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1、9.3吸声隔声材料9.3.1吸声材料吸声材料是一种能在较大程度上吸收由空气传递的声波能量的建筑材料。为了改善声波在室内传播的质量，保持良好的音响效果和减少噪音的危害，在音乐厅、影剧院、大会堂、播音室及噪音大的工厂车间等室内的墙面、地面、顶棚等部位，应选用适当的吸声材料。,1.吸声材料的性能要求吸声材料的吸声性能以吸声系数表示。当声波遇到材料表面时，一部分被反射，另一部分穿透材料，其余的声能转化为热能而被吸收。被材料吸收的声能E（包括部分穿透材料的声能在内）与原先传递给材料的全部声能E0之比，是评定材料吸声性能好坏的主要指标，称为吸声系数，用公式表示如下：,假如入射声能的60%被吸收，40%被反
2、射，则该材料的的吸声系数 就等于0.6。当入射声能100%被吸收而无反射时，吸声系数等于1。当门窗开启时，吸声系数相当于1。一般材料的吸声系数在01之间。,材料的吸声性能除了与材料本身性质、厚度及材料表面状况（有无空气层及空气层的厚度）有关外，还与声波的入射角及频率有关。因此，吸声系数用声音从各个方向入射的平均值表示，并应指出是对哪一频率的吸收。一般而言，材料内部开放连通的气孔越多，吸声性能越好。同一材料，对于高、中、低不同频率的吸声系数不同。为了全面反映材料的吸声性能，规定取125Hz、250Hz、500Hz、1000Hz、2000Hz、4000Hz等6个频率的吸声系数来表示材料的吸声特性。
3、例如，材料对某一频率的吸声系数为a，材料的面积为A，则其吸声总量等于aA（吸声单位）。任何材料对声音都能吸收，只是吸收程度有很大的不同。通常对上述6个频率的平均吸声系数大于0.2的材料，认为是吸声材料。,吸声机理是声波进入材料内部互相贯通的孔隙，受到空气分子及孔壁的摩擦和粘滞阻力，以及使细小纤维作机械振动，从而使声能转化为热能。吸声材料大多为疏松多孔的材料，如矿渣棉、毯子等。多孔性吸声材料的吸声系数，一般从低频到高频逐渐增大，故对高频和中频的吸声效果较好。2.吸声材料的种类及使用要点（1）多孔吸声材料,多孔性吸声材料是比较常用的一种吸声材料，它具有良好的中高频吸声性能。多孔性吸声材料具有大量的
4、内外连通微孔，通气性良好。当声波入射到材料表面时，声波很快地顺着微孔进入材料内部，引起孔隙内的空气振动，由于摩擦，空气粘滞阻力和材料内部的热传导作用，使相当一部分声能转化为热能而被吸收。材料吸声性能与材料的表观密度和内部构造有关。在建筑装修中，吸声材料的厚度、材料背后空气层以及材料孔隙特征等，对吸声性能均有较大影响。,（2）薄板振动吸声结构薄板振动吸声结构的特点是具有低频吸声特性，同时还有助于声波的扩散。建筑中常用胶合板、薄木板、硬质纤维板、石膏板、石棉水泥板或金属板等，把它们固定在墙或顶棚的龙骨上，并在背后留有空气层，即成薄板振动吸声结构。薄板振动结构是在声波作用下发生振动，薄板振动时由于板
5、内部和龙骨之间出现摩擦损耗，使声能转变为机械振动，而起吸声作用。由于低频声波比高频声波容易 激起薄板振动，所以薄板振动吸声结构具有低频声波吸声特性。土木工程中常用的薄板振动吸声结构的共振频率约在80300Hz之间，在此共振频率附近的吸声系数最大，约为0.20.5，而在其他共振频率附近的吸声系数就较低。,（3）共振吸声结构共振吸声结构具有密闭的空腔和较小的开口孔隙，很像个瓶子。当瓶腔内空气收到外力激荡，会按一定的频率振动，就是共振吸声器。每个独立的共振吸声器都有一个共振频率，在其共振频率附近，由于颈部空气分子在声波的作用下象活塞一样进行往复运动，因摩擦而消耗声能。若在腔口蒙一层细布或疏松的棉絮，
