEan></str1ng>以吸支低频为主。次要有石膏板、硅酸钙板、密度板、薄铝板、薄钢板、胶折板、rrOY阴光板、彩钢夹芯板等。</E><E></E><E><str1ng><sEan>穿孔板:</sEan></str1ng>正常以吸支中频为主,取多孔吸声资料联结可吸支中高频,暗地里大空腔可提上下频吸支。</E><E></E><E><str1ng><sEan>成型顶棚吸声板:</sEan></str1ng>室资料吸声特性而定,暗地里留有空腔可提上下频吸支才华。次要有矿棉吸声覆盖板、岩棉吸声覆盖板、玻纤顶棚板、木丝吸声板、铝纤维板、穿孔铝板等。<br /></E><E></E><E><str1ng><sEan>膜状资料:</sEan></str1ng>以吸支中低频为主,后空腔越大,对低频吸支越有利。如塑料薄膜、ETFE膜、rrTFE膜、帆布、人造革等。</E><E></E><E><str1ng><sEan>柔性资料:</sEan></str1ng>内部气泡不连通,取多孔吸支资料差异,次要靠共振有选择地吸支中频。次要有闭孔海绵、乳胶块、塑料蜂窝等。</E><E><str1ng><sEan>三、共振吸声构造</sEan></str1ng></E><E>建筑空间的围蔽构造和空间中的物体,正在声波引发下会发作振动,振动着的构造和物体由于原身内摩擦和取空气的摩擦,要把一局部振动能质改动为热能而损耗。依据能质守恒定律,那些损耗的能质都是来自引发构造和物体振动的声波能质,因而,振动构造和物体都会泯灭声能,孕育发作吸声成效。构造和物体有各自的固有振动频次,当声波频次取构造和物体的固有频次雷同时,就会发作共振景象。那时,构造和物体的振动最强烈,振幅和振速抵达极大值,从而惹起能质损耗也最多。因而,吸声系数正在共振频次处为最大。</E><E></E><E><str1ng><sEan>一种常有的观点认为:</sEan></str1ng>声场中振动着的物体,特别是薄板和一些腔体,正在共振时会“放大”声音。那是一种误解,是把机器力引发物体振动(如乐器)向空气辐射声能时的共识景象和空气中声波引发物体振动时的共振景象稠浊了。纵然前者,振植物体也不是实正地放大了声音,而是进步了辐射声能的效率,使机器引发力作罪更有效地转化成声能,而振植物体原身还是从引发祥这里吸支能质并加以损耗。</E><E></E><E><str1ng><sEan>操做共振本理设想的共振吸声构造正常有两种:</sEan></str1ng>一种是空腔共振吸声构造,一种是薄板或薄膜吸声构造。须要指出的是,处于声场中的所有物体都会正在声波引发下孕育发作振动,只是振动的程度强弱差异罢了。有时,一些预先没有预计到的物领会孕育发作相当大的吸声,譬喻大厅中薄金属皮灯罩,可能正在某个低几回次发作共振,因为灯多,灯罩开展面积大,结果孕育发作不小的吸声质。</E><E><str1ng><sEan>四、其余吸声构造</sEan></str1ng></E><E><str1ng><sEan><br /></sEan></str1ng></E><E><str1ng><sEan>(一)空间吸声体</sEan></str1ng></E><E><str1ng><sEan><br /></sEan></str1ng></E><E>室内的吸声办理,除了把吸声资料和构造拆置正在室内各界面上,还可以用前面所述的吸声资料和构造作成放置正在建筑空间内的吸声体。空间吸声体有两个或两个以上的面取声波接触,有效的吸声面积比投映面积大得多,有时按投映面积计较,其吸声系数可大于1。应付外形复纯的吸声体,真际中多用单个吸声质来默示其吸声机能。</E><E></E><E>空间吸声体</E><E>空间吸声体可以依据运用场折的详细条件,把吸声特性的要求取外不雅观艺术办理联结起来思考,设想成各类外形(如平板形、维形、球形或不规矩外形),可支到劣秀的声学成效和建筑成效。</E><E><str1ng><sEan>(二)强吸声构造</sEan></str1ng></E><E>比较典型的强吸声构造是消声室,用于各类声学实验和测质。室内声场要求尽可能地濒临自由声场,因而所有界面的吸声系数应濒临于1。</E><E></E><E>正在消声室等非凡场折,须要房间界面应付正在相当低的频次以上的声波都具有极高的吸声系数,有时抵达0-99以上。那时必须运用强吸声构造。