第七章-噪聲控制技術(shù)-吸聲

第七章噪聲控制技術(shù)——吸聲吸聲降噪是控制室內(nèi)噪聲常用的技術(shù)措施。通過吸聲材料和吸聲結(jié)構(gòu)來降低噪聲的技術(shù)稱為吸聲。一般情況下，吸聲控制能使室內(nèi)噪聲降低約3～5dBA，使噪聲嚴(yán)重的車間降噪6～10

dBA。

吸聲材料的分類和吸聲性能評價(jià)量7.1共振吸聲結(jié)構(gòu)7.3

多孔性吸聲材料7.2第七章噪聲控制技術(shù)——吸聲室內(nèi)聲場和吸聲降噪7.47.1.1吸聲材料的分類7.1.2吸聲性能評價(jià)量吸聲材料的分類和吸聲性能評價(jià)量7.1吸聲：聲波通過媒質(zhì)或入射到媒質(zhì)分解面上時(shí)聲能的減少過程，稱為吸聲或聲吸收。材料吸聲：當(dāng)媒質(zhì)的分界面為材料表面時(shí)，部分聲能被吸收的現(xiàn)象，稱為材料吸聲。吸聲材料：具有較大吸聲能力的材料，稱為吸聲材料。7.1.1吸聲材料的分類吸聲材料多孔性吸聲材料共振吸聲結(jié)構(gòu)特殊吸聲結(jié)構(gòu)纖維狀顆粒狀泡沫狀穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)單個(gè)共振器空間吸聲體吸聲尖劈薄膜共振吸聲結(jié)構(gòu)薄板共振吸聲結(jié)構(gòu)常用吸聲材料的使用情況1.吸聲系數(shù)吸聲系數(shù)：材料吸收的聲能（）與入射到材料上的總聲能()之比，即

【討論】：表示材料吸聲能力的大小，值在0～1之間，值愈大，材料的吸聲性能愈好；＝0，聲波完全反射，材料不吸聲；＝1，聲能全部被吸收。7.1.2吸聲性能評價(jià)量

吸聲系數(shù)的影響因素

材料的結(jié)構(gòu)使用條件聲波頻率吸聲系數(shù)影響因素25341材料的性質(zhì)聲波入射角度【聲波頻率】同種吸聲材料對不同頻率的聲波具有不同的吸聲系數(shù)。平均吸聲系數(shù)：工程中通常采用125Hz、250Hz、500Hz、1000Hz、2000Hz、4000Hz六個(gè)頻率的吸聲系數(shù)的算術(shù)平均值表示某種材料的平均吸聲系數(shù)。通常，吸聲材料在0.2以上，理想吸聲材料在0.5以上。2.吸聲系數(shù)的分類和測量考慮到入射方向的不同(1)無規(guī)入射吸聲系數(shù)測量方法：混響室法(2)垂直入射吸聲系數(shù)測量方法：阻抗管法駐波比法傳遞函數(shù)法(3)斜入射吸聲系數(shù)【入射吸聲系數(shù)】工程設(shè)計(jì)中常用的吸聲系數(shù)有

混響室法吸聲系數(shù)(無規(guī)入射吸聲系數(shù))

駐波管法吸聲系數(shù)(垂直入射吸聲系數(shù))

應(yīng)用：測量材料的垂直入射吸聲系數(shù)，按表，將換算為無規(guī)入射吸聲系數(shù)。表與的換算關(guān)系混響室：聲學(xué)實(shí)驗(yàn)室混響室法吸聲系數(shù)(無規(guī)入射吸聲系數(shù))：在混響室中，使不同頻率的聲波以相等幾率從各個(gè)角度入射到材料表面，測得的吸聲系數(shù)。測試較復(fù)雜，對儀器設(shè)備要求高，且數(shù)值往往偏差較大，但比較接近實(shí)際情況。在吸聲減噪設(shè)計(jì)中采用?；祉懯曳y吸聲系數(shù)的測試原理：通過測量在混響室內(nèi)放入試件前后的混響時(shí)間改變來進(jìn)行測量。混響時(shí)間：聲壓級衰減60分貝的時(shí)間。房間內(nèi)吸聲量與混響時(shí)間有關(guān)（根據(jù)賽賓公式）：A－總吸聲量，m2；V－混響室體積，m3；c－聲速，m/s；T－混響時(shí)間，s；m－室內(nèi)空氣吸收衰減系數(shù)。安裝吸聲材料前后，房間的總吸聲量的變化可表示為：若兩次測量時(shí)間間隔短及室內(nèi)溫、濕度相差很小?？烧J(rèn)為：所以：整個(gè)房間的吸聲系數(shù)可表示為：駐波管法簡便、精確，但與一般實(shí)際聲場不符。用于測試材料的聲學(xué)性質(zhì)和鑒定。設(shè)計(jì)消聲器。

駐波管法吸聲系數(shù)(垂直入射吸聲系數(shù))駐波管法吸聲系數(shù)測試儀駐波管法測吸聲系數(shù)的測試原理

駐波比s:波腹處的聲壓的極大值與波節(jié)處的聲壓極小值之比稱為駐波比。常用兩種測量方法的比較

定義：吸聲系數(shù)與吸聲面積的乘積

式中——吸聲量，m2；——某頻率聲波的吸聲系數(shù)；——吸聲面積，m2。

(二)吸聲量（等效吸聲面積）

【注】工程上通常采用吸聲量評價(jià)吸聲材料的實(shí)際吸聲效果。

3.吸聲性能的單值評價(jià)量

3.吸聲性能的單值評價(jià)量

平均吸聲系數(shù)：工程中通常采用125Hz、250Hz、500Hz、1000Hz、2000Hz、4000Hz六個(gè)頻率的吸聲系數(shù)的算術(shù)平均值表示某種材料的平均吸聲系數(shù)。平均吸聲系數(shù)降噪系數(shù)NRC：中心頻率為250Hz、500Hz、1000Hz、2000Hz的四個(gè)倍頻程頻帶吸聲系數(shù)的算術(shù)平均值稱為降噪系數(shù)。降噪系數(shù)