6、可以加宽共振频率范围和提高吸声量。为了获得较宽频率带的吸声性能，常采用组合共振吸声结构或穿孔板组合共振吸声结构。,（4）穿孔板组合共振吸声结构穿孔板组合共振吸声结构具有适合中频的吸声特性。这种吸声结构与单独的共振吸声器相似，可看作是多个单独共振吸声器并联而成。穿孔板厚度、穿孔率、孔径、孔距、背后空气层厚度以及是否填充多孔吸声材料等，都直接影响吸声结构的吸声性能。这种吸声结构由穿孔的胶合板、硬质纤维板、石膏板、石棉水泥板、铝合板、薄钢板等，固定在龙骨上，并在背后设置空气层而构成，这种吸声材料在建筑中使用比较普遍。,（5）柔性吸声结构 具有密闭气孔和一定弹性的材料，如聚氯乙稀泡沫塑料，表面仍为多孔
7、材料，但因其有密闭气孔，声波引起的空气振动不是直接传递至材料内部，只能相应的产生振动，在振动过程中由于克服材料内部的摩擦而消耗声能，引起声波衰减。这种材料的吸声特性是在一定的频率范围内出现一个或多个吸收频率。,（6）悬挂空间吸声结构 悬挂于空间的吸声体，由于声波与吸声材料的两个或两个以上的表面接触，增加了有效的吸声面积，产生边缘效应，加上声波的衍射作用，大大提高吸声效果。实际应用时，可根据不通的使用部位和要求，设计成各种形式的悬挂空间吸声结构。空间吸声体有平板形、球形、椭圆形和棱锥形等多种形式。,（7）帘幕吸声结构 帘幕吸声结构是用具有通气性能的纺织品，安装在离开墙面或窗洞一段距离处，背后设置
8、空气层。这种吸声体对中、高频都有一定的吸声效果。帘幕的吸声效果还与所用材料种类有关。帘幕吸声体安装拆卸方便，兼具装饰作用，应用价值高。3.吸声材料的选用及安装注意事项 在室内采用吸声材料可以抑止噪声，保持良好的音质（声音清晰且不失真），故在教室、礼堂和剧院等室内应当采用吸声材料。吸声材料的选用和安装必须注意以下各点：,a)要使吸声材料充分发挥作用，应将其安装在最容易接触声波和反射次数最多的表面上，而不应把它集中在天花板或某一面的墙壁上，并应比较均匀地分布在室内各表面上。b)吸声材料强度一般较低，应设置在护壁线以上，以免碰撞破损。c)多孔吸声材料往往易于吸湿，安装时应考虑到湿胀干缩的影响。d)选
9、用的吸声材料应不易虫蛀、腐朽，且不易燃烧。e)应尽可能选用吸声系数较高的材料，以便节约材料用量，降低成本。f)安装吸声材料时应注意勿使材料的表面细孔被油漆的漆膜堵塞而降低其吸声效果。,虽然有些吸声材料的名称与绝热材料相同，都属多孔性材料，但在材料的孔隙特征上有着完全不同的要求。绝热材料要求具有封闭的互不连通的气孔，这种气孔愈多其绝热性能愈好；而吸声材料则要求具有开放的互相连通的气孔，这种气孔愈多其吸声性能愈好。至于如何使名称相同的材料具有不同的孔隙特征，这主要取决于原料组分中的某些差别和生产工艺中的热工制度、加压大小等。例如泡沫玻璃采用焦炭、磷化硅、石墨为发泡剂时，就能制得封闭的互不连通的气孔
