五大類吸聲材料及吸聲結構簡介
1、多孔吸聲材料
（1）多孔吸聲材料的類型包括：有機纖維材料、麻棉毛氈、無機纖維材料、玻璃棉、巖棉、礦棉，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屬于多孔材料，用于防震，隔熱材料較適宜。
（2）構造特征：材料內(nèi)部應有大量的微孔和間隙，而且這些微孔應盡可能細小并在材料內(nèi)部是均勻分布的。材料內(nèi)部的微孔應該是互相貫通的，而不是密閉的，單獨的氣泡和 密閉間隙不起吸聲作用。微孔向外敞開，使聲波易于進入微孔內(nèi)。
（3）吸聲特性主要是高頻，影響吸聲性能的因素主要是材料的流阻，孔隙 ，結構因素、厚度、容重、背后條件的影響。
a.材料厚度的影響 任何一種多孔材料的吸聲系數(shù)，一般隨著厚度的增加而提高其 低頻的吸聲效果，而對高頻影響不大。但材料厚度增加到一定程度后，吸聲效果的提高就不明顯了，所以為了提高材料的吸聲性能而無限制地增加厚度是不適宜的。常用的多孔材料的厚度為:
玻璃棉，礦棉 50—150mm
毛氈 4---5mm
泡沫塑料 25—50mm
b.材料容重的影響
改變材料的容重可以間接控制材料內(nèi)部微空尺寸。一般來講，多孔材料容重的適當增加，意味著微孔的減少，能使低頻吸聲效果有所提高，但高頻吸聲性能卻可能下降。合理選擇吸聲材料的容重對求得最佳的吸聲效果是十分重要的，容重過大或過小都會對多孔材料的吸聲性能產(chǎn)生不利的影響。
c.背后空氣層的影響
多空材料背后有無空氣層，對于吸聲特性有重要影響。大部分纖維板狀多孔材料都是周邊固定在龍骨上，離墻50—150mm距離安裝。材料空氣層的作用相當于增加了材料的厚度，所以它的吸聲特性隨著空氣層厚度增加而提高，當材料離墻面安裝的距離(既空氣層的厚度)等于1/4波長的奇數(shù)倍時，可獲得最大的吸聲系數(shù)；當空氣層的厚度等于1/2波長的整數(shù)倍時，吸聲系數(shù)最小。
d.材料表面裝飾處理的影響 大多數(shù)吸聲材料在使用時常常需要進行表面裝飾處理.常見的方法有：表面鉆孔開槽，粉刷油漆，利用織布，穿孔板和塑料薄膜等。這些方法都將影響材料的吸聲特性。
半穿孔的礦棉吸聲板增加了材料暴露在聲波中的面積，既增加了有效吸聲面積，因此提高了材料的吸聲特性。
粉刷油漆等于在材料表面上加了一層高流阻的材料，將會影響材料的吸聲特性，特別是在高頻段影響更顯著。
采用金屬網(wǎng)，玻璃布和低流阻的材料或選擇穿孔率大于20%的穿孔板做護面層時，對材料的吸聲性能影響不大。若穿孔率小于20%時，對高頻段的吸聲會有影響，低頻影響不大。
2、穿孔板共振吸聲結構
采用穿孔的石棉水泥、石膏板、硬質(zhì)纖維板、膠合板以及鋼板、鋁板，都可作為穿孔板共振吸聲結構，在其結構共振頻率附近，有較大的吸收，適于中頻，穿孔板的共振頻率的公式，即：
fo=CP/Zπ L(T+δ)
fo—穿孔板的共振頻率，HZ
C—聲速，CM/S
L— 后空氣層厚度，CM
t—板的厚度，CM
δ—孔口末端休整量，CM
P—穿孔率，即穿孔面積與總面積之比
3、薄膜吸聲結構
包括皮革、人造革、塑料薄膜等材料，具有不透氣、柔軟、受張拉時有彈性等特性，吸收共振頻率附近的入射聲能，共振頻率通常在200～1000HZ范圍，最大吸聲系數(shù)約為0.3～0.4，一般把它作為中頻范圍的吸聲材料。如果在薄膜的背后空腔內(nèi)填放多孔材料,這時的吸聲特性取決于膜和多孔材料的種類以及薄膜的裝置方法。
4、薄板吸聲結構
把膠合板、硬質(zhì)纖維板、石膏板、石棉水泥板等板材周邊固定在框架上，連同板后的封閉空氣層，構成振動系統(tǒng)，其共振頻率多在80～300HZ，其吸聲系數(shù)約為0.2～0.5，可以作為低頻吸聲結構。決定薄板吸聲結構的吸聲性能的主要因素有:
（1）薄板質(zhì)量m的影響 增加板的單位面積重量，一般可以使其共振頻率向低頻移動。而選用質(zhì)量小的，不透氣的材料如皮革，有利于共振頻率向高頻方向移動。
（2）背后空氣層厚度的影響 改變空氣層的厚度和改變板的質(zhì)量一樣，共振頻率也會發(fā)生變化。在空氣層中填充多孔材料，可使共振頻率附近的吸聲系數(shù)有所提高。
