一级建筑师材料的声学特性辅导讲义(2)

　　2.影响多孔材料吸声性能的因素

　　(1)空气流阻

　　空气流阻反映了空气质点通过材料空隙时的阻力。对于特定的多孔材料，存在最佳流阻。

　　(2)孔隙率

　　孔隙率是指材料中连通的空隙体积和材料总体积之比。多孔材料的孔隙率一般在70%以上，多数达90%左右。对于一定厚度的多孔材料，存在最佳孔隙率。

　　(3)厚度

　　增加多孔材料的厚度，可以增加对低频声的吸收，但对高频声的吸声性能影响则较小。厚度增加到一定程度时，对吸声系数的影响就不明显了。

　　(4)表观密度(容重)

　　材料厚度不变，增加表观密度可提高中低频的吸声系数，但比增加厚度引起的变化相对较小。材料表观密度也存在最佳值。

　　(5)安装条件

　　多孔材料背后留有空腔，其中、低频的吸声系数会有所提高。

　　(6)面层的影响

　　多孔材料饰面应具有良好的透气性，否则会降低材料的吸声系数。

　　(7)温度和湿度的影响

　　常温条件下，温度对多孔材料的吸声系数几乎没有影响。

　　多孔材料吸湿后，中高频的吸声系数将降低，并使材料变质。多孔材料不适合在高湿条件下使用。

　　(二)共振吸声构造

　　利用共振原理设计的吸声构造一般有两种，一种是空腔共振吸声构造;一种是薄膜薄板共振吸声构造。

　　1.空腔共振吸声构造

　　空腔共振吸声构造，是在构造中封闭有一定体积的空气，并通过开口或小孔与声场空间连通。如亥姆霍兹共振器，各种穿孔板(如穿孔石膏板、金属板、纤维水泥板、木板等)、狭缝板等背后设置空气层形成的吸声构造。

　　亥姆霍兹共振器，如图3—5(a)所示，可用石膏浇筑，或采用专门设计的带孔径的空心砖或空心砌块，由封闭空腔通过开口与外部空间相联系，其吸声原理可用图3—5(b)说明。当孔深t和孔径d比声波波长小得多时，孔径中空气柱的作用类似于质量块，而空腔V比孔径大得多，其作用相当于空气弹簧，于是形成一共振系统——弹簧质量块系统。当外界入射声波的频率和系统的固有频率相等时，孔径中的空气柱由于共振而剧烈振动并与孔壁摩擦从而消耗声能。穿孔板吸声构造可看成是许多并联的亥姆霍兹共振器，如图3-5(c)所示。

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