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木质吸声材料的声学特性及应用研究

作　者: 夏灿芳
导　师: 吴义强；贺加添
学　校: 中南林业科技大学
专　业: 木材科学与技术
关键词: 木质吸声材料声学特性吸声性能音质设计
分类号: TU552
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

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。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-11
1 绪论  11-21
  1.1 木材的特性研究  11-15
    1.1.1 木材的化学特性  12
    1.1.2 木材的物理特性  12-13
    1.1.3 木材的环境学特性  13-15
  1.2 木质材料的应用  15-20
    1.2.1 木材在建筑中的应用  15-17
    1.2.2 木质材料在居室中的应用  17-18
    1.2.3 木质材料在厅堂声学设计中的应用  18-20
  1.3 论文研究的意义  20
  1.4 论文研究的方法与内容  20-21
2 声音的传播原理及室内声学特性  21-35
  2.1 声音传播原理  21-25
    2.1.1 声音的产生与传播  21
    2.1.2 频率、波长与声速  21-23
    2.1.3 声波的反射与绕射  23-25
  2.2 声音大小的量度  25-28
    2.2.1 声压、声强和声功率  25-27
    2.2.2 声压级、声强和声功率级  27-28
  2.3 人耳听觉特性  28-30
    2.3.1 掩蔽效应  28-29
    2.3.2 哈斯效应——回声感觉  29
    2.3.3 双耳听闻效应  29-30
  2.4 室内声学特性  30-35
    2.4.1 吸声系数  30-31
    2.4.2 室内混响  31-33
    2.4.3 直达声、早期反射声和混响声  33-35
3 木质材料的吸声机理  35-53
  3.1 常用吸声材料分类  35-36
  3.2 材料吸声机理  36-40
    3.2.1 多孔性吸声材料的吸声机理  36-37
    3.2.2 共振吸声结构的吸声机理  37-39
    3.2.3 强吸声结构吸声机理  39-40
  3.3 木质装饰吸声板及组合结构  40-53
    3.3.1 木质吸声板及结构种类  40
    3.3.2 木丝板与木质纤维板吸声结构  40-46
    3.3.3 木质薄板吸声结构  46-48
    3.3.4 木质穿孔吸声板吸声结构  48-51
    3.3.5 背后空腔提高吸声系数的机理  51-53
4 厅堂音质的设计及评价  53-66
  4.1 厅堂音质及吸声材料研究概述  53-54
  4.2 厅堂音质评价  54-62
    4.2.1 音质主观评价  55-57
    4.2.2 音质客观评价  57-61
    4.2.3 音质主客观评价的关系  61-62
  4.3 厅堂音质设计  62-66
    4.3.1 音质设计的目标和内容  62-64
    4.3.2 厅堂音质设计中的吸声处理  64-65
    4.3.3 厅堂音质设计中的声扩散处理  65-66
5 木质吸声材料在厅堂音质中的应用研究  66-84
  5.1 武汉体育馆内厅音质设计  66-72
    5.1.1 体育馆分类  66
    5.1.2 武汉体育馆简介  66-67
    5.1.3 武汉体育馆混响设计  67-71
    5.1.4 测量结果  71-72
  5.2 报告厅吸声材料(结构)的选择和布置  72-76
    5.2.1 湖南省职业技术学院图书馆报告厅简介  72-73
    5.2.3 报告厅吸声材料(结构)的选择与布置  73-76
  5.3 师大附中艺术活动中心室内音质设计  76-84
    5.3.1 师大附中艺术活动中心简介  76-77
    5.3.2 艺术活动中心室内音质设计  77-81
    5.3.3 测量结果及分析  81-84
结论  84-87
参考文献  87-91
攻读硕士学位期间的主要学术成果  91-93
致谢  93

木质吸声材料的声学特性及应用研究

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