（3）板后龍骨構造及板的安裝方式的影響 由于薄板吸聲結構有一定的低頻吸聲能力,而對中高頻吸聲差，因此在中高頻時就具有較強的反射能力。能增加室內(nèi)聲能的擴散。通過改變龍骨構造何不同的安裝方法，設計出各種形式的反射面，擴散面和吸聲---擴散結構。
5、特殊吸聲結構
（1）簾幕
簾幕是具有通氣性能的紡織品，具有多孔材料的吸聲特性，由于較薄本身作為吸聲材料使用是得不到大的吸聲效果的。如果將它作為簾幕，離開墻面或窗洞一定距離安裝，恰如多孔材料的背后設置了空氣層，因而在中高頻就能夠具有一定的吸聲效果。當它離墻面1/4波長的奇數(shù)倍距離懸掛時就可獲得相應頻率的高吸聲量。
（2）空間吸聲體
將吸聲材料作成空間的立方體如：平板形，球形，圓錐形棱錐形或柱形，使其多面吸收聲波，在投影面積相同的情況下，相當于增加了有效的吸聲面積和邊緣效應，再加上聲波的衍射作用，大大提高了實際的吸聲效果，其高頻吸聲系數(shù)可達1.40.在實際使用時，根據(jù)不同的使用地點和要求，可設計各種形式的從頂棚吊掛下來的吸聲體。
6、如何正確布置吸聲材料
（1）裝置吸聲材料時，如穿孔板，應結合燈具及室內(nèi)裝修統(tǒng)一考慮，進行分塊組合，盡可能使吸聲材料均勻分布，有利聲場的均勻。
（2）要使吸聲材料充分發(fā)揮作用，應將它布置在最容易接觸聲波和反射次數(shù)最多的表面上，如頂棚，頂棚與墻，墻與墻交接處1/4波長以內(nèi)的空間等處。
（3）觀眾廳的后墻，挑臺欄桿處，反射回來的聲音可能產(chǎn)生回聲干擾，常需在后墻的墻裙以上部位的墻面和挑臺欄桿處，布置高吸聲系數(shù)的材料。
（4）吸聲材料分散布置，比集中式布置有利于聲場擴散和改善音質(zhì)條件。
（5）一般房間兩相對墻面的總吸聲量應盡量接近,有利于聲場擴散。
（6）一般在頂棚較底的房間，狹長的走道，采用吸聲處理方法，選用吸聲系數(shù)大的材料或懸掛空間吸聲體，對降低噪聲的干擾效果很好。
鏈接：音樂與建筑的關系
19世紀末20世紀初，賽賓 (W．C．Sabine) 提出混響時間理論，提出以下賽賓公式
T60=KV/A
T60――混響時間S
K―――常數(shù)，一般取0.161
V―――房間容積（立方米）
A―――室內(nèi)總吸聲量（平米）
以后在賽賓公式的基礎上，后人通過研究又做了某些修正，導出了在工程中普遍應用的伊林（EYring）公式：
T60=KV/-SLN(1-a)+4mV
V―――房間容積（立方米）
S―――室內(nèi)總表面積（平米）
α―――室內(nèi)平均吸聲系數(shù)
4m――空氣吸收系數(shù)
人們對廳堂建筑的音質(zhì)設計有了一個較為完整的認識，從確定廳堂的最佳混響時間、每座容積到體型的確定，吸聲材料的選擇，從保證語言的清晰度、音樂的豐滿度到各類話劇、歌劇、電影，不同功能所要求的聲學指標，開始用一套較為完整的聲學理論來進行計算、設計。多數(shù)人認為，按聲學理論設計出的廳堂，音質(zhì)不會出現(xiàn)問題。
但是回顧建筑發(fā)展的歷史，我們可以看到，在混響時間理論問世之前，在世界各地，已經(jīng)建成了大量的音樂廳、歌劇院等演出性建筑，設計者沒有遵循室內(nèi)聲學設計理論，而這些建筑良好的音質(zhì)環(huán)境，是前人和后人公認的。
如在意大利維琴察，由帕拉迪（PALLDIO）設計的奧林匹克劇院，是1579－1584年建造的，有3000個座位; 又如1618年亞歷奧迪（ALEOTTI）設計的意大利帕爾馬市的法內(nèi)斯劇院，容納觀眾2500人，這時間建造的劇院和廳堂，沒有發(fā)現(xiàn)任何顯著的音質(zhì)缺陷。
特別是當時的設計者已經(jīng)感覺到，各種風格的音樂需要不同的廳堂去演奏，巴洛克音樂和古典音樂不是為教堂演奏而寫的，它通常在貴族的舞池內(nèi)演奏。意大利歌劇屬于戲劇性的，在馬蹄形歌劇院上演時，聲學環(huán)境非常協(xié)調(diào)，1876年建于瑞士巴塞爾的斯塔特――卡西諾音樂廳，在演出浪漫樂時聲學效果非常優(yōu)美。
在20世紀以前，只有一座廳堂按聲學意圖設計，在某些方面考慮了聲學要求，德國的拜羅伊特市的費斯特施皮爾大廳是唯一用作演奏瓦格納歌劇而設計建造的，大廳設有環(huán)形包廂和一層層座位，因而減少了聲吸收表面，其混響時間比歐洲的典型劇院要長得多。
