9.3 吸声和隔音材料（课件）- 《建筑材料》同步教学（重庆大学·2023）

9.3 吸声和隔音材料 噪声：人类生活的环境里有各种声波，其中有的是用来传递信息和进行社会活动的，是人们需要的；有的会危害人体的健康，影响人的工作和休息等正常生活的声音。 随着工业生产、交通运输的迅猛发展，城市人口急剧增长，噪声源也越来越多，所产生的噪声也越来越强，造成人类生活环境的噪声污染日益严重，为此人类正在积极寻求解决之道。人们需要一些可以控制噪声及噪声危害的新型材料。 人们生活的需要和材料学的快速发展迎合了这种趋势。于是，一系列新型的材料诞生——吸声与隔声材料 为了改善人类的声音环境，保证音乐优美动听、语言清晰可懂，人们开始对声音和降低噪声的材料进行研究。 吸声材料——是指多细孔、柔软的材料，当声音透过多孔时，在吸声材料中多次反射，而声能衰减，达到吸声的功能； 隔声材料——指在声音传播的过程中，能够阻挡声音穿透，达到阻止噪声传播的目的。 吸声材料 隔声材料 吸声材料 吸声材料依据吸声原理可分为： 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； 共振吸声材料——单个共振器、穿孔板共振吸声结构、薄板共振吸声结构、薄膜共振吸声结构。 吸声材料——多孔吸声材料 多孔吸声材料内部具有大量互相连通的微孔或间隙, 而且孔隙细小且在材料内部均匀分布。 吸声机理是当声波入射到材料表面时, 一部分在材料表面反射, 另一部分则透人到材料内部向前传播, 在传播过程中, 引起孔隙中的空气运动, 与形成孔壁的固体孔筋或孔壁发生摩擦, 由于粘滞性和热传导效应, 将声能转变为热能耗散掉。 吸声材料——多孔吸声材料 多孔吸声材料是目前应用最广泛的材料,主要有有机纤维材料,无机纤维材料,泡沫材料和吸声建筑材料四大类。 吸声材料——共振吸声材料 共振吸声材料主要 是孔径处于丝米级( 0. 1 mm 级) , 在小于1 mm 厚的薄板上, 穿孔率约在1% ~ 5%的微穿孔板,, 微穿和后背空腔组成了微穿孔吸声体；当入射声波的频率和系统的共振频率一致时, 穿孔板颈的空气产生激烈振动摩擦, 加强了吸收效应, 形成了吸收峰, 使声能显著衰减。远离共振频率时, 则吸收作用减小 吸声材料——共振吸声材料 共振吸声结构材料的微穿孔吸声体组成了许多并联的亥姆霍兹共振器。 隔声材料 隔声材料能用来阻断噪音的材料，而几乎所有的材料都具有隔音作用，隔音量遵循质量定律原则（隔音材料的单位密集面密度越大，隔音量就越大，面密度与隔音量成正比关系）。 隔音材料在物理上有一定弹性，当声波入射时便激发振动在隔层内传播。 隔声材料——隔音板 隔音指板软质纤维或PMMA料或聚碳酸脂板做成的板材；它具有耐老化，耐高温，透明，重量轻，易安装等特点。 隔声材料——隔音玻璃 隔音玻璃制作工艺成熟，质量稳定，易维护清洗，保温性、透光性、节能性都较好。按其结构不同一般可分为：中空玻璃、真空玻璃、夹层玻璃。 吸声材料隔声材料的综合使用 吸声材料隔声材料的合理给合，发挥了两种材料材质机理上的各自优势，从而提高降噪效果，例如： 复合隔声墙板——往往在墙板中间填入部分吸声材料，它既减弱了声音在二板间的反复反射，又提高了复合墙全为整体结构的隔声量。 吸声与隔声材料综合使用的案例 高铁武汉火车站 吸声与隔声材料的应用范围 1、室内墙面及天花板的饰面、地面； 2、演播室、录音室、音响设备测试室； 3、播音、音响设备的表面； 4、影剧院、会议室、室内体育馆、音乐大厅健身房； 5、隔音门、隔音墙等屏障式隔墙式夹层； 6、图书馆、阅览室、展览馆、教室、幼儿园、钢琴室； 7、保温、隔热设施及产品表层； 8、歌舞厅、KTV包房、酒店、生产车间、办公室； 9、空轧机、柴油机等机器设备； 10、汽车、船舶等交通工具的吸音隔音，其它需要隔音吸音的场所。 吸声与隔声材料的发展趋势 从过去单一吸声功能向高吸声性的转变； 从过去的单调性向装饰性； 从过去的品种单一性向种类多样性的转变； 从过去的高耗能性向经济性、环保性的转变； 从过去的性能单一性向多功能性的转变。 $$