《建筑物理》课程授课教案（建筑声学）第二十上讲 吸声材料和隔声材料

第11周,第_1进课程名称：《建筑物理》摘要第二章吸声材料和隔声材料授课题目（章、节）【目的要求】了解吸声材料吸声机理、隔声材料的隔声机理，了解围护结构隔声评价标准

课程名称：《建筑物理》 第 11 周，第 1 讲 摘 要 授课题目（章、节） 第二章 吸声材料和隔声材料 【目的要求】了解吸声材料吸声机理、隔声材料的隔声机理，了解围护结构隔声评价标准

第二章吸声材料和隔声材料第一节吸声材料（构造）定义：由于某些材料的多孔性薄膜作用，共振作用，或对入射声能有吸收作用等，而使声能减少的材料。一、多孔吸声材料（主要吸收中、高频）1特点：通气性2原理：（1）当声波入射到多孔材料表面时，声波能顺着微孔进入材料内部，引起孔隙中的空气振动。（2）由于摩擦和空气的粘滞阻力，使一部分声能变为热能；（3）气体压缩放热、膨胀吸热，孔隙中的空气与孔壁、纤维之间进行热交换：也使声能被吸收3影响多孔材料吸声特性的主要因素：（1）材料中的空气流阻空气粘性越大、多孔材料越厚、越密实，流阻越大；若流阻过大，克服摩擦力、粘滞阻力从而使声能转化为热能的效率就很低，吸声作用很小。多孔材料存在最佳流阻。（2）孔隙率指材料中连通的空气体积和材料总体积比。一般在70%以上，有些达到90%。对于同一种纤维材料，密度越大，孔隙率越小，流阻越大。（3）材料的厚度（对中、低频影响明显）增加多孔吸声材料的厚度可提高其吸声系数，尤其是对吸声系数低的中、低频提高的比较显著。（4）材料的密度对于同一种多孔材料，当厚度一定而密度改变时，吸声特性也会有所改变，但是比增加厚度所引起的变化小。（5）材料背后的条件背后留有空气层时，既可提高吸声系数，又可节省吸声材料。（6）饰面的影响可以适用金属网、透气性好的纺织品、穿孔率大的于20%的多孔板

第二章 吸声材料和隔声材料 第一节 吸声材料（构造） 定义：由于某些材料的多孔性薄膜作用,共振作用，或对入射声能有吸收作用 等，而使声能减少的材料。 一、多孔吸声材料（主要吸收中、高频） 1 特点：通气性 2 原理： （1）当声波入射到多孔材料表面时，声波能顺着微孔进入材料内部，引起孔 隙中的空气振动。 （2）由于摩擦和空气的粘滞阻力，使一部分声能变为热能； （3）气体压缩放热、膨胀吸热，孔隙中的空气与孔壁、纤维之间进行热交换， 也使声能被吸收 3 影响多孔材料吸声特性的主要因素： （1）材料中的空气流阻 空气粘性越大、多孔材料越厚、越密实，流阻越大；若流阻过大，克服摩擦 力、粘滞阻力从而使声能转化为热能的效率就很低，吸声作用很小。 多孔材料存在最佳流阻。 （2）孔隙率 指材料中连通的空气体积和材料总体积比。 一般在 70%以上，有些达到 90% 。 对于同一种纤维材料，密度越大，孔隙率越小，流阻越大。 （3）材料的厚度（对中、低频影响明显） 增加多孔吸声材料的厚度可提高其吸声系数，尤其是对吸声系数低的中、 低频提高的比较显著。 （4）材料的密度 对于同一种多孔材料，当厚度一定而密度改变时，吸声特性也会有所改变， 但是比增加厚度所引起的变化小。 （5）材料背后的条件 背后留有空气层时，既可提高吸声系数，又可节省吸声材料。 （6）饰面的影响 可以适用金属网、透气性好的纺织品、穿孔率大的于 20％的多孔板