定義：吸聲系數(shù)與吸聲面積的乘積

式中——吸聲量，m2；——某頻率聲波的吸聲系數(shù)；——吸聲面積，m2。吸聲量（等效吸聲面積）【注】工程上通常采用吸聲量評價(jià)吸聲材料的實(shí)際吸聲效果。總吸聲量：若組成室內(nèi)各壁面的材料不同，則壁面在某頻率下的總吸聲量為

式中——第i種材料組成的壁面的吸聲量，m2；——第i種材料組成的壁面的面積，m2；——第i種材料在某頻率下的吸聲系數(shù)。吸聲量（等效吸聲面積）平均吸聲系數(shù)評價(jià)整個(gè)房間的吸聲特性多孔吸聲材料多孔吸聲材料是應(yīng)用最廣泛的吸聲材料。最初的多孔吸聲材料以麻、棉、棕絲、毛發(fā)、甘蔗渣等天然動植物纖維為主；目前則以玻璃棉、礦渣棉等無機(jī)纖維為主。吸聲材料可以是松散的，也可以加工成棉絮狀或粘結(jié)成氈狀或板狀。

多孔性吸聲材料7.2吸聲材料構(gòu)造特性材料的孔隙率要高，一般在70%以上，多數(shù)達(dá)到90%左右；孔隙應(yīng)該盡可能細(xì)小，且均勻分布；微孔應(yīng)該是相互貫通，而不是封閉的；微孔要向外敞開，使聲波易于進(jìn)入微孔內(nèi)部。7.2.1多孔性吸聲材料的吸聲機(jī)理吸聲原理

聲波入射到多孔吸聲材料的表面時(shí)，部分聲波反射，部分聲波透入材料內(nèi)部微孔內(nèi)，激發(fā)孔內(nèi)空氣與筋絡(luò)發(fā)生振動，空氣與筋絡(luò)之間的摩擦阻力使聲能不斷轉(zhuǎn)化為熱能而消耗；空氣與筋絡(luò)之間的熱交換也消耗部分聲能，從而達(dá)到吸聲的目的。

吸聲特性特性:高頻聲吸收效果好，低頻聲吸收效果差。原因：低頻聲波激發(fā)微孔內(nèi)空氣與筋絡(luò)的相對運(yùn)動少，摩擦損小，因而聲能損失少，而高頻聲容易使振動加快，從而消耗聲能較多。所以多孔吸收材料常用于高中頻噪聲的吸收。

空氣流阻吸聲性能影響因素26451孔隙率平均密度溫度和濕度護(hù)面層

7.2.2影響多孔性吸聲材料吸聲性能的因素37厚度空腔空氣流阻（Rf）對吸聲性能的影響定義：在穩(wěn)定氣流狀態(tài)下，吸聲材料中的壓力梯度與氣流線速度之比。比流阻Rs：指單位厚度材料的流阻。過高空氣穿透力降低過低因摩擦力、粘滯力引起的聲能損耗降低吸聲性能下降1材料的空氣流阻（Rf）1－材料流阻較低；2－材料流阻較大；3－材料流阻很大。材料的空氣流阻（Rf）低Rf：低頻段吸收很低，中、高頻帶吸收較好；高Rf：低頻段有所提高，中、高頻帶明顯下降。合理的Rs：Rs=1000/d，單位：瑞利/cm，d材料厚度，cm；或2ρ0c<Rf<4ρ0c,即：800<Rf<1600瑞利（Pa.s/m）流阻描述多孔材料的透氣性，一般可采用調(diào)整材料的體積密度來調(diào)節(jié)Rf。孔隙率：材料內(nèi)部的孔洞體積占材料總體積的百分比。一般多孔吸聲材料的孔隙率＞70%；孔隙率增大，密度減小，反之密度增大；孔隙尺寸越大，孔隙越通暢，流阻越小。2孔隙率與密度過高空氣穿透力降低過低因摩擦力、粘滯力引起的聲能損耗降低吸聲性能下降ρc－多孔材料的密度ρs－材料的密度【討論】密度太大或太小都會影響材料的吸聲性能。若厚度不變，增大多孔吸聲材料密度，可提高低中頻的吸聲系數(shù)，但比增大厚度所引起的變化小，且高頻吸收會有所下降。

一種多孔吸聲材料對應(yīng)存在一個(gè)最佳吸聲性能的密度范圍。玻璃棉：15-25kg/m3;巖棉：150-200kg/m33

厚度對吸聲性能的影響

不同厚度的超細(xì)玻璃棉的吸聲系數(shù)理論證明，若吸聲材料層背后為剛性壁面，最佳吸聲頻率出現(xiàn)在材料的厚度等于該頻率聲波波長的1/4處。使用中，考慮經(jīng)濟(jì)及制作的方便，對于中、高頻噪聲，一般可采用2～5cm厚的成形吸聲板；對低頻吸聲要求較高時(shí)，則采用厚度為5～10cm的吸聲板。同種材料，厚度增加一倍，吸聲最佳頻率向低頻方向近似移動一個(gè)倍頻程

由實(shí)驗(yàn)測試可知：厚度越大，低頻時(shí)吸聲系數(shù)越大；＞2000Hz，吸聲系數(shù)與材料厚度無關(guān)；增加厚度，可提高低頻聲的吸收效果，對高頻聲效果不大。比流阻Rs在102～103瑞利/cm時(shí)（松軟而比重小），增加多孔材料厚度d，低頻吸收效果明顯改善；Rs達(dá)到105瑞利/cm時(shí)，增大d，達(dá)不到效果，表明密實(shí)的吸聲材料不必太厚。常見多孔材料厚度（cm）空腔：材料層與剛性壁之間一定距離的空氣層；吸聲系數(shù)隨腔深D（空氣層）增加而增加；空腔結(jié)構(gòu)節(jié)省材料，比單純增加材料厚度更經(jīng)濟(jì)。4空腔對吸聲性能的影響

