吸声材料及吸声结构归纳为五大类加以介绍
吸声材料及吸声结构归纳为五大类加以介绍
1、多孔吸声材料
（1）多孔吸声材料的类型包括：有机纤维材料、麻棉毛毡、无机纤维材料、玻璃棉、岩棉、矿棉，脲醛泡沫塑料，氨基甲酸脂泡沫塑料等。聚氯乙烯和聚苯乙烯泡沫塑料不属于多孔材料，用于防震，隔热材料较适宜。
（2）构造特征：材料内部应有大量的微孔和间隙，而且这些微孔应尽可能细小并在材料内部是均匀分布的。材料内部的微孔应该是互相贯通的，而不是密闭的，单独的气泡和
密闭间隙不起吸声作用。微孔向外敞开，使声波易于进入微孔内。
（3）吸声特性主要是高频，影响吸声性能的因素主要是材料的流阻，孔隙 ，结构因素、厚度、容重、背后条件的影响。
a.材料厚度的影响 任何一种多孔材料的吸声系数，一般随着厚度的增加而提高其
低频的吸声效果，而对高频影响不大。但材料厚度增加到一定程度后，吸声效果的提高就不明显了，所以为了提高材料的吸声性能而无限制地增加厚度是不适宜的。常用的多孔材料的厚度为:
玻璃棉，矿棉 50—150mm
毛毡 4---5mm
泡沫塑料 25—50mm
b.材料容重的影响
改变材料的容重可以间接控制材料内部微空尺寸。一般来讲，多孔材料容重的适当增加，意味着微孔的减少，能使低频吸声效果有所提高，但高频吸声性能却可能下降。合理选择吸声材料的容重对求得最佳的吸声效果是十分重要的，容重过大或过小都会对多孔材料的吸声性能产生不利的影响。
c.背后空气层的影响
多空材料背后有无空气层，对于吸声特性有重要影响。大部分纤维板状多孔材料都是周边固定在龙骨上，离墙50—150mm距离安装。材料空气层的作用相当于增加了材料的厚度，所以它的吸声特性随着空气层厚度增加而提高，当材料离墙面安装的距离(既空气层的厚度)等于1/4波长的奇数倍时，可获得最大的吸声系数；当空气层的厚度等于1/2波长的整数倍时，吸声系数最小。
d.材料表面装饰处理的影响
大多数吸声材料在使用时常常需要进行表面装饰处理.常见的方法有：表面钻孔开槽，粉刷油漆，利用织布，穿孔板和塑料薄膜等。这些方法都将影响材料的吸声特性。
半穿孔的矿棉吸声板增加了材料暴露在声波中的面积，既增加了有效吸声面积，因此提高了材料的吸声特性。
粉刷油漆等于在材料表面上加了一层高流阻的材料，将会影响材料的吸声特性，特别是在高频段影响更显著。
采用金属网，玻璃布和低流阻的材料或选择穿孔率大于20%的穿孔板做护面层时，对材料的吸声性能影响不大。若穿孔率小于20%时，对高频段的吸声会有影响，低频影响不大。
2、穿孔板共振吸声结构
采用穿孔的石棉水泥、石膏板、硬质纤维板、胶合板以及钢板、铝板，都可作为穿孔板共振吸声结构，在其结构共振频率附近，有较大的吸收，适于中频，穿孔板的共振频率的公式，即：
&;;fo= ——√————— HZ
&;; Zπ L(T+δ)
&;;fo—穿孔板的共振频率，HZ
&;;C—声速，CM/S
&;;L— 后空气层厚度，CM
&;;t—板的厚度，CM
&;;δ—孔口末端休整量，CM
&;;P—穿孔率，即穿孔面积与总面积之比
3、薄膜吸声结构
包括皮革、人造革、塑料薄膜等材料，具有不透气、柔软、受张拉时有弹性等特性，吸收共振频率附近的入射声能，共振频率通常在200～1000HZ范围，最大吸声系数约为0.3～0.4，一般把它作为中频范围的吸声材料。如果在薄膜的背后空腔内填放多孔材料,这时的吸声特性取决于膜和多孔材料的种类以及薄膜的装置方法
4、薄板吸声结构
把胶合板、硬质纤维板、石膏板、石棉水泥板等板材周边固定在框架上，连同板后的封闭空气层，构成振动系统，其共振频率多在80～300HZ，其吸声系数约为0.2～0.5，可以作为低频吸声结构。决定薄板吸声结构的吸声性能的主要因素有:
（1）薄板质量m的影响
增加板的单位面积重量，一般可以使其共振频率向低频移动。而选用质量小的，不透气的材料如皮革，有利于共振频率向高频方向移动。