（7）声波的频率和入射条件多孔材料的吸声系数随声波频率的提高而增加。通常使用的厚度为5cm左右成型的多孔材料，对中、高频有较大的吸声系数。（8）吸湿、吸水的影响多孔材料受潮后，材料的间隙和小孔中的空气被水分所代替，使空隙率降低，从而导致吸声性能的改变。二、共振吸声结构1薄膜（薄板）吸声结构（主要吸收中、低频）1.1定义：将不透气、有弹性的板状或膜状材料（如胶合板、硬质纤维板、石膏板、石棉水泥板、皮革、人造革、帆布等）周边固定在框架上，板后留有一定厚度的空气层，就成了薄板和薄膜共振吸声结构。1.2原理：当受到声波作用时，在该系统共振频率附近具有最大的声吸收。2穿孔板吸声结构（主要吸收中、低频）2.1定义：各种穿孔的薄板与它们背后的空气层组成的结构称为穿孔板共振吸声结构。2.2原理：穿孔板上的每个小孔及其对应的背后空气层，形成了一排排的空腔共振器或者说可以看作是无限多个共振器系统。当入射光波的频率和这个系统的固有频率相同时，在穿孔孔径的空气就会因共振而剧烈振动。在振动过程中主要由于穿孔附近的摩擦损失而吸收声能。2.3微穿孔板三、其它吸声构造1空间吸声体把吸声体悬挂在声能流密度大的位置（如靠近声源处、反射有聚焦的地方），具有好的吸声效果。用穿孔板作成各种形式的外壳，再将玻璃棉等一类多孔材料填入。2吸声尖劈3可变吸声构造4人和家具5空气吸收6开口的吸收第二节声音在围护结构中的传播1经空气直接传播（空气声或空气传声）2经围护结构的振动传播3固体的撞击或振动的直接传播（固体声或撞击声）

（7）声波的频率和入射条件 多孔材料的吸声系数随声波频率的提高而增加。通常使用的厚度为 5cm 左 右成型的多孔材料，对中、高频有较大的吸声系数。 （8）吸湿、吸水的影响 多孔材料受潮后，材料的间隙和小孔中的空气被水分所代替，使空隙率降 低，从而导致吸声性能的改变。 二、共振吸声结构 1 薄膜（薄板）吸声结构（主要吸收中、低频） 1.1 定义： 将不透气、有弹性的板状或膜状材料（如胶合板、硬质纤维板、石膏板、石棉 水泥板、皮革、人造革、帆布等）周边固定在框架上，板后留有一定厚度的空气 层，就成了薄板和薄膜共振吸声结构。 1.2 原理： 当受到声波作用时，在该系统共振频率附近具有最大的声吸收。 2 穿孔板吸声结构（主要吸收中、低频） 2.1 定义： 各种穿孔的薄板与它们背后的空气层组成的结构称为穿孔板共振吸声结构。 2.2 原理： 穿孔板上的每个小孔及其对应的背后空气层，形成了一排排的空腔共振器或者 说可以看作是无限多个共振器系统。当入射光波的频率和这个系统的固有频率相 同时，在穿孔孔径的空气就会因共振而剧烈振动。在振动过程中主要由于穿孔附 近的摩擦损失而吸收声能。 2.3 微穿孔板 三、其它吸声构造 1 空间吸声体 把吸声体悬挂在声能流密度大的位置（如靠近声源处、反射有聚焦的地方）， 具有好的吸声效果。 用穿孔板作成各种形式的外壳，再将玻璃棉等一类多孔材料填入。 2 吸声尖劈 3 可变吸声构造 4 人和家具 5 空气吸收 6 开口的吸收 第二节 声音在围护结构中的传播 1 经空气直接传播（空气声或空气传声） 2 经围护结构的振动传播 3 固体的撞击或振动的直接传播（固体声或撞击声）