圖背后空氣層厚度對吸聲性能的影響

多孔材料的吸聲系數(shù)隨空氣層厚度增加而增加，但增加到一定厚度后，效果不再繼續(xù)明顯增加。當(dāng)腔深D近似等于入射聲波的1/4波長或其奇數(shù)倍時(shí)，吸聲系數(shù)最大。當(dāng)腔深為1/2波長或其整倍數(shù)時(shí)，吸聲系數(shù)最小。一般推薦取腔深為5～10cm。天花板上的腔深可視實(shí)際需要及空間大小選取較大的距離。4空腔對吸聲性能的影響

實(shí)際使用中，為便于固定和美觀，往往要對疏松材質(zhì)的多孔材料作護(hù)面處理。護(hù)面層的要求：良好的透氣性；微穿孔護(hù)面板穿孔率應(yīng)大于20%，否則會影響高頻吸聲效果；透氣性較好的紡織品對吸聲特性幾乎沒有影響。對成型多孔材料板表面粉飾時(shí)，應(yīng)采用水質(zhì)涂料噴涂，不宜用油漆涂刷，以防止涂料封閉孔隙。5護(hù)面層對吸聲性能的影響

溫度濕度氣流

5

使用環(huán)境對吸聲性能的影響

溫度引起聲速、波長及空氣粘滯性變化，影響材料吸聲性能。溫度升高，吸聲性能向高頻方向移動；溫度降低則向低頻方向移動。

通風(fēng)管道和消聲器內(nèi)氣流易吹散多孔材料，吸聲效果下降；飛散的材料會堵塞管道，損壞風(fēng)機(jī)葉片；應(yīng)根據(jù)氣流速度大小選擇一層或多層不同的護(hù)面層?？諝鉂穸纫鸲嗫撞牧虾首兓穸仍龃?，孔隙吸水量增加，堵塞細(xì)孔，吸聲系數(shù)下降，先從高頻開始。濕度較大環(huán)境應(yīng)選用耐潮吸聲材料。

溫度、濕度的影響外墻保溫吸聲層

保溫吸聲層

阻燃吸聲板

羊毛阻燃吸聲板

注意特殊的使用條件，如腐蝕、高溫或火焰等情況對多孔材料的影響。吸聲體吸聲處理中常采用吸聲結(jié)構(gòu)。(一)薄板與薄膜共振吸聲結(jié)構(gòu)

(二)穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)

(三)微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)

吸聲結(jié)構(gòu)機(jī)理：共振吸聲原理常用的吸聲結(jié)構(gòu)共振吸聲結(jié)構(gòu)7.3特點(diǎn)：中、低頻吸收性能好；裝飾性強(qiáng)；強(qiáng)度足夠；聲學(xué)性能易于控制。7.3.1概述共振吸聲原理共振結(jié)構(gòu)在聲波激發(fā)下振動，振動的結(jié)構(gòu)由于本身的內(nèi)摩擦和與空氣間的摩擦把部分振動能量轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芏鴵p耗。因此振動的結(jié)構(gòu)消耗聲能，產(chǎn)生吸聲效果。共振會放大聲音嗎？共振共鳴！共鳴：機(jī)械能激發(fā)物體振動向空氣輻射聲能共振：空氣中傳播的聲能激發(fā)物體機(jī)械振動圖薄板共振吸聲結(jié)構(gòu)示意圖7.3.2薄板和薄膜共振吸聲結(jié)構(gòu)

空氣層龍骨龍骨3—阻尼材料4—薄板1－剛性壁面機(jī)理：聲波入射引起薄板振動，薄板振動克服自身阻尼和板-框架間的摩擦力，使部分聲能轉(zhuǎn)化為熱能而耗損。當(dāng)入射聲波的頻率與振動系統(tǒng)的固有頻率相同時(shí)，發(fā)生共振，薄板彎曲變形最大，振動最劇烈，聲能消耗最多。結(jié)構(gòu)入射聲波薄金屬板、膠合板、硬質(zhì)纖維板、石膏板等薄板共振吸聲結(jié)構(gòu)的共振頻率式中——板的面密度，kg／m2，，其中m為板密度，kg/m3，t為板厚,m；——板后空氣層厚度，㎝。K-結(jié)構(gòu)的剛度因素,kg/(m2·s2)【討論】

增大或增加，共振頻率下降。通常取薄板厚度3～6mm，空氣層厚度3～10mm，共振頻率多在80～300Hz之間，故一般用于低頻吸聲；吸聲頻率范圍窄，吸聲系數(shù)不高，約為0.2～0.5。常用薄板共振吸聲結(jié)構(gòu)的吸聲系數(shù)αT

影響薄板共振吸聲性能的因素：板的厚度、背后空腔、空腔內(nèi)是否填充了吸聲材料空氣層龍骨龍骨3—阻尼材料4—薄板1－剛性壁面改善薄板共振吸聲性能的措施：在薄板結(jié)構(gòu)邊緣（板-龍骨交接處）填置能增加結(jié)構(gòu)阻尼的軟材料，如泡沫塑料條、軟橡皮、海綿條、毛氈等，增大吸聲系數(shù)。在空腔中，沿框架四周放置多孔吸聲材料，如礦棉、玻璃棉等。采用組合不同單元或不同腔深的薄板結(jié)構(gòu)，或直接采用木絲板、草紙板等可吸收中、高頻聲的板材，拓寬吸聲頻帶。薄膜吸聲結(jié)構(gòu)系統(tǒng)共振頻率：空氣層膜狀材料吸聲頻帶：200-1000Hz，吸聲系數(shù)：0.35分類：按薄板穿孔數(shù)分為單腔共振吸聲結(jié)構(gòu)多孔穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)材料：輕質(zhì)薄合金板、膠合板、塑料板、石膏板等。

穿孔吸聲板7.3.3穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)

特征：穿孔薄板與剛性壁面間留一定深度的空腔所組成的吸聲結(jié)構(gòu)。穿孔吸聲板又稱“亥姆霍茲”共振吸聲器或單孔共振吸聲器入射聲波≈結(jié)構(gòu)：1.單腔共振吸聲結(jié)構(gòu)封閉空腔壁上開一個(gè)小孔與外部空氣相通；腔體中空氣具有彈性，相當(dāng)于彈簧；孔頸中空氣柱具有一定質(zhì)量，相當(dāng)于質(zhì)量塊。圖單腔共振吸聲結(jié)構(gòu)示意圖