（2）背后空气层厚度的影响
改变空气层的厚度和改变板的质量一样，共振频率也会发生变化。在空气层中填充多孔材料，可使共振频率附近的吸声系数有所提高。
&;;（3）板后龙骨构造及板的安装方式的影响
由于薄板吸声结构有一定的低频吸声能力,而对中高频吸声差，因此在中高频时就具有较强的反射能力。能增加室内声能的扩散。通过改变龙骨构造何不同的安装方法，设计出各种形式的反射面，扩散面和吸声---扩散结构。
5、特殊吸声结构
帘幕是具有通气性能的纺织品，具有多孔材料的吸声特性，由于较薄本身作为吸声材料使用是得不到大的吸声效果的。如果将它作为帘幕，离开墙面或窗洞一定距离安装，恰如多孔材料的背后设置了空气层，因而在中高频就能够具有一定的吸声效果。当它离墙面1/4波长的奇数倍距离悬挂时就可获得相应频率的高吸声量。
（2）空间吸声体
将吸声材料作成空间的立方体如：平板形，球形，圆锥形棱锥形或柱形，使其多面吸收声波，在投影面积相同的情况下，相当于增加了有效的吸声面积和边缘效应，再加上声波的衍射作用，大大提高了实际的吸声效果，其高频吸声系数可达1.40.在实际使用时，根据不同的使用地点和要求，可设计各种形式的从顶棚吊挂下来的吸声体。
6、如何正确布置吸声材料
（1）装置吸声材料时，如穿孔板，应结合灯具及室内装修统一考虑，进行分块组合，尽可能使吸声材料均匀分布，有利声场的均匀。
（2）要使吸声材料充分发挥作用，应将它布置在最容易接触声波和反射次数最多的表面上，如顶棚，顶棚与墙，墙与墙交接处1/4波长以内的空间等处。
（3）观众厅的后墙，挑台栏杆处，反射回来的声音可能产生回声干扰，常需在后墙的墙裙以上部位的墙面和挑台栏杆处，布置高吸声系数的材料。
（4）吸声材料分散布置，比集中式布置有利于声场扩散和改善音质条件。
（5）一般房间两相对墙面的总吸声量应尽量接近,有利于声场扩散.
（6）一般在顶棚较底的房间，狭长的走道，采用吸声处理方法，选用吸声系数大的材料或悬挂空间吸声体，对降低噪声的干扰效果很好。
&;;一、音乐与建筑的关系
19世纪末20世纪初，赛宾 (W．C．Sabine) 提出混响时间理论，提出以下赛宾公式
&;; T60=KV/A
T60――混响时间S
&;; K―――常数，一般取0.161
&;; V―――房间容积（立方米）
&;; A―――室内总吸声量（平米）
以后在赛宾公式的基础上，后人通过研究又做了某些修正，导出了在工程中普遍应用的伊林（EYring）公式：
&;;T60=KV/-SLN(1-a)+4mV
V―――房间容积（立方米）
S―――室内总表面积（平米）
α―――室内平均吸声系数
4m――空气吸收系数
&;;人们对厅堂建筑的音质设计有了一个较为完整的认识，从确定厅堂的最佳混响时间、每座容积到体型的确定，吸声材料的选择，从保证语言的清晰度、音乐的丰满度到各类话剧、歌剧、电影，不同功能所要求的声学指标，开始用一套较为完整的声学理论来进行计算、设计。多数人认为，按声学理论设计出的厅堂，音质不会出现问题。
但是回顾建筑发展的历史，我们可以看到，在混响时间理论问世之前，在世界各地，已经建成了大量的音乐厅、歌剧院等演出性建筑，设计者没有遵循室内声学设计理论，而这些建筑良好的音质环境，是前人和后人公认的。
如在意大利维琴察，由帕拉迪（PALLDIO）设计的奥林匹克剧院，是年建造的，有3000个座位;
又如1618年亚历奥迪（ALEOTTI）设计的意大利帕尔马市的法内斯剧院，容纳观众2500人，
这时间建造的剧院和厅堂，没有发现任何显著的音质缺陷。
&;;特别是当时的设计者已经感觉到，各种风格的音乐需要不同的厅堂去演奏，巴洛克音乐和古典音乐不是为教堂演奏而写的，它通常在贵族的舞池内演奏。意大利歌剧属于戏剧性的，在马蹄形歌剧院上演时，声学环境非常协调，1876年建于瑞士巴塞尔的斯塔特――卡西诺音乐厅，在演出浪漫乐时声学效果非常优美。