10、。又如泡沫塑料在生产过程中采取不同的加热、加压制度，可获得孔隙特征不同的制品。,除了采用多孔吸声材料吸声外，还可将材料制作成不同的吸声结构，达到更好的吸声效果。常用的吸声结构形式有薄板共振吸声结构和穿孔板吸声结构。薄板共振吸声结构系采用薄板钉牢在靠墙的木龙骨上，薄板与板后的空气层构成了薄板共振吸声结构。在声波的交变压力作用下，迫使薄板振动。当声频正好为振动系统的共振频率时，其振动最强烈，吸声效果最显著。此种结构主要是吸收低频率的声音。穿孔板吸声结构是用穿孔的胶合板、纤维板、金属板或石膏板等为结构主体，与板后的墙面之间的空气层（空气层中有时可填充多孔材料）构成吸声结构。该结构吸声的频带较宽，对中
11、频的吸声能力最强。,复合穿孔吸声板,(1)阻燃轻质吸声材料该材料是由天然植物纤维素，如碎纸、废棉絮等经防火和防尘处理，其吸声保温性能接近玻璃棉。现场喷粘或成品铺装而成。(2)矿棉吸声板矿棉吸声板是以矿渣棉为主要原料，加入适量胶粘剂、防尘剂和憎水剂经加压成型、烘干、固化、切割、贴面等工序而成。具有保温、吸声、抗震、不燃等特性。(3)穿孔铝合金板和穿孔FC板经钻孔处理后的材料，因增加了材料暴露在声波中的面积，即增加了有效吸声表面面积，同时使声波易进入材料深处，因此提高了材料的吸声性能。在穿孔板后面贴附玻璃棉更增强了吸声效果。,阻燃轻质吸声材料 矿棉吸声板 穿孔铝合金板 穿孔FC板,9.3.2隔声材
12、料能减弱或隔断声波传递的材料称为隔声材料。必须指出：吸声性能好的材料，不能简单地把它们作为隔声材料来使用。人们要隔绝的声音，按传播途径有：空气声（通过空气传播的声音）和固体声（通过固体的撞击或振动传播的声音）两种，两者隔声的原理不同。对空气声的隔绝，主要是依据声学中的“质量定律”，即材料的表观密度越大，越不易受声波作用而产生振动，其声波通过材料传递的速度迅速减弱，其隔声效果越好。所以，应选用表观密度大的材料（如钢筋混凝土、实心砖等）作为隔绝空气声的材料。对固体声隔绝的最有效措施是隔断其声波的连续传递。即在产生和传递固体声的结构（如梁、框架、楼板与隔墙以及它们的交接处等）层中加入具有一定弹性的衬
13、垫材料，如软木、橡胶、毛毡、地毯或设置空气隔离层等，以阻止或减弱固体声的继续传播。由上述可知，材料的隔声原理与材料的吸声原理是不同的，因此，吸声效果好的多孔材料其隔声效果不一定好。,9.4建筑装饰材料随着现代化建筑的发展，人们不单要求建筑物的功能良好，造型新颖大方，还要求立面丰富多彩。这就要求发展各种新型建筑材料来满足人们不同的审美要求。同时也为建筑师充分发挥建筑艺术提供物质基础。9.4.1建筑装饰材料的分类与基本要求1.建筑装饰材料的分类建筑上把铺设、粘贴或涂刷在建筑物内外表面，主要起装饰作用的材料称为装饰材料。,建筑装饰材料通常按它在建筑中的装饰部位分类，可分为：1.地面装饰材料。如塑料地
14、板、地面涂料、陶瓷地砖、花岗岩、木地板、地毯、彩色复合材料等。2.外墙装饰材料。如玻璃制品、外墙涂料、彩色水泥、铝塑复合板、外墙面砖、花岗岩、装饰混凝土等。3.内墙装饰材料。如墙纸与墙布、内墙涂料、浮雕艺术装饰板、防火内墙装饰板、金属吸音板、复合制品等。4.天棚装饰材料。如塑料吊顶、铝合金吊顶、石膏装饰板、涂料、复合吊顶等。,2.建筑装饰材料的基本要求建筑装饰材料的基本要求除了颜色、光泽、透明度、表面组织及形状尺寸等美感方面外，还应根据不同的装饰部位，要求具有一定的环保、强度、硬度、防火性、阻燃性、耐水性、抗冻性、耐污染性、耐腐蚀性等特性要求。强调以人为本和可持续发展的今天，材料的绿色环保功能