原理：入射聲波激發(fā)孔頸中空氣柱往復(fù)運(yùn)動，與頸壁摩擦，部分聲能轉(zhuǎn)化為熱能而耗損，達(dá)到吸聲目的。當(dāng)入射聲波的頻率與共振器的固有頻率相同時(shí)，發(fā)生共振，空氣柱運(yùn)動加劇，振幅和振速達(dá)最大，阻尼也最大，消耗聲能最多，吸聲性能最好。

單腔共振體的共振頻率式中——聲波速度，m/s；——小孔截面積，m2；——空腔體積，m3；——小孔有效頸長，m，若小孔為圓形則有式中——頸的實(shí)際長度(即板厚度)，m；——頸口的直徑，m?？涨粌?nèi)壁貼多孔材料時(shí)，有【討論】單腔共振吸聲結(jié)構(gòu)使用很少，是其它穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。改變孔頸尺寸或空腔體積，可得不同共振頻率的共振器，而與小孔和空腔的形狀無關(guān)。簡稱穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)：薄板上按一定排列鉆很多小孔或狹縫，將穿孔板固定在框架上，框架安裝在剛性壁上，板后留有一定厚度的空氣層。實(shí)際是由多個(gè)單腔（孔）共振器并聯(lián)而成。圖多孔穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)小孔或狹縫空氣層剛性壁框架2.多孔穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)穿孔板與墻間空腔形成共振腔多孔穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)的共振頻率式中——聲波速度，m/s；——小孔截面積，m2；——每一共振單元所分占薄板的面積，m2；——空腔深度，m；——小孔有效頸長，m；——穿孔率，=/。穿孔率正方形排列：

三角形排列：

平行狹縫：

以上各式中，為孔間距，為孔徑?！居懻摗看┛酌娣e越大，吸聲的頻率越高；空腔越深或板越厚，吸聲的頻率越低。工程設(shè)計(jì)中，穿孔率控制為1%～10%，最高不超過20%，否則穿孔板就只起護(hù)面作用，吸聲性能變差。一般板厚2～13mm，孔徑為2～10mm，孔間距為10～100mm，板后空氣層厚度為6～100mm時(shí)，則共振頻率為100～400Hz，吸聲系數(shù)為0.2～0.5。當(dāng)產(chǎn)生共振時(shí)，吸聲系數(shù)可達(dá)0.7以上。吸聲帶寬：設(shè)在共振頻率處的最大吸聲系數(shù)為，則在左右能保持吸聲系數(shù)為/2的頻帶寬度。穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)的吸聲帶寬較窄，通常僅幾十Hz到200、300Hz。吸聲系數(shù)＞0.5的頻帶寬度可按式估算

式中

——共振頻率，Hz；——共振頻率對應(yīng)的波長，cm；——空腔深度，m?！居懻摗慷嗫状┛装骞舱裎暯Y(jié)構(gòu)的吸聲帶寬和腔深有很大關(guān)系，而腔深又影響共振頻率的大小，故需合理選擇腔深。

改善多孔穿孔板板共振吸聲性能的措施：為增大吸聲系數(shù)與提高吸聲帶寬，可采取的辦法：①組合幾種不同尺寸的共振吸聲結(jié)構(gòu)，分別吸收一小段頻帶，使總的吸聲頻帶變寬；②在穿孔板后面的空腔中填放一層多孔吸聲材料，材料距板的距離視空腔深度而定；③穿孔板孔徑取偏小值，以提高孔內(nèi)阻尼；④采用不同穿孔率、不同腔深的多層穿孔板結(jié)構(gòu)，以改善頻譜特性；⑤在穿孔板后蒙一薄層玻璃絲布等透聲紡織品，以增加大孔頸摩擦。穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)的吸聲系數(shù)αT結(jié)構(gòu)特征：厚度小于1mm的金屬薄板上穿孔，孔徑小于1mm、穿孔率1%～5%，安裝方法同薄板共振吸聲結(jié)構(gòu),后部留有一定厚度的空氣層，起到共振薄板的作用。空氣層內(nèi)不填任何吸聲材料。常用的是單層或雙層微穿孔板。7.3.4微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)

薄板常用鋁板或鋼板制作，因板特別薄、孔特別小，為與一般穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)相區(qū)別，故稱作微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)。

圖2-20單層、雙層微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)示意圖

20世紀(jì)60年代我國著名聲學(xué)專家馬大猷教授研制的。系統(tǒng)共振頻率：共振時(shí)最大吸聲系數(shù)：優(yōu)點(diǎn)：克服了穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)吸聲頻帶較窄的缺點(diǎn)。吸聲系數(shù)大；吸聲頻帶寬；成本低、構(gòu)造簡單；設(shè)計(jì)理論成熟，吸聲結(jié)構(gòu)的理論計(jì)算與實(shí)測值接近。耐高溫、耐腐蝕，不怕潮濕和沖擊，甚至可承受短暫的火焰，適用環(huán)境廣泛，包括一般高速氣流管道中。缺點(diǎn)：孔徑太小，易堵塞，宜用于清潔場所。特點(diǎn)空間吸聲體吸聲尖劈7.3.5特殊吸聲結(jié)構(gòu)空間吸聲體

空間吸聲體用穿孔板材（鋼、鋁、硬紙板條等）做成各種形狀，如板形、棱柱體形、立方體形、球形、圓柱體形、單錐和雙錐殼體形等，通常填充或襯貼玻璃棉、礦棉等吸聲材料。特別適用于噪聲很大的工業(yè)廠房作吸聲處理。

空間吸聲體特點(diǎn)：懸空懸掛，吸聲性能好，節(jié)約吸聲材料；便于安裝，裝拆靈活?？臻g吸聲體當(dāng)房間表面不足作吸聲表面時(shí)使用。吸聲材料簾幕吸聲結(jié)構(gòu)是用具有通氣性能的紡織品，安裝在離開墻面或窗洞一段距離處，背后設(shè)置空氣層。這種吸聲體對中、高頻都有一定的吸聲效果。簾幕的吸聲效果還與所用材料種類有關(guān)。簾幕吸聲體安裝拆卸方便，兼具裝飾作用，應(yīng)用價(jià)值高。