&;;在20世纪以前，只有一座厅堂按声学意图设计，在某些方面考虑了声学要求，德国的拜罗伊特市的费斯特施皮尔大厅是唯一用作演奏瓦格纳歌剧而设计建造的，大厅设有环形包厢和一层层座位，因而减少了声吸收表面，其混响时间比欧洲的典型剧院要长得多。
&;;这个时期，一些设计师对厅堂音质的设计的态度的最好反映，是设计巴黎歌剧院的建筑师查尔斯加尼尔（CHARLES
GARNIER）的话，他说：“我必须说明，我没有遵循什么原则，我的设计没有理论根据，我们成功与失败听其自然。”
&;;按现代室内声学理论分析这些厅堂建筑，我们可以发现，其室内的容积，混响时间，在保证语言清晰度，音乐丰满度方面并没有达到现代市内声学理论所要求的理想值．非常有意思的是，这些厅堂在演出某种风格的音乐和歌剧时，却有极佳的声学效果，音质非常优美，这是为什么？
&;;1954年库尔运用现代录音技术在一些公认为音质较好的厅堂，和不同容积不同混响的厅堂进行各种音乐作品的录音，并进行了评价，所得的结果表明：在容积大于立方米的大厅内，最佳混响时间不决定于房间的容积，而和演奏音乐的特性和风格有关。
&;;这一结论给我们提出了一个问题：在学习一整套室内声学理论的同时，是否应该加强对音乐基础知识的了解，从一个全新的领域和角度向设计者阐明音乐与建筑的关系，使建筑声学的设计更加符合人们对客观事物认识的规律。同时加强对设计师综合素质的培养。关于厅堂音质设计，要求设计师对各种不同风格音乐有所了解，各种风格的音乐与建筑的关系。
&;;对于观众而言，要想听好必须如下条件：
&;; 1、厅堂要有足够的响度，要高于背景噪声，较为合适的响应为60～70方，对于音乐比语言要高。
2、要有较好的清晰度，语言和音乐均要求声音清晰，而语言要求更高一些，各种风格音乐的清晰度很难用数量表示，要使观众可以清楚地区别每种声音的音色，可以听清每个音符，节奏较快的音乐也能旋律分明。
&;; 清晰度经常用音节清晰度表达：
&;;音节清晰度＝观众正确听到的音节数目／测定用的全部音节数目X100%。
&;; 当音节清晰度达到85%以上时，听音的感觉优良。
&;; 语言方面采用语言可懂度，当观众能够听懂每句话的80%的字节，语言可懂度达到100%。
&;;3、要有足够的丰满度，对音乐的要求是重要的，语言则是次要的，它的含义有：余音悠扬（或称活跃）、坚实饱满（或称亲切）、音色浑厚（或称温暖）、空间感良好，许多著名的音乐厅采用了很多浮雕装饰，形成一个扩散的声场。扩散越充分，空间感程度越高。
4、无回声和噪声干扰，避免回声、颤动回声和声聚焦，连续的噪声特别是低频噪声，会掩蔽语言和音乐声，回声的附邂加效应是音质被染色而变坏。
&;;5、混响的主观评价
对语言、歌剧、室内乐、交响乐和合唱等各种演出功能不同的厅堂，观众对其混响的主观的评价是一个十分复杂的问题，它包含的因素很多，有音乐家的评价，还有观众的评价，以及观众对某种音乐的特殊喜爱，都会形成很多混响评价的标准。一般音乐家到过许多音乐厅演出，他能采用比较的方法来判定各种风格的音乐更适合于在什么样的厅堂演奏，而观众相对来讲，这种比较的机会少一些。
&;;一般来讲，以语言为主的厅堂，混响较短，低频的混响较低，是为了保证清晰度和语言可懂度；对于音乐而言，为了掩蔽音乐演出过程中的噪音，如弦乐的弓噪声，长笛的气流噪声，混响就要强一些。足够强的混响影响音乐声的融合，但能增加声音的响度和丰满度，以增加音乐界线的连续性。
&;;对于巴洛克音乐在高音部分的细腻变化只有在混响时间较短，容积较小的厅堂欣赏才有效果，而对古典乐象莫扎特的曲子，其相应的厅堂容积和混响时间就比较长，特别是浪漫乐象《1812序曲》，这种气势磅礴的交响曲为了加强它的丰满度和震撼力，只用在相对较大的厅堂去演奏。瓦格纳的歌剧，乐队配置大大超过了一般歌剧的配置，欣赏他的歌剧就必须在相对混响时间较长的厅堂，而对比意大利的歌剧，需要的混响时间相对就短。
