地下环境中大空间建筑声学设计及材料选择分析

盖志鹏 蒋庆林 蔡玉龙 温京亚 李新娟

摘    要：随着经济的不断发展，我国建设行业不断发展，在各个方面都取得了较大的成绩，近几年来，地下环境的建筑方面受到了社会上广泛的关注。在整个的地下环境中，建筑工程最为关键的部分就是大空间的设计，需要能够保障大空间具有室内广阔，能够对复杂声音的反射行程，因此在地下环境中大空间建筑声学设计显得尤为重要。除此之外，地下环境中建筑物材料的选择也十分的重要，需要能够具备高度防火、防潮等特点。基于此，本文针对地下环境中大空间建筑声学设计及材料选择进行有效分析。笔者主要结合建筑声学设计的原理以及地下环境对于吸引材料的要求，分析一些吸引材料的特征以及分类，以及能够有效地帮助地下环境中大空间建筑工程实施。

关键词：地下环境;大空间;声学设计;材料选择

引言

在进行地下工程建设过程中，我们往往会将地下环境中大空间设计作为重点内容，这是因为这个空间所在的位置是整体工程中最为核心的部分，因此对于这空间的要求也十分的高，大空间往往具有宽阔、室内设施和管道建设复杂、复杂的是那声音反射行程等等。因此我们针对地下环境中大空间建筑声学设计及材料选择进行探究具有重要价值。

一、建筑声学设计的原理

就目前的发展情况而言，建筑生血的设计大部分是利用计算机软件进行声控模拟，能够根据大数据分析计算出空间的音质参数以及声路解析。在进行建筑声学设计时，首先能够准确的确定全部空间都具有合适的响度，这样一来能够使声音传播路线反射程度增加，其次还需要能够使用到不同的吸音材料和吸音构造，这样以来能够有效的调控时间和声音频率。

二、地下环境对于吸音材料的要求

在地下工程建设中，整体的空间和每个界面的新材料以及穿孔率的厚度可以有效地计算出声音参数，通过比较分析可以设计大空间内部结构，并且选择合适科学的吸音材料。在针对于材料的选择方面，材料的声学性并不是唯一的标准，主要是因为新材料往往是用来工程的装修的，而材料的使用结果是至关重要的，也是主要原因。对于地下工程来讲，外界环境往往是十分潮湿的，因此很多的材料具有很高的防潮性。同样，材料还需要具有较高的防火系数。综上，这些要求导致许多的吸音材料十分的昂贵。

三、吸音材料的特征及分类

吸音材料是多种多样的，其自身具有各式各样的形式，我们往往会根据吸音材料的特征将吸音材料分为三类，分别为特殊吸音材料，多孔性吸音材料、共振吸音材料。这三大类系列材料中，应用最为广泛的就是多孔性吸音材料。下面主要针对这三类材料进行仔细分析：

1、多孔性吸音材料

多孔性吸音材料本身是十分容易理解的，顾名思义就是具有多孔的一些材料，这些多孔类的吸音材料往往具有较强的吸音能力，多孔性吸音材料的主要特点就是从外部到内部都存在着互相连通的小孔。多孔性吸音材料能够从外部吸收声波，通过空气与固定空间所存在的相对运动，导致小孔内形成相对的粘滞压力，这样一来，小孔能够将空气的振动能量有效地转化为热能，这样一来可以有效地减缓声能。不仅如此，还可以通过孔壁与空气之间的绝热压缩而产生有效的热交换，能够减弱声能。针对于多孔性吸音材料来讲，能够有效影响多孔性吸音材料吸音特征的因素一般可分为以下几点。

首先，流阻。其主要指的是空气质点能够通过材料的孔隙而产生的阻力，流阻就是材料对于低频吸音能力的表征，材料的流阻性能越低，就代表着地皮吸音能力就越小，但反过来也就意味着高频吸音能力就越大。其次，孔隙率，一般来讲孔隙率越大，吸烟材料的吸音效果就越好。在地下环境的大空间设计中，往往会要求吸音材料的孔隙率达到90%。接着材料的厚度也会对吸音能力造成一定的影响。如果材料越薄，厚度越厚，材料的低频吸音能力就会明显的提高。多孔性材料的第一共振频率和吸音材料的厚度近似成反比，增加厚度可以提高低频吸音能力。最后材料的密度也会对于吸音能力造成一定的影响。但是这类影响是比较复杂的，具有较强的不确定性，针对于相同的材料，如果厚度不變的情况下密度越大，低频吸音能力就会明显的提高。

2、共振吸音材料

除了多孔性吸音材料外，共振新材料也是比较广泛应用于建筑工程中的。其的原理就是一种当吸音材料和构造的自振频率与声波的频率相同时，会产生共振的吸音材料。吸收到的声波会导致吸音材料的结构发生振动，如果能够让振动的幅度调到最大，可以有效的衰减声能，这样一来就可以有效地进行吸音。共振吸音材料和构造的吸烟能力会达到峰值吸音的效果，也就是在特定的一个频率诶岁数到达最大时，当远离这个频率范围之后，吸音系数就会有效地降低，而吸音能力也会明显的降低。

3、特殊吸音材料

多孔性吸音材料主要是用来吸收中、高频的声音，而共振吸音材料往往是用于吸收低频声音。但是特殊吸音结构往往指的是材料和结构具有特定的吸音能力，能够被应用到指定的建筑工程中。

结束语

综上所述，随着经济的不断发展和社会的不断进步，地下环境大空间受到了广泛的重视，对于国家的发展和人民的生活具有千丝万缕的联系，因此积极的探究地下环境中大空间建筑声学的设计以及材料的选择是无比重要的。

参考文献：

[1] 胡仁茂.大空间建筑设计研究 [D]. 同济大学 ，2006.

[2] 张莹.地下高大空间逆温环境的烟气运动与通风控制方法 [D]. 西安建筑科技大学 ，2015.

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