簾幕吸聲結(jié)構(gòu)改善方法：1、越厚越吸收高頻聲2、離開墻面一段距離，改善中低頻吸聲性能3、打褶吸聲簾幕的基本特點(diǎn)：①防火性：普通的簾幕沒有進(jìn)行過防火處理，屬于易燃材料；而吸聲簾幕專門進(jìn)行過防火處理，這樣更適合在需要防火的場合使用。②可變吸聲性：吸聲簾幕可以通過展開的程度來調(diào)節(jié)吸聲。③易安裝：吸聲簾幕本身屬于織物類，在安裝上有很大的自由性和可調(diào)性。④裝飾性：吸聲簾幕作為吸聲材料的同時(shí)還具有裝飾性。當(dāng)無褶皺的簾幕平貼在墻面時(shí)，吸聲作用不是很明顯；當(dāng)無褶皺的簾幕和墻面之間有了空腔之后，吸聲作用就有所提高了。帶褶皺的簾幕的吸聲作用要好于無褶皺的簾幕。簾幕的褶皺部分使得簾幕的面密度有所提高，吸聲作用也就隨之提高。褶皺的作用類似于消聲室里的尖劈，起到了更好的吸聲作用。吸聲材料的選擇：吸聲性能：不同音頻用不同材料；增加厚度；材料層背后留有空氣等防火：不燃、阻燃潮濕、潔凈要求高的場所不用多孔吸聲材料，選用微穿孔吸聲結(jié)構(gòu)耐久性、力學(xué)強(qiáng)度、化學(xué)性質(zhì)、尺寸的穩(wěn)定、裝飾效果、便于施工吸聲材料護(hù)面層：完全透氣（織物面吸聲板、加不透氣的塑料薄膜，防潮、阻止微小纖維）新型吸聲材料羊毛吸聲制品：衛(wèi)生、環(huán)保、防火、防蟲蛀穿孔木飾面板穿孔板專用無紡布：貼在穿孔板后，具有理想聲阻抗，增大吸聲系數(shù)穿孔FC板FC板又稱高壓水泥纖維板，其原料為纖維水泥、經(jīng)高壓形成板材，無孔FC板多用于內(nèi)部隔墻和吊頂。穿孔FC板一般厚度為4mm，有圓孔和狹縫兩種形式，可以形成一定的圖案。穿孔FC板具有良好的防火性能，一般可達(dá)到《建筑材料燃燒性能分級方法》（GB8624-1997）不燃A級，同時(shí)還具有良好的防濕、防潮效果。FC板的強(qiáng)度較高，但是比較脆，抗沖擊性較差。穿孔FC板本身呈灰色，但表面可進(jìn)行噴涂處理，裝修性一般。木制吸聲板

木制吸聲板基本材料為15mm或18mm厚的防潮中密度板，表面可以有兩種處理方法：一種是單色的三聚氰胺涂飾層，一種是木紋的真木皮飾面。木制吸聲板的開孔一般分為兩層，上面一層為小的圓孔或縫隙，下面一層為大的圓孔。木制吸聲板在出廠時(shí)一般都粘附一層無紡吸聲布，只要安裝時(shí)在其后留有一定厚度的空腔，就可以單獨(dú)作為吸聲材料使用，有較好的中低頻吸聲特性，如果在空腔內(nèi)填充一定厚度的多孔性吸聲材料，如玻璃棉等，可以有效地提高整個(gè)構(gòu)造的中高頻吸聲特性。1、石棉材料：石棉對人體有害，是潛在致癌物，所以一般不大推薦。

2、巖棉材料：巖棉以玄武巖及其它天然礦石等為主要原料，經(jīng)高溫熔融成纖，加入適量粘結(jié)劑，固化加工而制成的。巖棉板產(chǎn)品適用于工業(yè)設(shè)備、建筑、船舶的絕熱、隔音等，是管道貯罐、鍋爐、煙道、熱交換器、風(fēng)機(jī)、車船等工業(yè)設(shè)備隔熱、隔聲的理想材料。材質(zhì)本身是環(huán)保的。淘寶價(jià)格在10-20元/平米

3、離心玻璃棉：玻璃棉是將處于熔融狀態(tài)的玻璃用離心噴吹法工藝進(jìn)行纖維化噴涂熱固性樹脂制成的絲狀材料，再經(jīng)過熱固化處理后制成的具有一定強(qiáng)度的材料，表面可粘貼PVC膜面料，也可粘貼鋁箔。它具有阻燃、無毒、耐腐蝕、容重小、導(dǎo)熱系數(shù)低、化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)、吸濕率低、憎水性好等諸多優(yōu)點(diǎn)，是目前公認(rèn)的性能較優(yōu)越的保溫、隔熱、吸音材料，可用于屋頂建筑物保溫、保冷；娛樂場所影劇院、電視臺、廣播電臺、實(shí)驗(yàn)室、吸引處理；空調(diào)管道冷凍及冷藏倉庫的保溫隔熱、吸聲降噪，效果十分顯著，成為保溫隔熱的熱門產(chǎn)品。淘寶價(jià)格一般在20-35元/平米