15、和防火功能越来越受到人们的重视。我国制定了如下11项相关标准，于2002年正式实施。,GB6566-2001建筑材料放射性核素限量GB18580-2001室内装饰装修材料 人造板及其制品中甲醛释放限量GB18581-2001室内装饰装修材料 溶剂型木器涂料中有和物质限量GB18582-2001室内装饰装修材料 内墙涂料中有害物质限量GB18583-2001室内装饰装修材料 胶粘剂中有害物质限量GB18584-2001室内装饰装修材料 木家具中有害物质限量GB18585-2001室内装饰装修材料 壁纸中有害物质限量GB18586-2001室内装饰装修材料 聚氯乙烯卷材地板中有害物质限量GB185
16、87-2001室内装饰装修材料 地毯、地毯衬垫及地毯胶粘剂有害物质释放限量GB18588-2001混凝土外加剂中释放氨限量,此外，对不同部位的建筑装饰材料有具体要求。（1）外墙装饰材料的功能及要求 外墙装饰的目的不仅使建筑物的色彩与周围环境协调、统一，显出美观和质感，从而提高建筑物的使用价值和有利于环境保护。而且还起到保护墙体结构，防止直接受到风吹、日晒、雨淋等侵袭，以及空气中腐蚀气体和微生物的作用。因此，外墙装饰材料的质量，直接影响到建筑物的质量、成本和维修费用。一些新型装饰材料，不但起到了保护及装饰作用，而且还兼具某些使用功能。如现代建筑中大量采用的吸热玻璃和热反射玻璃，它可以吸收太阳辐射
17、热能的50%70%，从而起到节约能源的作用。,（2）内墙装饰材料的功能及要求 内墙装饰的目的是保护墙体和保证室内的使用条件，创造一个舒适、美观、整洁的工作和生活环境。内墙装饰在一般情况下并不承担墙体的热工功能，但当墙体本身热工性能不能满足使用要求时，也可以在内墙面安装保温装饰制品或涂抹保温砂浆等。传统的抹灰层能起到“呼吸”的作用。即湿度较大时，能吸收一定湿气，使内墙面不致于马上出现凝结水；而当室内空气过于干燥时，则释放出一定湿气，从而调节室内空气的相对湿度，起到改善环境的作用。,内墙装饰的另一功能是反射声波、吸声、隔音等作用。如果用泡沫塑料墙纸，平均吸声系数可达0.05。内墙的装饰效果同样也是
18、由质感、线型及色彩3个因素构成的。所不同的是人对内墙面的距离较近。所以质感要细腻逼真。线型可以是细腻也可以是粗犷有力等不同风格。色彩主要根据主人的爱好及房间的内在性质和功能决定。至于明亮度可以用浅淡明亮也可用平整无反光的装饰材料。,（3）天棚装饰材料的功能及要求 天棚是内墙的一部分。但由于其所处的位置不同，对材料的要求也不同。不仅要满足保护天棚及装饰的目的，而且还需具有一定的防水、耐燃、表观密度小等功能。天棚装饰材料的色彩应选用浅淡、柔和的色调，使人有华贵大方之感，不宜采用浓艳的色调。常用的多为白色，以增强光线反射能力，增加室内亮度。天棚装饰还应与灯饰相协调。除平板式天棚制品外，还可采用轻质浮
19、雕天棚装饰材料。,（4）地面装饰材料的功能及要求 地面装饰的目的是为了保护基底材料或楼板，并达到装饰功能，满足使用要求。地面装饰材料的选择，除应综合考虑建筑环境、建筑功能等因素外，一个非常重要的性能要求是具有良好的耐磨性。从色彩效果而言，地面色彩对于室内气氛及空间感觉影响较大，它具有衬托家具和墙面的作用。,9.4.2常用建筑装饰材料性能与应用1.装饰玻璃制品建筑装饰玻璃泛指平板玻璃及平板玻璃制成的深加工玻璃。也包括玻璃空心砖和玻璃马赛克等玻璃类建筑材料。建筑玻璃按功能一般分为五类：平板玻璃、饰面玻璃、安全玻璃、功能玻璃、玻璃砖。常用装饰玻璃制品如下：,（1）磨砂玻璃磨砂玻璃又称毛玻璃、暗玻璃。
