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1、6. 吸声处理技术课程教学基本要求：理解吸声系数、 吸声量的定义及表达式， 掌握多孔吸声材料和共振吸声结构的吸声机理、吸声特性及其影响因素， 理解直达声场与混响声场的定义， 扩散声场中的生能量密度与声压级，掌握混响时间的定义及表达式， 吸声降噪量的表达式， 具备运用吸声处理技术进行室内降噪的控制设计。课程内容：吸声系数、 吸声量的定义及表达式，无规入射吸声系数与垂直入射吸声系数的区别及相互转化关系，吸声材料的分类，多孔吸声材料的吸声机理、吸声特性，影响多孔吸声材料吸声性能的因素， 薄膜共振吸声结构，薄板共振吸声结构，穿孔板共振吸声结构，微穿孔板共振吸声结构，空间吸声体，常用吸声材料的吸声系数，
2、直达声场与混响声场的定义，扩散声场中的生能量密度与声压级， 混响时间的定义及表达式， 吸声降噪量的表达式， 吸声设计及其应用。吸声技术 ，就是利用吸声材料和吸声结构把入射到其表面上的声能量吸收掉，从而在传播途径上降低噪声。众所周知，同一台机器，在室内（一般房间）开动要比室外开动响，原因是声源发出的声音遇到墙面、顶棚、地坪及其他物体时，都会发生反射现象。当机器设备开动时， 人们听到的声音出了机器设备发出的直达声外，还听到由这些表面多次来回反射而形成的反射声，也称混响声。如果在室内顶棚和四壁安装吸声材料或悬挂吸声体，将室内反射声吸收掉一部分，室内噪声级将会降低。吸声处理只降低反射声的影响，对直达声
3、是无能为力的。 吸声降噪效果是有限的，其降噪量通常最多不会超过10 分贝。在实际生活中， 我们经常有这样的感受， 同样的噪声源所发出的噪声，在室内感受到的响度远比在室外感受到的响度大，这是因为我们在室内所接收到的噪声除了通过空气直接传来的直达声外，还包括室内各壁面（包括：墙壁、顶棚、地面及其它物体表面） 经多次反射而来的反射声 （混响声）。这两种声音的叠加，使室内噪声强度增加了。试验表明，由于反射声的缘故，可使室内噪声提高10 12dB。要想降低这种噪声的强度，就需要在房间的内表面（天花板、四周墙面）安装吸声材料，或在房间内悬挂空间吸声体， 这样就会吸收掉部分反射声，使混响声减小。 从而降低房
4、间内的噪声强度。这种控制噪声的方法就叫吸声。6.1 吸声原理一、吸声系数（） 用来描述吸声材料或吸声结构的吸声能力。1.定义：被材料吸收的声能与入射到材料上的总声能之比。EEiEr 1 rEiEi式中： Ei 入射声能E被材料或结构吸收的声能Er 被材料或结构反射的声能当=0 时，表示无吸声作用，入射声波完全被反射当=1 时，表示入射声波完全被吸收一般的吸声材料或吸声结构的0 1，越大，吸声性能越好。的大小除取决于材料的性能和结构外，对于同一种材料，还与声波的入射频率、入射方向有关。即对同一种材料，若入射频率不同，则具有不同的。二、平均吸声系数（）：为了表示方便，工程上常采用中心频率为125H
5、Z、250HZ 、500 HZ 、1000 HZ 、2000 HZ、 4000 HZ 六个倍频程的吸声系数的算术平均值来表示某一种材料的平均吸声系数。三、吸声量（又称等效吸声面积A）规定为吸声面积与吸声系数的乘积，即AS单位： m2房间总的吸声量：AiSiAiii第一项所有壁面吸声量的总和第二项是室内各个物体吸声量的总和（家具、人等等）四、吸声材料任何材料或结构或多或少都具有一定的吸声能力，通常平均吸声系数超过0.2的材料或结构称为吸声材料或吸声结构。1. 吸声材料 ( 结构 ) 的分类吸声材料和吸声结构的种类很多， 按其吸声机理可分为 多孔吸声材料 和共振吸声结构两大类。(1) 多孔吸声材料
6、 多孔吸声材料的构造特征是其内部有许多微小细孔直通材料表面，或其内部有许多相互连通且与表面相通的气泡， 即具有一定的透气性能。 凡在结构上具有以上特征的材料都可以作为吸声材料。多孔吸声材料的种类很多，按材料结构状况可分为纤维状、颗粒状和泡沫状三大类。其中纤维状吸声材料有玻璃棉、岩棉等无机纤维吸声材料和棉麻植物纤维、木质纤维制品等有机纤维类吸声材料；泡沫状吸声材料有泡沫塑料、泡沫玻璃、泡沫铝和加气混凝土等；颗粒状吸声材料有膨胀珍珠岩、陶土吸声砖、蛭石等。多孔吸声材料由于其生产简单、成本低、吸声系数高，因而一直是传统的吸声材料。但是，多孔吸声材料对低频声的吸声性能一般较差，因此很多情况下，往往采用
7、共振吸声原理来解决低频声的吸收。长期以来 , 人们大量使用纤维性吸声材料 , 有的材料因纤维被呼吸到肺中 , 对人体有害 , 有些场合 ( 如食品、医药工业 ) 则根本不能用 ; 有的材料则不具备防火性能 , 或虽阻燃 ,但遇火散发有害气体。因而随着社会的发展 , 社会需要环保型、安全型的吸声材料, 或者称之为无二次污染材料 , 也称之谓非纤维吸声材料。微孔板是理想的环保型、安全型吸声材料。微孔板吸声理论是由我国的马大猷教授发明的 , 并且受到国际同行专家的高度评价。本次会议论文从理论、微孔板材料、结构、加工工艺 , 及具体应用等多个方面进行了分析研究 , 取得了很大进展。除此之外 , 有些论
