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為什么建筑聲學設計如此重要?淺析聲學材料的原理及應用

發布時間:2017-09-11 16:47 來源:影音新生活 閱讀: 我要投稿

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  家庭影院網 HDAV.com.cn一個好的廳堂,想要獲得好的音質,建筑聲學設計上必須滿足兩個條件:合適的中頻混響時間和理想的混響時間曲線。因此需要我們在裝修施工的過程中慎重選擇不同的聲學材料。各式各樣聲學裝修材料,不僅可以為我們創造出色的廳堂聲學環境,帶來了美妙的聲音。同時,時尚的設計、豐富的色彩也為我們帶來了藝術上的視覺享受。

  

  概述

  吸音材料是指對頻率的平均吸聲系數大于0.2的材料。吸音材料大多為疏松多孔的材料,如礦渣棉、毯子等。

  吸聲材料和吸聲結構的作用:

  1、縮短和調整混響時間;

  2、控制反射聲;

  3、消除回聲;

  4、改善音質,改變聲場分布。

  

  工作原理

  由于聲音都源于物體的振動,它引起鄰近空氣的振動而形成聲波,并在空氣介質中向四周傳播。而吸音材料則是當聲音傳入構件材料表面時,聲能一部分被反射,一部分穿透材料,還有一部由于構件材料的振動或聲音在其中傳播時與周圍介質摩擦,由聲能轉化成熱能,聲能被損耗,即通常所說聲音被材料吸收。

  吸聲系數

  材料吸聲性能的好壞,用吸聲系數α表示。 Α為損耗系數E吸/E0與穿透系數E透/ E0之和。

  材料的吸聲性能除與材料本身結構、厚度及材料的表面特征有關外,還和聲音的入射方向和頻率有關。

  

  應用

  吸音材料通常用于室內音量、音質的控制。一般房間體積越大,混響時間越長,語言清晰度越差,為了保證語言清晰度,需要在室內做吸聲,控制混響時間。如禮堂、教室、體育場,電影院。

  

  對于吸音材料用于音樂建筑要求會嚴格一些。吸音材料的使用要保證聲音一定的豐滿度和適當延長混響時間。為了防止回聲、聲反饋、聲聚焦等聲學缺陷,在后墻面、二層眺臺欄桿面、側墻面及局部都可使用吸音材料。

  在建筑聲環境的設計中采用的吸音材料,還需要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。

  

  吸聲材料的結構種類

  吸聲材料及結構的種類很多,根據其材料結構不同,可以分為下列幾類:

  (1)多孔吸聲材料:纖維狀吸聲材料、顆粒狀吸聲材料、泡沫狀吸聲材料;

  

  

  (2)共振吸聲結構:單個共振器、穿孔板共振吸聲結構、薄板共振吸聲結構;

  

  (3)特殊吸聲結構:薄膜共振吸聲結構;

  

  類型

  阻性衰減型

  阻性衰減型的軟質多孔材料廣為人知的是玻璃棉與巖棉;硬質多孔材料有金屬類、陶瓷類、合成樹脂類多孔材料,其中特別是鋁質吸聲材料得到了人們的重視。其原因在于金屬多孔材料是剛性體,不必像軟質多孔材料那樣需要穿孔面層材料保護,長時間使用不會老化或飛散污染環境,吸濕或濕潤后吸聲系數基本不會影響其吸聲性能。

  

  薄膜震動型

  薄膜震動型吸聲材料通常與其它材料附著在一起,如鋁纖維吸聲材料中的鋁箔。還有微穿孔聚乙烯薄膜,它可以貼附在普通窗戶的玻璃上。吸聲性能:具有優良的中頻吸聲特性。

  

  空間吸聲體

  空間吸聲體與一般吸聲結構的區別在于它不是與頂棚、墻面等剛性壁組合成吸聲結構,而是自成系統的。室內的吸聲處理,一般都在建筑施工和裝飾中把吸聲材料安裝在室內各界面上。但可預制成吸聲構件:空間吸聲體,進行現場吊裝。從本質上講,吸聲體不是什么新的吸聲結構,但由于使用條件不同,吸聲特性也有所不同。掛在聲能流密度大的位置(例如靠近聲源處、反射有聚焦的地方)可以獲得較好的效果。

  

  強吸聲體

  吸聲尖劈是消聲室中常用的強吸聲結構,還有界面平鋪多孔材料。

  簾幕

  簾幕離墻面、窗玻璃有一定距離,就好像在多孔材料背后設置了空氣層,盡管沒有完全封閉,對中高頻仍具有一定的吸聲作用。

  

  洞口

  向室外自由聲場敞開的洞口,從室內的角度看,它是完全吸聲的,對所有頻率的吸音系數均為1。它對室內聲學問題有較大的影響。若洞口不是朝向自由聲場時,其吸音系數就小于1。

  人和家俱

  人和家俱也能夠吸收聲音,因此人和家俱實際上也是吸音體。一般的吸音材料和結構可按其吸音系數和有效面積的乘積求得吸音量。所以吸音特征用每人的或者每件家具的吸音量來表示,它們與個數(或件數)的乘積即為總吸音量。

  

  隨著現代科學技術的飛速發展,聲學材料的類型及作用會越來越多。為了滿足人們對吸聲材料不斷增長的需要將來,吸聲材料的應用也將會越來越廣泛。

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