20、系用机械喷砂、手工研磨或氢氟酸溶蚀等方法将普通平板玻璃表面处理成均匀毛面。由于表面粗糙，使光线产生漫射，只有透光性而不能透视，并能使室内光线变得和缓而不刺目。除透明度外，其规格同窗用玻璃。常用于需要隐秘的浴室、卫生间、办公室的门窗及隔断，还可用作黑板。,（2）有色玻璃有色玻璃又称颜色玻璃、彩色玻璃。分透明和不透明两种。透明颜色玻璃是在原料中加入着色金属氧化物使玻璃带色。不透明颜色玻璃是在一定形状的玻璃表面，喷以色釉，经过烘烤而成。它具有耐腐蚀、抗冲刷、易清洗并可拼成图案、花纹等特点。适用于门窗及对光有特殊要求的采光部位和装饰内外墙面之用。不透明颜色玻璃也叫饰面玻璃。经退火处理的饰面玻璃可以裁切
21、；经钢化处理的饰面玻璃不能进行裁切等再加工。,（3）钢化玻璃玻璃经过物理或化学钢化处理后，强度提高35倍，并具有较好的抗冲击、抗弯以及耐急冷急热的性能。当玻璃破碎时，裂成圆钝的小碎片，不致伤人。钢化玻璃工艺一般有物理平钢化和弯钢化两种。化学钢化是一种较新的方法，这种方法主要是应用玻璃表面上的离子交换，将待处理的玻璃浸入钾盐溶液中，使玻璃进行离子交换。玻璃表面的钠离子扩散到溶液中，而溶液中的钾离子，则密实填充了玻璃表面钠离子的位置，这样就增加了玻璃的强度。这种方法的优点是强度大，钢化后不易自爆，并可钢化薄玻璃。缺点是处理时间长，成本较高。主要用作高层建筑门窗、隔墙与幕墙。,（4）中空玻璃中空玻璃
22、是用两层或两层以上平板玻璃构成，四周用高强气密性复合粘结剂将两片或多片玻璃与铝合金框或橡皮条、玻璃条粘结、密封，中间充入干燥气体，还可以涂上不同颜色不同性能的薄膜，原片可以用普通平板、钢化、压花、热反射、吸热和夹丝等玻璃。制造方法分焊结、胶结和熔结。整体构件是在工厂里制成的。中空玻璃可节能15%左右，噪音由80dB降到30dB。主要用在需要采暖、空调、防止噪音、结露及需要无直接光和特殊光的建筑物上。,（5）玻璃马赛克玻璃马赛克又称玻璃锦砖，一般采用熔融法及烧结法生产。它是一种小规格的彩色饰面玻璃，色泽柔和、众多、颜色绚丽，可呈现辉煌豪华气派。还具有化学稳定性、热稳定性好、抗污性强、不吸水、不积
23、尘、雨天自洗、经久常新、易于施工、价格便宜等优点。广泛用于宾馆、医院、办公楼、住宅等外墙和内墙，也可用于壁画装饰。,（6）热反射玻璃热反射玻璃具有良好的遮光性和隔热性能，可用于超高层大厦等各种建筑物。它不仅可节约室内空调的能源，而且还增加建筑物外表的美观。热反射玻璃是在玻璃表面涂敷金属或金属氧化物薄膜，其薄膜的加工方法有热分解法（喷涂法、浸涂法）、金属离子迁移法、化学浸渍法和真空法（真空镀膜法、溅射法）。这种玻璃的可见光透光率达60%80%；辐射率0.10.2。考虑到其隔热性能和膜面强度，一般是以双层的形式进行使用的。这种双层玻璃与普通玻璃制成的三层玻璃的隔热性相同，且紫外线透射率低。在寒冷地区使用这种玻璃最节省能源，它与透明玻璃相比，约可节约50%的室内空调能源。而在炎热地区使用，可改善遮光性及隔热性能。,（7）吸热玻璃在普通玻璃中加入一定量的有吸热性能的着色剂，如氧化亚铁、氧化镍等或在玻璃表面喷涂吸热和着色的氧化物薄膜，如氧化锡、氧化锑等可制成吸热玻璃，它即能吸收大量红外线辐射，又能保持良好光线透过率。由于太阳光中红外光占约49%，可见光占48%，紫外线占3%，所以吸热玻璃可以使得光线的透射能降低约2035%，同时吸热玻璃还能吸收少量可见光和紫外光，所以有着良好的防眩作用，还可以减轻紫外线对人体和室内物品的损害。,
