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浅析声学材料的原理及应用
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- Q) g/ Q3 M$ _( G* X* G; d3 t2 L 一个好的厅堂，想要获得好的音质，建筑声学设计上必须满足两个条件：合适的中频混响时间和理想的混响时间曲线。因此需要我们在装修施工的过程中慎重选择不同的声学材料。各式各样声学装修材料，不仅可以为我们创造出色的厅堂声学环境，带来了美妙的声音。同时，时尚的设计、丰富的色彩也为我们带来了艺术上的视觉享受。
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$ K* q9 B) q: I' K( Z 概述! t5 S: i0 x$ J$ r8 j7 x) i+ k. e, t) c
吸音材料是指对频率的平均吸声系数大于0.2的材料。吸音材料大多为疏松多孔的材料，如矿渣棉、毯子等。, J' Z9 l _9 c; a7 k+ v# K2 w7 n
吸声材料和吸声结构的作用：
1 @, R. k4 p! |6 `' I' H9 [7 c9 C- B１、缩短和调整混响时间；
; c* K: i! ]$ L5 ?9 s* U7 D2、控制反射声；, ^0 ^6 }6 v& m/ Y9 \9 W
3、消除回声；# T% \* B/ ]! V3 ~+ o
4、改善音质，改变声场分布。
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工作原理+ i2 y" \0 M5 K- b7 h2 h: w s- w D
由于声音都源于物体的振动，它引起邻近空气的振动而形成声波，并在空气介质中向四周传播。而吸音材料则是当声音传入构件材料表面时，声能一部分被反射，一部分穿透材料，还有一部由于构件材料的振动或声音在其中传播时与周围介质摩擦，由声能转化成热能，声能被损耗，即通常所说声音被材料吸收。. e+ G' k5 m) p8 w
吸声系数：
5 _) I/ y( }6 Y: S. O* k% M8 Z: v; B 材料吸声性能的好坏，用吸声系数α表示。 Α为损耗系数E吸/E0与穿透系数E透/ E0之和。
' I ?4 Y& C D 材料的吸声性能除与材料本身结构、厚度及材料的表面特征有关外，还和声音的入射方向和频率有关。0 d1 q7 ?* \9 W1 x* W
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. N3 Y# n7 c' i3 j8 n 应用
7 K8 e j- i5 B 吸音材料通常用于室内音量、音质的控制。一般房间体积越大，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。. ]2 G$ ~; z; ~& i
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* ~9 A$ n8 a/ j; q! W3 K 对于吸音材料用于音乐建筑要求会严格一些。吸音材料的使用要保证声音一定的丰满度和适当延长混响时间。为了防止回声、声反馈、声聚焦等声学缺陷，在后墙面、二层眺台栏杆面、侧墙面及局部都可使用吸音材料。
0 F/ J1 M w4 j, F" [4 E 在建筑声环境的设计中采用的吸音材料，还需要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。
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; {, K. C6 ~: E( S$ c5 B- x 吸声材料的结构种类7 _8 p# K/ m; V/ x" F# W
吸声材料及结构的种类很多,根据其材料结构不同,可以分为下列几类:8 ?! h4 i2 z7 }3 [/ S8 Y
（1）多孔吸声材料：纤维状吸声材料、颗粒状吸声材料、泡沫状吸声材料； V6 x- ~, u* }8 K
S6 f$ H p! l1 X: U （2）共振吸声结构：单个共振器、穿孔板共振吸声结构、薄板共振吸声结构；
: A: c! B- Q7 j7 \ （3）特殊吸声结构：薄膜共振吸声结构；
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类型0 f' g4 m) @) J' |2 u
阻性衰减型
- Z, n* O1 h' h) E 阻性衰减型的软质多孔材料广为人知的是玻璃棉与岩棉;硬质多孔材料有金属类、陶瓷类、合成树脂类多孔材料,其中特别是铝质吸声材料得到了人们的重视。其原因在于金属多孔材料是刚性体,不必像软质多孔材料那样需要穿孔面层材料保护,长时间使用不会老化或飞散污染环境,吸湿或湿润后吸声系数基本不会影响其吸声性能。1 x0 j, j1 w) n+ x- d$ U
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3 W) ]9 }! {+ ~3 p1 A 薄膜震动型+ M* T- r& }. D
薄膜震动型吸声材料通常与其它材料附着在一起,如铝纤维吸声材料中的铝箔。还有微穿孔聚乙烯薄膜,它可以贴附在普通窗户的玻璃上。吸声性能：具有优良的中频吸声特性。/ o9 s5 k0 E& x/ E# a# f
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空间吸声体! Y; B( g# J6 l* ^/ |
空间吸声体与一般吸声结构的区别在于它不是与顶棚、墙面等刚性壁组合成吸声结构,而是自成系统的。室内的吸声处理,一般都在建筑施工和装饰中把吸声材料安装在室内各界面上。但可预制成吸声构件：空间吸声体,进行现场吊装。从本质上讲,吸声体不是什么新的吸声结构,但由于使用条件不同,吸声特性也有所不同。挂在声能流密度大的位置(例如靠近声源处、反射有聚焦的地方)可以获得较好的效果。1 w" F8 P; q+ y7 W
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强吸声体( m. X3 A2 d) e% m1 V
吸声尖劈是消声室中常用的强吸声结构,还有界面平铺多孔材料。
( V7 @) M; u& Y7 @ 帘幕
" W, _0 I. P0 ?& L 帘幕离墙面、窗玻璃有一定距离,就好像在多孔材料背后设置了空气层,尽管没有完全封闭,对中高频仍具有一定的吸声作用。( E: m! {. t7 q" m/ ^
洞口- B/ f( L8 ?# h" j" ~
向室外自由声场敞开的洞口,从室内的角度看,它是完全吸声的,对所有频率的吸音系数均为1。它对室内声学问题有较大的影响。若洞口不是朝向自由声场时,其吸音系数就小于1。% y# i& `- Y0 }% h" I% M( ?2 ~8 v
人和家俱) |- W6 p, ]* X) n, z! r- n
人和家俱也能够吸收声音,因此人和家俱实际上也是吸音体。一般的吸音材料和结构可按其吸音系数和有效面积的乘积求得吸音量。所以吸音特征用每人的或者每件家具的吸音量来表示,它们与个数(或件数)的乘积即为总吸音量。7 q9 ^$ r6 n/ ^3 ` n# A, j5 \" H5 v
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随着现代科学技术的飞速发展，声学材料的类型及作用会越来越多。为了满足人们对吸声材料不断增长的需要将来，吸声材料的应用也将会越来越广泛。 |
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发表于 2009-1-17 11:39:34