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木质吸声材料的声学特性及应用研究

夏灿芳  
【摘要】:木质材料是现实生活中构建和装饰居住环境最主要的原材料之一,它符合生态与环境材料的要求,具有可持续发展的重要意义。人们对木质材料的特性研究已不局限于它的解剖学特性、化学特性和物理特性,而是更注重于木质材料的环境协调性和舒适性,室内声环境的研究已成为当前的一个热点问题。尤其是对一些有特殊音质要求的场所,要对其进行专门的音质设计,木质吸声材料因其自身具有良好的声学特性,以及具有纹理优雅、易于加工、造型美观、经济实用等特点,其应用越来越广泛。因此,对木质吸声材料的声学特性及应用的研究有着重要的现实意义。 基于声学理论的基本概念、声音的传播原理及室内声学特性等基础理论,研究了木质吸声材料(结构)的吸声机理、吸声频率特性和影响吸声的因素。其中木丝板吸声频带宽、吸声系数高;木质薄板吸声系数的峰值一般处在低于200-300Hz的范围,并且随着薄板密度的增加峰值向低频移动;木质穿孔吸声板有较好的中低频吸声特性,通过改变穿孔板的孔深、孔径、孔面积率等,可以在不同的频带上取得不同的吸声效果,同时也满足了装饰性的要求。通过改变木质吸声结构的背后空腔条件,可以实现宽频带吸收和提高吸声系数。 木质吸声材料用来控制体育馆、报告厅和艺术演播中心的音质,可以获得良好的效果。研究发现,在厅堂中布置吸声材料(结构)时,应该根据吸声结构对不同频率的吸声特性进行选用,以满足不同厅堂的使用要求。报告厅、演播厅等厅堂建筑中,由于观众厅后墙、舞台后墙、顶棚和地面的声波反射次数较多,容易产生声学缺陷,而观众厅中最容易产生回声的部位是后墙,因此,吸声处理应首先从后墙开始,然后再处理离声源很远的侧墙或沿着顶棚的周边部位。对于体育馆的比赛大厅来说,由于体积大,能进行吸声处理的范围相对较少,所以要求吸声材料、吸声结构必须有较高的吸声性能。做到利用有限的材料和空间获得最理想的声场效果。通过对实测混响时间的数据分析,可以看出,混响设计达到了预期的效果,提高了声音的清晰度,降低了背景噪声。 因此,从木质环境学、声学、材料学和建筑学等多学科的角度综合认识各种木质吸声材料(结构)的声学特性,对木质吸声材料用于控制厅堂的音质具有指导意义。


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