4、硅酸鋁棉：具有低導(dǎo)熱率、優(yōu)良的熱穩(wěn)定性化學(xué)穩(wěn)定性、不含粘結(jié)劑和腐蝕性物質(zhì)的特點(diǎn)，可用于設(shè)備的填充、纖維澆注料、涂抹料原料、真空成型制品原料。硅酸鋁制品在初次使用時(shí)、當(dāng)構(gòu)件溫度超過200℃時(shí)硅酸鋁制品會出現(xiàn)輕度煙霧，其廣泛用于電力鍋爐高溫管道壁襯、熱電蒸汽管道傳輸保溫、化工工業(yè)高溫管道保溫。家用比較少，價(jià)格比較便宜，淘寶價(jià)格一般在10元/平米以下上述4類都屬于纖維性質(zhì)的吸音棉，部分好的產(chǎn)品是沒問題，但質(zhì)量一般的產(chǎn)品，據(jù)實(shí)際安裝的一些工人反映，因?yàn)樗w維過于細(xì)小會刺激皮膚，安裝時(shí)會有癢癢的感覺，同時(shí)細(xì)小的纖維會擴(kuò)散到空氣中，會對工人的呼吸系統(tǒng)產(chǎn)生影響。此外這類材料需要做好包裹措施，得對材料進(jìn)行全封閉，如果暴露在外面，日久天長，它的微小纖維發(fā)散在空中，會對住戶的呼吸系統(tǒng)產(chǎn)生影響，嚴(yán)重的會形成塵肺。

如何正確布置吸聲材料

（1）裝置吸聲材料時(shí)，如穿孔板，應(yīng)結(jié)合燈具及室內(nèi)裝修統(tǒng)一考慮，進(jìn)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(yīng)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(kuò)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(yīng)盡量接近,有利于聲場擴(kuò)散.

（6）一般在頂棚較低的房間，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。

7.4.1室內(nèi)聲場中的聲能密度和聲壓級

7.4.2室內(nèi)聲衰減和混響時(shí)間

7.4.3吸聲降噪

室內(nèi)聲場和吸聲降噪7.47.4.4室內(nèi)簡正模式

主要在室內(nèi)的天花板和四周墻壁上飾以某種吸聲性能好的材料，或懸掛適當(dāng)?shù)目臻g吸聲體，就可以吸收房間內(nèi)的一部分反射聲波，減弱室內(nèi)總的噪聲。

室內(nèi)吸聲處理室內(nèi)聲場按聲場性質(zhì)分為：直達(dá)聲場：由聲源直接到達(dá)聽者，是自由聲場；混響聲場：經(jīng)過壁面一次或多次反射。擴(kuò)散聲場：聲能密度處處相等，聲波在任一受聲點(diǎn)上各個(gè)傳播方向作無規(guī)分布的聲場。是一種理想聲場，為簡化討論，以下的基本概念和公式都建立在室內(nèi)擴(kuò)散聲場的基礎(chǔ)上。

7.4.1室內(nèi)聲場中的聲能密度和聲壓級

1.直達(dá)聲場在室內(nèi)，當(dāng)聲源的聲功率恒定時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)在某接收點(diǎn)處獲得的直達(dá)聲能是恒定的。一個(gè)各向發(fā)射均勻的點(diǎn)聲源，聲強(qiáng)I=W/4πr2，聲能密度與聲強(qiáng)的關(guān)系為所以對于指向性因數(shù)為的聲源，在距聲源中心

r米處的直達(dá)聲聲壓及聲能密度為

聲源的指向性因數(shù)聲壓級的計(jì)算：

2.混響聲場平均自由程單位時(shí)間內(nèi)，室內(nèi)聲波經(jīng)相鄰兩次反射間的路程的平均值

式中——平均自由程，m；——房間容積，m3；——室內(nèi)總表面積，m2當(dāng)聲速為C時(shí)，聲波傳播一個(gè)自由程所需時(shí)間為

聲波每秒平均反射次數(shù)n=c/d，即

聲源接收點(diǎn)直達(dá)聲混響聲2.混響聲場聲源輻射的聲能經(jīng)第一次吸收后，剩者為混響聲，單位時(shí)間內(nèi)聲源向室內(nèi)提供的混響聲能為。因聲功率恒定，故混響聲能也恒定。壁面吸聲僅吸收混響聲，設(shè)室內(nèi)聲場達(dá)穩(wěn)態(tài)時(shí)，平均混響聲能密度為，聲波每碰撞壁面一次，吸收的混響聲能則為，每秒鐘內(nèi)碰撞次n，吸收的則為。因室內(nèi)聲場達(dá)穩(wěn)態(tài)時(shí)，每秒鐘由聲源提供的混響聲能等于被吸收的混響聲能，所以即令

平均聲能密度——房間常數(shù)，m2。室內(nèi)吸聲狀況愈好，值愈大。

混響聲場中的聲壓為：相應(yīng)聲壓級為：3.室內(nèi)總聲場室內(nèi)某點(diǎn)的聲壓級為

指向性因數(shù)取決于聲源的指向性和在室內(nèi)的位置

Q=1，點(diǎn)聲源放置在房間中心；

Q=2，聲源放在地面或墻面中間；

Q=4，聲源放在兩墻面或墻面與地面的交線上；

Q=8，在三面墻的交點(diǎn)上。3.室內(nèi)總聲壓級室內(nèi)某點(diǎn)的聲壓級為

括號內(nèi)第一項(xiàng)來自直達(dá)聲。表達(dá)了直達(dá)聲場對該點(diǎn)聲壓級的影響，r愈大，該項(xiàng)值愈小，即距聲源愈遠(yuǎn)，直達(dá)聲愈??；第二項(xiàng)來自混響聲。當(dāng)r較小，即接受點(diǎn)離聲源很近時(shí)，，室內(nèi)聲場以直達(dá)聲為主，混響聲可忽略；反之,則以混響聲為主，直達(dá)聲忽略不計(jì)，此時(shí)聲壓

與r無關(guān)。當(dāng)時(shí)，直達(dá)聲與混響聲聲能密度相等，r稱為臨界半徑(Q=1時(shí)的臨界半徑又稱為混響半徑)，記為?！居懻摗?.混響半徑臨界半徑為

臨界半徑與房間常數(shù)和聲源指向性因數(shù)有關(guān)。房間內(nèi)吸聲狀況愈好，聲源指向性愈強(qiáng)，臨界半徑則愈大，在聲源周圍較大范圍內(nèi)可近似地視為自由聲場；反之房間內(nèi)大部分范圍可視為混響聲場。【討論】

將式中各參量繪制成圖，可以簡便地確定出室內(nèi)距聲源r處的某點(diǎn)穩(wěn)態(tài)聲壓級Lp。圖室內(nèi)聲壓級計(jì)算圖AB-11【例】設(shè)在室內(nèi)地面中心處有一聲源，已知500Hz的聲功率級為90dB，同頻帶下的房間常數(shù)為50m2，求距聲源10m處之聲壓級。

