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，使噪聲嚴重的車間降噪6～10

dBA。

吸聲材料的分類和吸聲性能評價量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吸聲性能評價量吸聲材料的分類和吸聲性能評價量7.1吸聲：聲波通過媒質(zhì)或入射到媒質(zhì)分解面上時聲能的減少過程，稱為吸聲或聲吸收。材料吸聲：當媒質(zhì)的分界面為材料表面時，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：聲學實驗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，但比較接近實際情況。在吸聲減噪設(shè)計中采用。混響室法測吸聲系數(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間改變來進行測量。混響時間：聲壓級衰減60分貝的時間。房間內(nèi)吸聲量與混響時間有關(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：若兩次測量時間間隔短及室內(nèi)溫、濕度相差很小?？烧J為：所以：整個房間的吸聲系數(shù)可表示為：駐波管法簡便、精確，但與一般實際聲場不符。用于測試材料的聲學性質(zhì)和鑒定。設(shè)計消聲器。

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吸聲材料的實際吸聲效果。

3.吸聲性能的單值評價量

3.吸聲性能的單值評價量

平均吸聲系數(shù)：工程中通常采用125Hz、250Hz、500Hz、1000Hz、2000Hz、4000Hz六個頻率的吸聲系數(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吸聲材料的實際吸聲效果?？偽暳浚喝艚M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)評價整個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)達到90%左右；孔隙應(yīng)該盡可能細小，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，使聲波易于進入微孔內(nèi)部。7.2.1多孔性吸聲材料的吸聲機理吸聲原理

聲波入射到多孔吸聲材料的表面時，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?？紫堵剩翰牧蟽?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，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倍頻程

由實驗測試可知：厚度越大，低頻時吸聲系數(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（松軟而比重?。黾佣嗫撞牧虾穸萪，低頻吸收效果明顯改善；Rs達到105瑞利/cm時，增大d，達不到效果，表明密實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。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。當腔深D近似等于入射聲波的1/4波長或其奇數(shù)倍時，吸聲系數(shù)最大。當腔深為1/2波長或其整倍數(shù)時，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)的多孔材料作護面處理。護面層的要求：良好的透氣性；微穿孔護面板穿孔率應(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，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，損壞風機葉片；應(yīng)根據(jù)氣流速度大小選擇一層或多層不同的護面層。空氣濕度引起多孔材料含水率變化。濕度增大，孔隙吸水量增加，堵塞細孔，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：中、低頻吸收性能好；裝飾性強；強度足夠；聲學性能易于控制。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。當入射聲波的頻率與振動系統(tǒng)的固有頻率相同時，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小孔與外部空氣相通；腔體中空氣具有彈性，相當于彈簧；孔頸中空氣柱具有一定質(zhì)量，相當于質(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)運動，與頸壁摩擦，部分聲能轉(zhuǎn)化為熱能而耗損，達到吸聲目的。當入射聲波的頻率與共振器的固有頻率相同時，發(fā)生共振，空氣柱運動加劇，振幅和振速達最大，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——頸的實際長度(即板厚度)，m；——頸口的直徑，m?？涨粌?nèi)壁貼多孔材料時，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。實際是由多個單腔（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。【討論】穿孔面積越大，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)計中，穿孔率控制為1%～10%，最高不超過20%，否則穿孔板就只起護面作用，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，則共振頻率為100～400Hz，吸聲系數(shù)為0.2～0.5。當產(chǎn)生共振時，吸聲系數(shù)可達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?？諝鈱觾?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60年代我國著名聲學專家馬大猷教授研制的。系統(tǒng)共振頻率：共振時最大吸聲系數(shù)：優(yōu)點：克服了穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)吸聲頻帶較窄的缺點。吸聲系數(shù)大；吸聲頻帶寬；成本低、構(gòu)造簡單；設(shè)計理論成熟，吸聲結(jié)構(gòu)的理論計算與實測值接近。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：孔徑太小，易堵塞，宜用于清潔場所。特點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：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吸聲體當房間表面不足作吸聲表面時使用。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：①防火性：普通的簾幕沒有進行過防火處理，屬于易燃材料；而吸聲簾幕專門進行過防火處理，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還具有裝飾性。當無褶皺的簾幕平貼在墻面時，吸聲作用不是很明顯；當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、力學強度、化學性質(zhì)、尺寸的穩(wěn)定、裝飾效果、便于施工吸聲材料護面層：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，一般可達到《建筑材料燃燒性能分級方法》（GB8624-1997）不燃A級，同時還具有良好的防濕、防潮效果。FC板的強度較高，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一般都粘附一層無紡吸聲布，只要安裝時在其后留有一定厚度的空腔，就可以單獨作為吸聲材料使用，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、風機、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、導熱系數(shù)低、化學穩(wěn)定性強、吸濕率低、憎水性好等諸多優(yōu)點，是目前公認的性能較優(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、實驗室、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。淘寶價格一般在20-35元/平米

