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1、多孔吸音材料的研制多孔吸音材料的研制吸音的原理声音源于物体的振动，它引起邻近空气的振动而形成声波，并在空气介质中向四周传播。 当声音传入构件材料表面时，声能一部分被反射，一部分穿透材料，还有一部由于构件材料的振动或声音在其中传播时与周围介质摩擦，由声能转化成热能，声能被损耗，即通常所说声音被材料吸收。 吸声系数 材料吸声性能的好坏，用吸声系数 表示。 为损耗系数 E 吸/E0 与穿透系数 E透/ E0 之和。 材料的吸声性能除与材料本身结构、厚度及材料的表面特征有关外，还和声音的入射方向和频率有关吸音材料靠从表面至内 吸声材料部许多细小的敞开孔道使声波衰减的多孔材料，以吸收中高频声波为主，有纤
2、维状聚集组织的各种有机或无机纤维及其制品以及多孔结构的开孔型泡沫塑料和膨胀珍珠岩制品。 靠共振作用吸声的柔性材料（如闭孔型泡沫塑料，吸收中频） 、膜状材料（如塑料膜或布、帆布、漆布和人造革，吸收低中频） 、板状材料（如胶合板、硬质纤维板、石棉水泥板和石膏板，吸收低频）和穿孔板(各种板状材料或金属板上打孔而制得，吸收中频)。以上材料复合使用，可扩大吸声范围，提高吸声系数。用装饰吸声板贴壁或吊顶，多孔材料和穿孔板或膜状材料组合装于墙面，甚至采用浮云式悬挂，都可改善室内音质，控制噪声。多孔材料除吸收空气声外，还能减弱固体声和空室气声所引起的振动。将多孔材料填入各种板状材料组成的复合结构内，可提高隔声
3、能力并减轻结构重量。 对入射声能有吸收作用的材料。吸声材料主要用于控制和调整室内的混响时间， 吸声材料消除回声，以改善室内的听闻条件；用于降低喧闹场所的噪声，以改善生活环境和劳动条件（见吸声降噪） ；还广泛用于降低通风空调管道的噪声。吸声材料按其物理性能和吸声方式可分为多孔性吸声材料和共振吸声结构两大类。后者包括单个共振器、穿孔板共振吸声结构、薄板吸声结构和柔顺材料等。多孔吸声这类材料的物理结构特征是材料内部有大量的、互相贯通的、向外敞开的微孔，即材料具有一定的透气性。工程上广泛使用的有纤维材料和灰泥材料两大类。前者包括玻璃棉和矿渣棉或以此类材料为主要原料制成的各种吸声板材或吸声构件等；后者包
4、括微孔砖和颗粒性矿渣吸声砖等。 吸声机理和频谱特性 多孔吸声材料的吸声机理是当声波入射到多孔材料时，引起孔隙中的空气振动。由于摩擦和空气的粘滞阻力,使一部分声能转变成热能;此外，孔隙中的空气与孔壁、纤维之间的热传导，也会引起热损失，使声能衰减。 多孔材料的吸声系数随声频率的增高而增大，吸声频谱曲线由低频向高频逐步升高，并出现不同程度的起伏，随着频率的升高，起伏幅度逐步缩小，趋向一个缓慢变化的数值。 影响多孔材料吸声性能的因素 影响多孔材料吸声性能的参数主要有：流阻，它是在稳定的气流状态下，吸声材料中的压力梯度与气流线速度之比。当厚度不大时，低流阻材料的低频吸声系数很小,在中、高频段,吸声频谱曲
5、线以比较大的斜率上升，高频的吸声性能比较好。增大材料的流阻，中、低频吸声系数有所提高；继续加大材料的流阻，材料从高频段到中频段的吸声系数将明显下降，此时，吸声性能变劣。所以，对一定厚度的多孔材料，有一个相应适宜的流阻值，过高和过低的流阻值，都无法使材料具有良好的吸声性能。孔隙率，指材料中连通的孔隙体积与材料总体积之比，多孔吸声材料的孔隙率一般在 70以上，多数达 90。结构因数，材料中间隙的排列是杂乱无章的，但在理论上往往采用毛细管沿厚度方向纵向排列的模型，所以，对具体的多孔材料必须引进结构因数加以修正。多孔材料结构因数,一般在 210 之间，也有高达 2025 的。在低频范围内，结构因数基本
