吸聲處理與室內(nèi)降噪

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吸聲是聲波撞擊到材料表面后能量損失的現(xiàn)象，吸聲可以降低室內(nèi)聲壓級(jí)。描述吸聲的指標(biāo)是吸聲系數(shù)a，代表被材料吸收的聲能與入射聲能的比值。理論上，如果某種材料完全反射聲音，那么它的a=0；如果某種材料將入射聲能全部吸收，那么它的a=1。事實(shí)上，所有材料的a介于0和1之間，也就是不可能全部反射，也不可能全部吸收。
　　 不同頻率上會(huì)有不同的吸聲系數(shù)。人們使用吸聲系數(shù)頻率特性曲線描述材料在不同頻率上的吸聲性能。按照ISO標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，吸聲測(cè)試報(bào)告中吸聲系數(shù)的頻率范圍是100-5KHz。將 100-5KHz的吸聲系數(shù)取平均得到的數(shù)值是平均吸聲系數(shù)，平均吸聲系數(shù)反映了材料總體的吸聲性能。在工程中常使用降噪系數(shù)NRC粗略地評(píng)價(jià)在語(yǔ)言頻率范圍內(nèi)的吸聲性能，這一數(shù)值是材料在250、500、1K、2K四個(gè)頻率的吸聲系數(shù)的算術(shù)平均值，四舍五入取整到0.05。一般認(rèn)為NRC小于0.2的材料是反射材料，NRC大于等0.2的材料才被認(rèn)為是吸聲材料。當(dāng)需要吸收大量聲能降低室內(nèi)混響及噪聲時(shí)，常常需要使用高吸聲系數(shù)的材料。如離心玻璃棉、巖棉等屬于高NRC吸聲材料，5cm厚的24kg/m³的離心玻璃棉的NRC可達(dá)到0.95。
　　測(cè)量材料吸聲系數(shù)的方法有兩種，一種是混響室法，一種是駐波管法?；祉懯曳y(cè)量聲音無(wú)規(guī)入射時(shí)的吸聲系數(shù)，即聲音由四面八方射入材料時(shí)能量損失的比例，而駐波管法測(cè)量聲音正入射時(shí)的吸聲系數(shù)，聲音入射角度僅為90度。兩種方法測(cè)量的吸聲系數(shù)是不同的，工程上最常使用的是混響室法測(cè)量的吸聲系數(shù)，因?yàn)榻ㄖ?shí)際應(yīng)用中聲音入射都是無(wú)規(guī)的。在某些測(cè)量報(bào)告中會(huì)出現(xiàn)吸聲系數(shù)大于1的情況，這是由于測(cè)量的實(shí)驗(yàn)室條件等造成的，理論上任何材料吸收的聲能不可能大于入射聲能，吸聲系數(shù)永遠(yuǎn)小于1。任何大于1的測(cè)量吸聲系數(shù)值在實(shí)際聲學(xué)工程計(jì)算中都不能按大于1使用，最多按1進(jìn)行計(jì)算。
　　在房間中，聲音會(huì)很快充滿各個(gè)角落，因此，將吸聲材料放置在房間任何表面都有吸聲效果。吸聲材料吸聲系數(shù)越大，吸聲面積越多，吸聲效果越明顯?？梢岳梦曁旎ā⑽晧Π?、空間吸聲體等進(jìn)行吸聲降噪。
　　吸聲原理
　　纖維多孔吸聲材料，如離心玻璃棉、巖棉、礦棉、植物纖維噴涂等，吸聲機(jī)理是材料內(nèi)部有大量微小的連通的孔隙，聲波沿著這些孔隙可以深入材料內(nèi)部，與材料發(fā)生摩擦作用將聲能轉(zhuǎn)化為熱能。多孔吸聲材料的吸聲特性是隨著頻率的增高吸聲系數(shù)逐漸增大，這意味著低頻吸收沒(méi)有高頻吸收好。多孔材料吸聲的必要條件是 ：材料有大量空隙，空隙之間互相連通，孔隙深入材料內(nèi)部。錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)之一是認(rèn)為表面粗糙的材料具有吸聲性能，其實(shí)不然，例如拉毛水泥、表面凸凹的石才基本不具有吸聲能力。錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)之二是認(rèn)為材料內(nèi)部具有大量孔洞的材料，如聚苯、聚乙烯、閉孔聚氨脂等，具有良好的吸聲性能，事實(shí)上，這些材料由于內(nèi)部孔洞沒(méi)有連通性，聲波不能深入材料內(nèi)部振動(dòng)摩擦，因此吸聲系數(shù)很小。
　　與墻面或天花存在空氣層的穿孔板，即使材料本身吸聲性能很差，這種結(jié)構(gòu)也具有吸聲性能，如穿孔的石膏板、木板、金屬板、甚至是狹縫吸聲磚等。這類吸聲被稱為亥姆霍茲共振吸聲，吸聲原理類似于暖水瓶的聲共振，材料外部空間與內(nèi)部腔體通過(guò)窄的瓶頸連接，聲波入射時(shí)，在共振頻率上，頸部的空氣和內(nèi)部空間之間產(chǎn)生劇烈的共振作用損耗了聲能。亥姆霍茲共振吸收的特點(diǎn)是只有在共振頻率上具有較大的吸聲系數(shù)。