聲學實驗室的用途及結構
聲學實驗室是用于模擬各種理想聲場條件,進行各項參數(shù)測量的專用實驗室,用以研究聲波傳播的規(guī)律和建筑材料、建筑結構、建筑部件的吸聲、隔聲和消聲性能。主要用于模擬擴散聲場、自由聲場和聲波在管道中的傳播等,有混響室、消聲室、隔聲室等。
1、用途
模擬各種理想聲場條件,進行各項參數(shù)測量的專用實驗室,用以研究聲波傳播的規(guī)律和建筑材料、建筑結構、建筑部件的吸聲、隔聲和消聲性能。建筑聲學實驗室主要用于模擬擴散聲場、自由聲場和聲波在管道中的傳播等,有混響室、消聲室、隔聲室等。為了消除環(huán)境噪聲和振動對實驗室的影響以及各實驗室之間的相互干擾,為了避免實驗室內聲音對周圍環(huán)境的影響,必須根據(jù)具體條件,進行專門的隔聲、隔振設計。如條件許可,實驗室宜獨立建造,并應有各自獨立的基礎。
2、結構
(1)混響室
模擬擴散聲場的實驗室。主要用于測試吸聲材料對無規(guī)則入射聲波的吸聲系數(shù)和聲源的輻射功率,也可用于校準傳聲器、送話器的擴散聲場靈敏度。混響室的圍護結構要厚實,內表面光滑,界面吸聲系數(shù)很小,,使室內絕大部分空間滿足擴散聲場的條件。主要設計要求有:①測試的中心頻率決定混響室的體積。例如,如果被測試聲的1/3倍頻程中心頻率****為100赫,混響室的體積不宜小于200立方米;考慮到高頻時空氣吸收的影響,混響室的體積不宜超過 300立方米。②體形一般為長方體,可按特定比例選取長、寬、高。室內不應有大的凹面。③為了增進室內聲場的擴散程度,內表面宜做成半球、柱面或其他形狀的凸面體,也可懸掛固定擴散板,或安裝活動擴散體。④內表面處理宜采用瓷磚、大理石、水磨石、多層瓷漆、金屬板等吸聲系數(shù)非常小的材料;在測定聲源的輻射功率時,平均吸聲系數(shù)不宜超過0.06。對于低頻純音聲功率源,為使聲場擴散較好,聲場均勻,內表面平均吸聲系數(shù)可以增大到0.10~0.15。
(2)消聲室
模擬自由聲場的實驗室。可在自由聲場條件下,也可在聲波以不同角度入射的條件下,對建筑材料、構件進行吸聲、隔聲實驗和反射、透射、散射、繞射等各種聲波傳播實驗以及電聲、噪聲等多種音頻的聲學實驗。消聲室內的各界面,裝有高效能吸聲結構,在所需頻率范圍內,99%以上的入射聲能被吸收,使反射波小到不超出規(guī)定的范圍;同時采取隔聲、隔振措施,使室外的噪聲和振動不致影響室內測試,保證室內近似為沒有反射、沒有干擾并滿足自由聲場條件的實驗空間。有的實驗要求半自由聲場(一個反射面前方的自由聲場)條件,可設計為五面接近全吸收、一面接近全反射的半消聲室。消聲室的體形沒有原理上的要求,主要由實驗內容決定。消聲室的尺寸根據(jù)測試需要而定。高效能的吸聲結構,一般都取尖劈形狀的吸聲體;對于要求不高的消聲室,也可選用各種簡易的吸聲材料或結構。
(3)隔聲室
模擬擴散聲場條件的實驗室。隔聲室由兩間或三間較小的混響室連在一起組成,用于測量樓板、隔墻等各種構件的隔聲特性,包括對空氣聲和固體聲的隔聲測量。隔聲室內相鄰小室之間的隔墻或樓板上須開10平方米左右的窗口,作為安裝被測的構件之用。其他圍護結構應堅實,其傳聲損失應始終大于被測構件的傳聲損失;各室應有獨立的基礎或隔振措施,以消除側向傳聲的不利影響(見建筑物隔聲),保證構件隔聲性能的準確測量。隔聲實驗室的另一種設計,是把受聲室設計成半消聲室,即安裝構件的一面不鋪設吸聲材料,其他五面都鋪設高效能的吸聲材料。這種形式的隔聲實驗室可測量出透射聲波的方向特性,并兼有混響室、消聲室、半消聲室的功能。
(4)管道消聲實驗裝置
模擬管道中聲波傳播的實驗裝置。主要用于測試各種消聲器,以及管襯材料和消聲彎頭管的聲衰減特性。實驗用的主管道一般為圓形或矩形的剛性管道,內壁要平直光滑,外壁可粘涂阻尼材料以降低管壁的振動和聲輻射。管道截面應分別與待測消聲器的進口端和出口端的截面相同;如不相同時,需用漸變截面的管道連接。上、下游管道截面面積應為消聲器進口端、出口端截面面積的0.7~2.0倍,其平直部分不小于管道等效直徑的 4倍和不小于****測試頻率的半波長。管道的起始端裝有噪聲源和氣流源,用以提供實驗所需的不同速度的氣流、不同頻譜和不同聲級要求的噪聲。噪聲源和氣流源必須能分別控制。氣流源附帶產生的噪聲,應降低到不影響實驗測試精度的程度。管道末端可采用消聲末端裝置,使管端對聲波的反射不影響測試精度,或者接入混響室或消聲室進行專門的測試。
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