解：

(1)由聲源位置可得其室內(nèi)指向性因數(shù)Q=2。(2)由圖Q＝2與r＝10m兩線的交點(diǎn)A做垂線(虛線)，與＝50m2的曲線交于B點(diǎn)，由B向左方做水平線與縱軸相交，從而確定相對聲壓級，即≈-11dB。(3)計(jì)算距聲源10m處之聲壓級為(dB)自由聲場：無限大空間——理想情況！消聲室：基本自由聲場——存在低頻極限！室內(nèi)聲場：存在多個(gè)反射體；不規(guī)則形狀——室內(nèi)聲場非常復(fù)雜——統(tǒng)計(jì)聲學(xué)方法！可嚴(yán)格求解：幾種規(guī)則房間——矩形、球形、柱形5.典型室內(nèi)聲場和專用聲學(xué)實(shí)驗(yàn)室擴(kuò)散聲場混響室統(tǒng)計(jì)平均的均勻聲場——擴(kuò)散聲場：1、聲以聲線方式以聲速c0直線傳播，聲線所攜帶的聲能向各方向的傳遞幾率相同；2、各聲線是互不相干的，聲線疊加是無規(guī)的；3、室內(nèi)平均聲能密度處處相同。

室內(nèi)聲場經(jīng)1～2s即接近穩(wěn)態(tài)（左側(cè)曲線）若聲源停止，聲音消失需要一個(gè)過程：首先直達(dá)聲消失，混響聲逐漸減弱，直到完全消失（右側(cè)曲線）。

圖室內(nèi)聲場的衰減增長穩(wěn)態(tài)衰減（混響過程）a-吸聲差b-吸聲中等c-吸聲好7.4.2室內(nèi)聲衰減和混響時(shí)間

假設(shè)只考慮室內(nèi)壁面與空氣的吸收，則經(jīng)t秒后，室內(nèi)聲能密度為

式中——初始聲能密度，(w·s)／m3

；——吸聲系數(shù)——房間容積，m3；——室內(nèi)總表面積，m2

——空氣衰減系數(shù)，m-1；為聲波在空氣中每傳播100m衰減的分貝數(shù)。定義：室內(nèi)聲場達(dá)到穩(wěn)態(tài)后，聲源立即停止發(fā)聲，室內(nèi)聲能密度衰減到原來的百萬分之一，即聲壓級衰減60dB所需要的時(shí)間，記作，單位秒（s）計(jì)算公式——賽賓（W.C.Sabine）公式意義：表示由于室內(nèi)混響現(xiàn)象，室內(nèi)聲場的聲能在聲源停止發(fā)聲后衰減的快慢。

2.混響時(shí)間房間一定，∵吸聲量,∴愈大，愈小。通過調(diào)整各頻率的平均吸聲系數(shù)，獲得各主要頻率的“最佳”，使室內(nèi)音質(zhì)達(dá)到良好?！居懻摗堪瑵櫍‥yring）公式－理論公式:艾潤－努特生（Eyring-Millington）公式（當(dāng)高頻時(shí)1kHz以上應(yīng)考慮空氣的吸收）:當(dāng)α<0.2時(shí)，賽賓－努特生（Sabine-Millington）公式:某混響室容積為86.5m3，各壁面均為混凝土，房間的總面積為156.2m2，試求250Hz和4000Hz時(shí)的混響時(shí)間，設(shè)空氣溫度293K，相對濕度為50％。已知，壁面平均吸聲系數(shù)為0.01，在該溫度和濕度下房間內(nèi)空氣吸聲系數(shù)4m＝0.024m－1。例解：f＝250Hz，平均吸聲系數(shù)小于0.2f＝4000Hz>1000Hz，平均吸聲系數(shù)小于0.2，應(yīng)考慮空氣吸收設(shè)R1、R2分別為室內(nèi)設(shè)置吸聲裝置前后的房間常數(shù)，則距聲源r出相應(yīng)的聲壓級分別為:7.4.3吸聲降噪

1.吸聲降噪效果的估算吸聲降噪量計(jì)算吸聲前后的聲壓級之差，即吸聲降噪量為:吸聲降噪量計(jì)算當(dāng)受聲點(diǎn)離聲源較近時(shí)，降噪量很小。當(dāng)受聲點(diǎn)離聲源較遠(yuǎn)時(shí)（混響半徑以外），降噪量可簡化為：由于房間內(nèi)吸聲系數(shù)均較小，上式可簡化為：(2-142)

越大，噪聲級降低越多；但大到一定程度，不再變化，因此應(yīng)取適當(dāng)值吸聲降噪量計(jì)算由于：混響時(shí)間可測，計(jì)算吸聲降噪量，免除了計(jì)算吸聲系數(shù)的麻煩和不準(zhǔn)確

室內(nèi)平均吸聲系數(shù)增加1倍噪聲降低3dB，增加10倍，降低10dB。這表明，只有在原來房間的平均吸聲系數(shù)不大時(shí)，采用吸聲處理才有明顯效果。例如：處理前平均吸聲系數(shù)為0.03，處理后平均吸聲系數(shù)為0.3，則ΔLP=10dB。通常是平均吸聲系數(shù)增大到0.5以上很不容易，且成本很高，所以用一般的吸聲處理降低室內(nèi)噪聲不會超過10~12dB。室內(nèi)吸聲狀況與相應(yīng)降噪量總原則：應(yīng)先對聲源進(jìn)行隔聲、消聲等處理，當(dāng)噪聲源不宜采用隔聲措施，或采用了隔聲手段后仍不能達(dá)到噪聲的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，可采用吸聲處理來作為輔助手段?；驹瓌t：1.單獨(dú)的風(fēng)機(jī)房、泵房、控制室等房間面積較小，所需降噪量較高時(shí)，可對天花板、墻面同時(shí)作吸聲處理；2.車間面積較大時(shí)．宜采用空間吸聲體，平頂吸聲處理；3.聲源集中在局部區(qū)域時(shí)，宜采用局部吸聲處理，并同時(shí)設(shè)置隔聲屏障；4.噪聲源比較多而且較分散的生產(chǎn)車間宜作吸聲處理；