第三节墙体隔声材料（构造）一、声音的透射与隔绝1透射：建筑物从一个侧面向另一个侧面传播的现象。2隔声量：入射声分贝数与透射声分贝数之差。二、单层匀质密实墙影响墙体隔声效果的因素：1质量定律1.1定义：墙体受到声波激发所引起的振动与其惯性即质量有关，墙体的单位面积重量越大，透射的声能越少，这就是通常所说的“质量定律”。1.2公式：7R。=101g/1+I Mf -2吻合效应入射波na=asing弯曲波三、双层匀质密实墙1定义：由两个单层均质墙中间夹一层空气间层组成的建筑构件称为双层均质密实墙。2隔声机理：当声波入射到外层墙板时，外墙便产生振动，并通过空气层将振动传至内层墙板。由于空气的弹性变形具有减振作用，致使内层墙板的振动随之减弱，因而提高了墙板的隔声量。3公式：共振频率6001foVLmm2

第三节 墙体隔声材料（构造） 一、声音的透射与隔绝 1 透射：建筑物从一个侧面向另一个侧面传播的现象。 2 隔声量：入射声分贝数与透射声分贝数之差。 二、单层匀质密实墙 影响墙体隔声效果的因素： 1 质量定律 1.1 定义： 墙体受到声波激发所引起的振动与其惯性即质量有关，墙体的单位面积重量越 大，透射的声能越少，这就是通常所说的“质量定律”。 1.2 公式：                 = + 2 0 10lg 1 c R Mf   2 吻合效应 三、双层匀质密实墙 1 定义： 由两个单层均质墙中间夹一层空气间层组成的建筑构件称为双层均质密实墙。 2 隔声机理： 当声波入射到外层墙板时，外墙便产生振动，并通过空气层将振动传至内层 墙板。由于空气的弹性变形具有减振作用，致使内层墙板的振动随之减弱，因而 提高了墙板的隔声量。 3 公式：共振频率 1 2 0 600 1 1 L m m f = +

四、轻质墙1定义面质量密度仅为每平方米十几到几十千克的墙板称为轻质墙，例如：石膏板纤维板、胶合板、塑料板、加气混凝土等。2提高轻质墙隔声量的措施a.两层轻质墙体之间设置空气层b.两层轻质墙体之间充填多孔材料c.轻质墙体材料的层数、填充材料的种类对隔声性能有影响。五、门和窗1门的隔声措施(1)在门的双层薄板中充填多孔材料(2)用乳胶条、橡皮条、工业毡等对门缝做密封处理(3)采用双层门的处理方法(4)真空处理2窗的隔声措施(1)采用厚玻璃(2)用双层玻璃，并留较大的间距(3)在玻璃与窗框，窗框与墙之间进行密封处理第四节楼板的隔声措施(1)面层法(2)垫层法(3)吊顶法第五节建筑围护结构隔声评价标准1空气声隔声量SR=Lnlp1 Le + 101g AT+10lgT:IgTo2楼板撞击声级ALm= + 0e A.TL'pnT=Lp1 -10lg T10

四、轻质墙 1 定义 面质量密度仅为每平方米十几到几十千克的墙板称为轻质墙，例如：石膏板、 纤维板、胶合板、塑料板、加气混凝土等。 2 提高轻质墙隔声量的措施 a.两层轻质墙体之间设置空气层 b.两层轻质墙体之间充填多孔材料 c.轻质墙体材料的层数、填充材料的种类对隔声性能有影响。 五、门和窗 1 门的隔声措施 （1） 在门的双层薄板中充填多孔材料 （2） 用乳胶条、橡皮条、工业毡等对门缝做密封处理 （3） 采用双层门的处理方法 （4） 真空处理 2 窗的隔声措施 （1） 采用厚玻璃 （2） 用双层玻璃，并留较大的间距 （3） 在玻璃与窗框，窗框与墙之间进行密封处理 第四节 楼板的隔声措施 （1） 面层法 （2） 垫层法 （3） 吊顶法 第五节 建筑围护结构隔声评价标准 1 空气声隔声量 2 楼板撞击声级