這個時期，一些設計師對廳堂音質(zhì)的設計的態(tài)度的最好反映，是設計巴黎歌劇院的建筑師查爾斯加尼爾（CHARLES GARNIER）的話，他說：“我必須說明，我沒有遵循什么原則，我的設計沒有理論根據(jù)，我們成功與失敗聽其自然。”
按現(xiàn)代室內(nèi)聲學理論分析這些廳堂建筑，我們可以發(fā)現(xiàn)，其室內(nèi)的容積，混響時間，在保證語言清晰度，音樂豐滿度方面并沒有達到現(xiàn)代市內(nèi)聲學理論所要求的理想值．非常有意思的是，這些廳堂在演出某種風格的音樂和歌劇時，卻有極佳的聲學效果，音質(zhì)非常優(yōu)美，這是為什么？
1954年庫爾運用現(xiàn)代錄音技術在一些公認為音質(zhì)較好的廳堂，和不同容積不同混響的廳堂進行各種音樂作品的錄音，并進行了評價，所得的結果表明：在容積大于2000～3000立方米的大廳內(nèi)，最佳混響時間不決定于房間的容積，而和演奏音樂的特性和風格有關。
這一結論給我們提出了一個問題：在學習一整套室內(nèi)聲學理論的同時，是否應該加強對音樂基礎知識的了解，從一個全新的領域和角度向設計者闡明音樂與建筑的關系，使建筑聲學的設計更加符合人們對客觀事物認識的規(guī)律。同時加強對設計師綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。關于廳堂音質(zhì)設計，要求設計師對各種不同風格音樂有所了解，各種風格的音樂與建筑的關系。
對于觀眾而言，要想聽好必須如下條件：
1、廳堂要有足夠的響度，要高于背景噪聲，較為合適的響應為60～70方，對于音樂比語言要高。
2、要有較好的清晰度，語言和音樂均要求聲音清晰，而語言要求更高一些，各種風格音樂的清晰度很難用數(shù)量表示，要使觀眾可以清楚地區(qū)別每種聲音的音色，可以聽清每個音符，節(jié)奏較快的音樂也能旋律分明。
清晰度經(jīng)常用音節(jié)清晰度表達：
音節(jié)清晰度＝觀眾正確聽到的音節(jié)數(shù)目／測定用的全部音節(jié)數(shù)目X100%。
當音節(jié)清晰度達到85%以上時，聽音的感覺優(yōu)良。
語言方面采用語言可懂度，當觀眾能夠聽懂每句話的80%的字節(jié)，語言可懂度達到100%。
3、要有足夠的豐滿度，對音樂的要求是重要的，語言則是次要的，它的含義有：余音悠揚（或稱活躍）、堅實飽滿（或稱親切）、音色渾厚（或稱溫暖）、空間感良好，許多著名的音樂廳采用了很多浮雕裝飾，形成一個擴散的聲場。擴散越充分，空間感程度越高。
4、無回聲和噪聲干擾，避免回聲、顫動回聲和聲聚焦，連續(xù)的噪聲特別是低頻噪聲，會掩蔽語言和音樂聲，回聲的附邂加效應是音質(zhì)被染色而變壞。
5、混響的主觀評價
對語言、歌劇、室內(nèi)樂、交響樂和合唱等各種演出功能不同的廳堂，觀眾對其混響的主觀的評價是一個十分復雜的問題，它包含的因素很多，有音樂家的評價，還有觀眾的評價，以及觀眾對某種音樂的特殊喜愛，都會形成很多混響評價的標準。一般音樂家到過許多音樂廳演出，他能采用比較的方法來判定各種風格的音樂更適合于在什么樣的廳堂演奏，而觀眾相對來講，這種比較的機會少一些。
一般來講，以語言為主的廳堂，混響較短，低頻的混響較低，是為了保證清晰度和語言可懂度；對于音樂而言，為了掩蔽音樂演出過程中的噪音，如弦樂的弓噪聲，長笛的氣流噪聲，混響就要強一些。足夠強的混響影響音樂聲的融合，但能增加聲音的響度和豐滿度，以增加音樂界線的連續(xù)性。
對于巴洛克音樂在高音部分的細膩變化只有在混響時間較短，容積較小的廳堂欣賞才有效果，而對古典樂象莫扎特的曲子，其相應的廳堂容積和混響時間就比較長，特別是浪漫樂象《1812序曲》，這種氣勢磅礴的交響曲為了加強它的豐滿度和震撼力，只用在相對較大的廳堂去演奏。瓦格納的歌劇，樂隊配置大大超過了一般歌劇的配置，欣賞他的歌劇就必須在相對混響時間較長的廳堂，而對比意大利的歌劇，需要的混響時間相對就短。
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