已投稿到：
以上网友发言只代表其个人观点，不代表新浪网的观点或立场。吸声设计_百度文库
两大类热门资源免费畅读
续费一年阅读会员，立省24元！
阅读已结束，下载文档到电脑
想免费下载本文？
定制HR最喜欢的简历
下载文档到电脑，方便使用
还剩1页未读，继续阅读
定制HR最喜欢的简历
你可能喜欢当前位置 |
小空间内如何进行正确的声学处理？
[提要]小空间声学设计是建筑声学设计中的一个大类，小空间主要包括录音室、琴房、家庭影院、小型专业混音室等具有较高声学要求的空间。
音响网 &小空间声学设计是建筑声学设计中的一个大类，小空间主要包括录音室、琴房、、小型专业混音室等具有较高声学要求的空间。
由于其空间小的特点，声音在其中的传播规律与剧院等专业观演建筑空间有著显著的区别，小空间容易引起驻波、振颤回声、声染色等声学缺陷。
下面，就针对从小空间声学设计为大家进行简要的介绍。
小空间，顾名思义是指室内空间相对尺寸较小的房间，其房间尺寸一般在3-5m，尺寸略大的能达到10m左右。其声学设计主要包括混响时间控制和室内声场控制。由于小空间内房间尺寸较小，与声波波长能发生一定的比例关系，尤其是在200Hz以下的低频部分。
因此小房间固有的共振模式会引起某频段声音能量衰减不同于正常的衰减过程，或者共振频率集中于某一频段，造成声染色现象，使得声音的某些频率成分被大大地加强，从而导致原有音色的失真或产生染色效应。
各用途厅堂的最佳混响时间
值得注意的是，混响时间是室内音质重要的衡量指标，不同的房间其要求的混响时间亦不同。因此应该选择不同吸声特性的材料进行合理搭配，控制室内混响时间曲线的平直性（响应）。在小空间内如混响时间过长，容易造成室内声音尾音过长，含混不清。对于混音使用的房间来讲，以上问题会严重影响混音质量。
▌ 小空间室内声学指标要求
根据小空间使用要求不同，其声学指标也不尽相同。例如混音室，其声学指标要求背景噪声满足NR-20曲线要求，混响时间一般要求0.4±0.1S。
而且，合格的室内声学设计都必须要求消除驻波、振颤回声、声染色等声学缺陷。
▌ 小空间建筑声学设计难点
众所周知，在规则的小空间内容易产生驻波、梳状滤波、共振和简并等声学缺陷，使得声音的某些频率成分被大大地加强，从而导致原有音色的失真或产生染色效应。在混音空间内，此种缺陷造成的影响尤为明显，造成以上现象主要有以下原因：
1、普通小空间内的空间尺寸较小，与低频部分波长相近或者地低频部分波长呈简单的倍数关系，房间产生共振现象。
2、当声波接触到界面后被反射回来，墙面的吸收系数太小，反射声能仍较大，与入射声波发生干涉现象，产生驻波或梳状滤波现象。
3、房间的几何尺寸呈整数比，造成室内轴向共振和切向共振频率重合或相近，产生简并现象。
4、在混音空间内过强的一次反射声会误导观众对声像定位的判断，影响室内立体声场的分布。当—侧的音箱发出的直达声经过另一侧的墙面反射后，达到另一侧的人耳时会略晚于另一侧音箱的直达声到达人耳，且存在一个极小的时间间隙。在反射声强度足够大或方向性足够强的情况下，会扰乱大脑对声音来源的判断，造成声像定位偏移。
▌ 小空间室内声学处理方式
为避免以上声学缺陷的产生，可以在室内声学设计阶段对设计方案和材料选择进行有意识的调整。调整主要有以下方式：改变室内体型和合理布置室内不同吸声特性的装修材料。
1、室内体型比例的选择
为避免以上声学缺陷的产生，可以由前述所知，规则的体型容易在室内造成声学缺陷。尤其是空间的长宽高比例是整数比的情况下。因此可在空间体型设计之初，确定室内空间大小时调整长宽高的比例。理想的长宽高比例是1：21/2：21/3，通常建筑设计条件很难满足理想比例，以下表中的推荐比例可作为设计初期的参考。