4、硅酸鋁棉：具有低導熱率、優(yōu)良的熱穩(wěn)定性化學穩(wěn)定性、不含粘結(jié)劑和腐蝕性物質(zhì)的特點，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、當構(gòu)件溫度超過200℃時硅酸鋁制品會出現(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，價格比較便宜，淘寶價格一般在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)實際安裝的一些工人反映，因為它纖維過于細小會刺激皮膚，安裝時會有癢癢的感覺，同時細小的纖維會擴散到空氣中，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，如穿孔板，應(yīng)結(jié)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(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?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：直達聲場：由聲源直接到達聽者，是自由聲場；混響聲場：經(jīng)過壁面一次或多次反射。擴散聲場：聲能密度處處相等，聲波在任一受聲點上各個傳播方向作無規(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.直達聲場在室內(nèi)，當聲源的聲功率恒定時，單位時間內(nèi)在某接收點處獲得的直達聲能是恒定的。一個各向發(fā)射均勻的點聲源，聲強I=W/4πr2，聲能密度與聲強的關(guān)系為所以對于指向性因數(shù)為的聲源，在距聲源中心

r米處的直達聲聲壓及聲能密度為

聲源的指向性因數(shù)聲壓級的計算：

2.混響聲場平均自由程單位時間內(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當聲速為C時，聲波傳播一個自由程所需時間為

聲波每秒平均反射次數(shù)n=c/d，即

聲源接收點直達聲混響聲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)聲場達穩(wěn)態(tài)時，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)聲場達穩(wěn)態(tài)時，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，在三面墻的交點上。3.室內(nèi)總聲壓級室內(nèi)某點的聲壓級為

括號內(nèi)第一項來自直達聲。表達了直達聲場對該點聲壓級的影響，r愈大，該項值愈小，即距聲源愈遠，直達聲愈?。坏诙梺碜曰祉懧?。當r較小，即接受點離聲源很近時，，室內(nèi)聲場以直達聲為主，混響聲可忽略；反之,則以混響聲為主，直達聲忽略不計，此時聲壓

與r無關(guān)。當時，直達聲與混響聲聲能密度相等，r稱為臨界半徑(Q=1時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，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?！居懻摗?/p>

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處的某點穩(wěn)態(tài)聲壓級Lp。圖室內(nèi)聲壓級計算圖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A做垂線(虛線)，與＝50m2的曲線交于B點，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：存在多個反射體；不規(guī)則形狀——室內(nèi)聲場非常復(fù)雜——統(tǒng)計聲學方法！可嚴格求解：幾種規(guī)則房間——矩形、球形、柱形5.典型室內(nèi)聲場和專用聲學實驗室擴散聲場混響室統(tǒng)計平均的均勻聲場——擴散聲場：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，聲音消失需要一個過程：首先直達聲消失，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所需要的時間，記作，單位秒（s）計算公式——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（當高頻時1kHz以上應(yīng)考慮空氣的吸收）:當α<0.2時，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時的混響時間，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算吸聲前后的聲壓級之差，即吸聲降噪量為:吸聲降噪量計算當受聲點離聲源較近時，降噪量很小。當受聲點離聲源較遠時（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)取適當值吸聲降噪量計算由于：混響時間可測，計算吸聲降噪量，免除了計算吸聲系數(shù)的麻煩和不準確

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，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)先對聲源進行隔聲、消聲等處理，當噪聲源不宜采用隔聲措施，或采用了隔聲手段后仍不能達到噪聲的標準時，可采用吸聲處理來作為輔助手段?；驹瓌t：1.單獨的風機房、泵房、控制室等房間面積較小，所需降噪量較高時，可對天花板、墻面同時作吸聲處理；2.車間面積較大時．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，宜采用局部吸聲處理，并同時設(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，當吸聲要求較高時可采用50～80mm厚的超細玻璃棉等多孔吸聲材料，并加適當?shù)淖o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，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.進行吸聲處理時，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、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，是個自由聲場，聲波被空氣全部吸收，吸聲系數(shù)為1。圖b：堅硬、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)計程序根據(jù)聲源特性估算受聲點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，選定噪聲控制標準計算各頻帶所需吸聲減噪量計算室內(nèi)應(yīng)有的吸聲系數(shù)確定受聲點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)的噪聲標準；(2)確定降噪地點的允許噪聲級和各倍頻帶的允許聲壓級，計算所需吸聲降噪量?Lp；(3)根據(jù)降噪量值，計算吸聲處理后應(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)計計算使距噪聲源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的各個倍頻程聲壓級；④計算需要降噪量；⑤處理前混響時間的測量值，并計算出處理前平均吸聲系數(shù)；⑥計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)計計算使距噪聲源7m處符合NR-50曲線。解：設(shè)計計算步驟見表【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)總聲壓級達到95dB，干擾嚴重，試設(shè)計降噪方案。

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度。（1）由圖可知，200Hz以上的頻帶噪聲超過允許標準NR85曲線，其中以250、500、1000Hz最為嚴重，因此，這些頻帶的噪聲為吸聲處理的重點，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)計要求基本相符。（3）采用穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)，