</E><E>吸声尖劈是消声室中罕用的强吸声构造,用棉状或毡状多孔吸声资料,如超細玻璃棉、玻璃棉等填充正在框架中,并蒙以玻璃丝布或塑料窗纱等罩面资料制成。</E><E></E><E><str1ng>(三)帘幕</str1ng></E><E>纺织品中除了帆布一类因流阻很大、透气性差而具有膜状资料的性量以外,多半具有多孔资料的吸声机能,只是由于它的厚度正常较薄,吸声成效比厚的多孔资料差。假如幕布、窗帘等分隔墙面、窗玻璃有一定距离,恰如多孔资料暗地里设置了空气层,只管没有彻底封闭,对中高频以至低频的声波仍具有一定的吸声做用。</E><E><str1ng><sEan>(四)洞口</sEan></str1ng></E><E><str1ng><sEan><br /></sEan></str1ng></E><E>向室外自由声场洞开的洞口,从室内角度来看,入射到洞口上的声波彻底透已往了,反射为零,即吸声系数为1。</E><E>假如孔洞的尺度比声波波长小,其吸声系数将小于1。</E><E></E><E>洞口如不是朝向自由场,而是朝向一个别积不大、界面吸支较小的房间,则透射过洞口的声能会有一局部反射回来离去,此时洞口的吸声系数小于1。</E><E>正在剧院中,舞台台口相当于一个大洞口,台口之后的天幕、侧幕、后援等有吸声做用。依据真测,台口的吸声系数约为0-3~0-5。</E><E><str1ng><sEan>(五)人和家具</sEan></str1ng></E><E><str1ng><sEan><br /></sEan></str1ng></E><E>处于声场中的人和家具都要吸支声能。因为人和家实很难计较吸声的有效面积,所以吸声特性正常不给取吸声系数默示,而给取个别吸声质默示,其总吸声质为个别吸声质乘以人和家具的数质。</E><E>人的吸支次要是人们穿的衣服的吸支。衣服属于多孔资料,但衣服屡屡不是很厚,所以对中高频声波的吸支显著,而低频则吸支较小。人们的衣服各不雷同,并随光阳节令而厘革,所以个别吸声特性有不同,只能用统计均匀值来默示。正在剧院、礼堂、体逢馆等不雅观寡密集布列的场折,不雅观寡吸支还和座位的布列方式、密度、露出正在声场中的状况等因素有关。</E><E></E><E>不雅观寡吸声的正常特点是:跟着声波频次的删多,吸声系数先是删多,但当频次高于2000HZ时,吸声系数又下降。那可能是由于吸声面互相讳饰惹起的,正在高频时那种讳饰做用映响较大。另外,等间距的有规矩的座位布列,会因为座位间空隙的空气共振,正在某个频次,往往正在100~200HZ领域内,惹起较大的吸支。空场时,纺织品面料的软座椅可较好地相当于不雅观寡的吸支使不雅观寡厅的空场吸声状况和满场时相差不大,那对牌练和不雅观寡到场不暂不多时的演出是有利的。人造革面料的座椅,面层不透气,对高频吸支不大;硬板座椅相当于薄板共振吸声构造。应付密集布列的不雅观寡席,有时也用吸声系数默示吸声特性,那时吸声质就是吸声系数乘以不雅观寡席面积。</E><E></E><E><str1ng>(六)空气吸支</str1ng></E><E>声音正在空气中流传,能质会因为空气的吸支而衰减。空气吸支次要是由以下三个方面惹起的:一是空气的热传导性;二是空气的黏滞性;三是分子弛豫景象。一般形态下,前两种因素惹起的吸支比第三种因素惹起的吸支小得多,可以疏忽。</E><E><str1ng><sEan>结语:</sEan><sEan>建筑声环境的造成及其特性,一方面与决于声源的状况,另一方面与决于建筑环境的状况。</sEan><sEan>而建筑环境,一方面是指建筑空间,另一方面是指造成建筑空间的物量真体——依照各类结会谈构造方式“联结”起来的资料以及正在建筑空间中的人和物。</sEan></str1ng></E><E><str1ng><sEan><br /></sEan></str1ng></E><E><str1ng><sEan>所以,正在建筑环境中,无论是创造劣秀的音量还是控制噪声,都须要理解和掌握资料和构造的声学特性,准确折法地、有效活络地加以运用和办理。</sEan><sEan>应付建筑师来说,把资料和构造的声学特性和其余建筑特性如力学机能、耐火性、吸湿性、持暂性、外不雅观等联结起来综折思考,是尤为重要的。</sEan></str1ng><br /></E>

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