2.吸聲降噪的設(shè)計(jì)原則和程序5.對于中、高頻噪聲，可采用20-50mm厚的常規(guī)成型吸聲板，當(dāng)吸聲要求較高時(shí)可采用50～80mm厚的超細(xì)玻璃棉等多孔吸聲材料，并加適當(dāng)?shù)淖o(hù)面層；6.對于寬頻帶噪聲，可在多孔材料后留50-100mm的空氣層，或采用80-150mm厚的吸聲層；對于低頻帶噪聲，可采用穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)，其板厚通?？扇?-5mm，孔徑可取3-6mm，穿孔率小于5％；7.對于濕度較高的環(huán)境，或有清潔要求的吸聲設(shè)計(jì)，可采用薄膜覆面的多孔材料或單、雙層微穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)，穿孔板的板厚及孔徑均不大于lmm，穿孔率可取0.5％-3％，空腔深度可取50一200mm。8.進(jìn)行吸聲處理時(shí)，應(yīng)滿足防火、防潮、防腐、防塵等工藝與安全衛(wèi)生要求，兼顧通風(fēng)、采光、照明及裝修要求，也要注意埋設(shè)件的布置。圖a：開闊的空間，是個(gè)自由聲場，聲波被空氣全部吸收，吸聲系數(shù)為1。圖b：堅(jiān)硬、光滑的剛性表面，聲波吸收很少；圖c：多孔吸聲材料，主要吸收中、高頻噪聲，吸收頻帶集中在中、高頻區(qū)；圖d：多孔材料背襯空腔，最大吸聲頻率向低頻移動，吸收頻帶提高較大；圖e：穿孔板背襯多孔吸聲材料，不僅能較好吸收低頻噪聲，且吸聲頻帶增寬；圖f：板狀吸聲結(jié)構(gòu)（1線），若在板后充填多孔吸聲材料，可使吸聲系數(shù)提高，最大吸聲頻率向低頻移動（2線）；圖g：穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)，吸聲頻帶很窄；圖h：穿孔板背襯纖維布，吸聲頻帶有一定提高；圖i：多層穿孔板，吸聲效果較好，頻帶較寬。吸聲設(shè)計(jì)程序根據(jù)聲源特性估算受聲點(diǎn)的各頻帶聲壓級確定各吸聲面的吸聲系數(shù)了解環(huán)境特點(diǎn)，選定噪聲控制標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算各頻帶所需吸聲減噪量計(jì)算室內(nèi)應(yīng)有的吸聲系數(shù)確定受聲點(diǎn)允許的噪聲級和各頻帶聲壓級選擇合適的吸聲材料(1)確定吸聲處理前室內(nèi)的噪聲級和各倍頻帶的聲壓級并了解噪聲源的特性，選定相應(yīng)的噪聲標(biāo)準(zhǔn)；(2)確定降噪地點(diǎn)的允許噪聲級和各倍頻帶的允許聲壓級，計(jì)算所需吸聲降噪量?Lp；(3)根據(jù)降噪量值，計(jì)算吸聲處理后應(yīng)有的室內(nèi)平均吸聲系數(shù)α2；(4)由室內(nèi)平均吸聲系數(shù)α2和房間可供設(shè)置吸聲材料的面積，確定吸聲面的吸聲系數(shù)；(5)由確定吸聲面的吸聲系數(shù)，選擇合適的吸聲材料或吸聲結(jié)構(gòu)、類型、材料厚度、安裝方式等?！纠砍叽鐬?4m×10m×3m，體積為420m3，面積為424m2的控制室內(nèi)有一臺空調(diào)，安裝在10m×3m墻壁的中心部位，試通過設(shè)計(jì)計(jì)算使距噪聲源7m處符合NR-50曲線。①記錄控制室尺寸、體積、總表面積、噪聲源的種類和位置等；②記錄噪聲的倍頻程聲壓級測量值；③記錄NR-50的各個(gè)倍頻程聲壓級；④計(jì)算需要降噪量；⑤處理前混響時(shí)間的測量值，并計(jì)算出處理前平均吸聲系數(shù)；⑥計(jì)算出處理后平均吸聲系數(shù)；⑦參考各種材料的吸聲系數(shù)，然后選材確定控制室各部分的裝修。

【例】尺寸為14m×10m×3m，體積為420m3，面積為424m2的控制室內(nèi)有一臺空調(diào)，安裝在10m×3m墻壁的中心部位，試通過設(shè)計(jì)計(jì)算使距噪聲源7m處符合NR-50曲線。解：設(shè)計(jì)計(jì)算步驟見表【例】某廠沖床車間為鋼筋混凝土磚混結(jié)構(gòu)，槽形混凝土板平頂，混凝土地面，墻面為水泥石灰粉刷磚墻。車間內(nèi)配置有8～60t沖床40臺，80t和160t沖床各1臺。在車間內(nèi)中央一點(diǎn)測定的噪聲頻率特性如圖中曲線A所示，噪聲頻帶較寬廣，車間內(nèi)總聲壓級達(dá)到95dB，干擾嚴(yán)重，試設(shè)計(jì)降噪方案。

圖沖床車間噪聲頻譜特性

【分析】：沖床噪聲是斷續(xù)脈沖聲，車間內(nèi)沖床臺數(shù)較多，操作人員相互受其它沖床的干擾，采用吸聲處理降低混響聲，可大大減少人員每天的噪聲暴露強(qiáng)度。（1）由圖可知，200Hz以上的頻帶噪聲超過允許標(biāo)準(zhǔn)NR85曲線，其中以250、500、1000Hz最為嚴(yán)重，因此，這些頻帶的噪聲為吸聲處理的重點(diǎn)，并取吸聲峰值在500Hz附近。（2）經(jīng)測量，穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)的吸聲峰值位于500Hz附近，與設(shè)計(jì)要求基本相符。（3）采用穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)，