采取上表中的推荐比例，可以使室内共振模式均匀分布在全频带的范围内，避免集中在某一频带附近，造成声染色现象。
2、室内扩散处理
为消除室内可能产生的声学缺陷，可以采用在空间内部增加扩散体的做法，利用对墙面的凸凹的变化，使房间简正模式均匀分布从而实现平滑的低频响应，改善室内声场。扩散构造常用的做法主要包括：
1）设置倾斜墙面以改变室内的规则形状，改变室内声音由墙面反射后的传播方向，从而改变室内声场的振动模式。但此种做法造成室内形状不规则，尤其是在室内出现锐角空间，不利于家具、装饰物品等在室内的摆放，减小室内有效使用面积，降低室内使用效率。而且低频声能容易在锐角部分聚集，形成新的声场分布不均。
2）在墙面设置扩散体。扩散体可采用简单的折板造型或圆弧造型对入射到扩散体表面的声音能量进行散射，同样能起到改善室内声场的作用。此种做法可以与 装修设计结合，避免出现声学痕迹。
在小空间室内声场设过程中，应结合装修设计与声学设计，因地制宜地选择扩散方式，融声学时于装修设计之中，在保证美观的情况下满足声学要求。
3、室内吸声处理
小空间内的混响时间控制是声学设计中的另一个重要方面，不同的使用空间要求有不同的混响时间指标。一般混音室要求较短的混响时间，有利于电声系统塑造优秀的室内声场，尤其是塑造良好的环绕效果。
常用的吸声材料可分为薄板共振吸声材料，主要用于低频部分的共振吸收；代表性材料有石膏板、木夹板等薄板。
多孔性吸声材料主要包括玻璃棉、密胺海棉（三聚氰胺海棉）、聚酯纤维板、布艺吸声软包等。其吸声特性以吸收中高频为主，主要吸声频段为500HZ以上，其吸声系数可达0.9～1.0。
除上述传统吸声材料及做法，新型的吸声材料及做法也大量出现，且装饰性大大增强。其中最为常见的是木质穿孔吸声板后衬多孔性吸声材料、木质吸声板、微穿孔薄膜等。
家具的吸声也是小空间内吸声的重要组成部分。尤其是室内摆放的软沙发，其吸声量一般能占到室内总吸声量的1/4~1/3，根据其规格不同，所占吸声量份额会有所不同。在室内混响时间计算时应充分考虑家具吸声。
▌ 隔声处理
对空间围护墙体和楼板等进行隔声设计是保证房间有较低背景噪声的基本手段，隔声处理的另外一个目的就是防止室内的声音对外界产生影响。
当室内背景噪声要求满足NR-20曲线要求且该房间位于普通民用建筑内时，墙体隔声量一般要求达到60dB。
假如该空间所在位置周边有高噪声及振动源或者其内部有类似歌舞厅等场所，其墙体隔声量还应更高，即应使用多层复合结构，结合隔声吊顶和浮筑地面做法对室内空间进行整体隔声处理。
▌ 混音室的设计要求
建声设计主要为电声系统工作创造良好的还原声效，因此，一个理想的小型混音室的声学要求应该包括：
1）室内短混响设计，保证电声使用要求；
2）混响时间频率特性曲线尽可能平直，即不同频率的混响时间应尽可能相同，低频部分要求略有提高，有利于增高室内音质的丰满度；
3）保证室内各处有足够的响度和均匀度，防止回声、颤动回声、声聚焦等房间声学缺陷；
4）控制噪声，尽可可能降低房间内部噪声，同时隔绝房间外部的噪声进入。
小结：小空间的声学设计涉及建筑设计、音质设计、隔声设计和隔振设计等各个方面，良好的音质设计是各专业紧密配合的结果。而且声学的设计要求应该尽早地提供给建筑设计和空调暖通专业等，提前进行相关的考虑和条件的预留。
同时，需要大家注意的是，声学效果必须和装修设计相配合，不但要求有良好的室内音质，还必须有美观的视觉效果，为用户提供一个良好的声学环境和舒适的家居环境。
&编辑：Eric
免责声明:凡注明来源本网的所有作品，均为本网合法拥有版权或有权使用的作品，欢迎转载，注明出处。非本网作品转载目的在于传递更多信息，并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。
请后再发言