8、文还讨论研究将原来在其它行业应用的一些材料加以改进 , 成为环保型、安全型吸声材料 , 如 : 将不锈钢纤维、毡和刚性烧结金属丝网多孔材料开发为吸声材料以及泡沫铝合金吸声性能的研究。(2) 共振吸声结构 根据共振吸声原理将材料按一定的声学要求进行设计安装，使其形成具有良好吸声性能的吸声构件，叫共振吸声结构。常见的有单个共振器、穿孔板共振吸声结构、薄膜共振吸声结构、薄板共振吸声结构和微穿孔板吸声结构等。2.吸声机理吸声是由材料 ( 结构 ) 的黏滞性和热传导效应实现声能的转换。声波在媒质中传播时，由其引起的质点振动速度各处不同，存在着速度梯度，使相邻质点间产生相互作用的摩擦和黏滞阻力，阻碍质点运
9、动，通过摩擦和黏滞阻力做功将声能转化为热能。同时，由于声波传播时媒质质点疏密程度各处不同，因而媒质温度也各处不同，存在温度梯度，从而使相邻质点间产生了热量传递，使声能不断转化为热能耗散掉。这就是吸声材料或吸声结构的主要吸声机理。具体地说， 多孔性吸声材料的吸声原理是声波进入材料孔隙后，引起孔隙中空气和材料的细小纤维振动，通过摩擦和黏滞阻力，将声能转变成热能而被吸收。共振吸声结构则是利用共振吸声原理设计的吸声体，在声波激励下，振动着的结构由于自身的内摩擦和空气的摩擦，把一部分振动能量转变成热能而消耗掉，根据能量守恒定律，这些损耗的能量必定来自激励它们振动的声能量。入射声波的频率与结构的固有频率相
10、吻合时，结构产生共振，此时引起的能量损耗使构件的吸声系数最大。3. 吸声材料 ( 结构 ) 的作用及其性能要求(1) 吸声材料 ( 结构 ) 的作用吸声材料或吸声结构被广泛应用于噪声控制和厅堂音质设计中，它的主要作用有：缩短和调整室内混响时间，消除回声以改善室内的听闻条件；降低室内的噪声级；作为管道衬垫或消声器件的原材料，以降低通风系统或沿管道传播的噪声：在轻质隔声结构内和隔声罩内表面作为辅助材料，以提高构件的隔声量。(2) 吸声材料 ( 结构 ) 的综合性能要求在噪声控制工程中，在选择吸声材料 ( 结构 ) 时，除考虑它的声学特性外，还必须从其他一些方面进行综合评价。不同类型吸声材料，其吸声
11、特性不同，同种吸声材料由于使用方法不同，其吸声性能也有所不同。因此，必须根据不同的使用要求，满足以下条件或侧重一部分条件进行选用。在所需吸声频带范围内吸声系数要高，吸声性能应长期稳定可靠。具有一定的力学强度，在运输、安装和使用过程中，不易破损，经久耐用，不易老化。表面易于装饰，容易清洗，易于保养。防潮性能好，耐腐防蛀，不易发霉。不易燃烧，满足一定的防火要求。无特殊气味，不危害人体健康。构件填料要均匀，对于松散材料， 不因自重而下沉。 对洁净度要求较高的场合，材料不发脆而掉渣，也无纤维飞絮等飘散。就地取材，价格便宜。6.2 多孔吸声材料一直是应用最广泛的吸声材料。主要包括三类：一、多孔吸声材料的
12、吸声原理多孔吸声材料的结构特征是： 大多是松软多孔吸声材料的固体部分在空间组成骨架（筋络），保持材料的形状。材料内部具有许许多多贯通的微小间隙，且与表面相通，筋络的作用就是把较大的空隙分隔成许多微小的通路，因而具有一定的通气性。当声波入射到多孔材料表面时，可以进入到细孔中去， 引起空隙内的空气和材料本身振动， 空气的摩擦和粘滞作用使振动动能（声能）不断转化为热能，从而使声波衰减，消耗一部分声能。二、吸声材料的种类 纤维类无机纤维材料（如玻璃棉、岩棉及其制品）有机纤维材料（棉麻植物纤维及木质纤维制品）泡沫材料（泡沫塑料、泡沫玻璃、泡沫混凝土）颗粒类（膨胀珍珠岩、多孔陶瓷砖）常规的吸声材料是纤维性
13、吸声材料，如超细玻璃棉、离心玻璃棉、矿棉、膨胀珍珠岩、硅酸铝、石棉等。纤维泄出，对人有害。三、多孔吸声材料的吸声特性及影响因素1.频率特性：如图3-3 所示。结论：多孔吸声材料对中、高频率噪声有较高的吸声效果。高频吸声系数的大小主要取决于材料的流阻。材料的流阻（ Rt）：如 P48Rt=P/v2. 材料的厚度（）任何一种多孔材料，增加材料的厚度，能提高中低频吸声效果，在高频部分，吸声效果基本不变。因此，高频噪声，材料厚度可薄些，一般为35cm；低频噪声，则应厚些，取510cm。3、材料背后空腔的影响（ D）材料背后空腔是指材料层与刚性壁面之间有一定距离的空气层，其作用相当于加大材料的有效厚度，进而改善吸声材料的中、低频吸声性能。当f 一定时，增大空腔厚度， 可提高材料吸声系数。 节省吸声材料， 比单纯增加材料厚度来改善中低频吸声性能更为经济。在实际设计中， 要适当选取空气层厚