6、不起作用，这是因为在这个 金字塔型吸声材料范围内，空气惯性的影响很小，而弹性起主要作用。当材料流阻比较小时，若增大结构因数，在高、中频范围内，可以看到吸声系数的周期性变化。 在吸声理论中，用流阻、孔隙率、结构因数来确定材料的吸声特性，而在实际应用上，通常是以材料厚度、容重（重量体积）来反映其结构状态和确定其吸声特性。增加材料的厚度，可提高低、中频吸声系数，但对高频吸收的影响很小。如果在吸声材料和刚性墙面之间留出空间，可以增加材料的有效厚度，提高对低频的吸声能力。由于材料流阻和容重往往存在着对应关系，因此在工程应用上往往通过调整材料的容重以控制材料的流阻。容重对材料吸声性能的影响是复杂的，但是厚
7、度的变化比起容重的变化对材料吸声性能的影响要大，也就是厚度的影响是第一位的，而容重的影响则是第二位的。 此外，材料的表面处理、安装和布置方式以及温度、湿度等对材料吸声性能也有影响隔音区别由于对噪声控制的手段缺乏了解,“吸音”和“隔音”作为完全不同的概念，常常被混淆了。玻璃棉、岩矿棉一类具有良好吸音性能但隔音性能很差的材料被误称为“隔音材料” ，早年一些以植物纤维为原料制成的吸音板被命名为“隔音板”并用以解决建筑物的隔音问题。为了合理使用材料、提高建筑物噪声控制效果，对“吸音”和“隔音”这两个概念有进一步了解和明确的必要。 材料吸音和材料隔音的区别在于，材料吸音着眼于声源一侧反射声能的大小，目标
8、是反射声能要小。吸音材料对入射声能的衰减吸收，一般只有十分之几，因此，其吸音能力即吸音系数可以用小数表示；材料隔音着眼于入射声源另一侧的透射声能的大小，目标是透射声能要小。隔音材料可使透射声能衰减到入射声能的 10-310-4 或更小，为方便表达,其隔音量用分贝的计量方法表示。 这两种材料在材质上的差异是： 吸音材料对入射声能的反射很小，这意味着声能容易进入和透过这种材料；这种材料的材质应该是多孔、疏松和透气，这就是典型的多孔性吸音材料，在工艺上通常是用纤维状、颗粒状或发泡材料以形成多孔性结构；结构特征是：材料中具有大量的、互相贯通的、从表到里的微孔，也即具有一定的透气性。当声波入射到多孔材料
9、表面时，引起微孔中的空气振动，由于摩擦阻力和空气的黏滞阻力以及热传导作用，将相当一部分声能转化为热能，从而起吸音作用。 隔音材料对减弱透射声能，阻挡声音的传播，就不能如同吸音材料那样多孔、疏松、透气，相反它的材质应该是重而密实，如钢板、铅板、砖墙等一类材料。隔音材料材质的要求是密实无孔隙或缝隙；有较大的重量。由于这类隔音材料密实，难于吸收和透过声能而反射能强，所以它的吸音性能差。在工程上，吸音处理和隔音处理所解决的目标和侧重点不同，吸音处理所解决的目标是减弱声音在室内的反复反射，也即减弱室内的混响声，缩短混响声的延续时间即混响时间；在连续噪声的情况下，这种减弱表现为室内噪声级的降低，此点是对声
10、源与吸音材料同处一个建筑空间而言。而对相邻房间传过来的声音，吸音材料也起吸收作用，从而相当于提高围护结构的隔音量。 隔音处理则着眼于隔绝噪声自声源房间向相邻房间的传播,以使相邻房间免受噪声的干扰。 可以看出，利用隔音材料或隔音构造隔绝噪声的效果比采用吸音材料的降噪效果要高得多。这说明，当一个房间内的噪声源可以被分隔时，应首先采用隔音措施；当声源无法隔开又需要降低室内噪声时才采用吸音措施。 吸音材料的特有作用更多地表现在缩短、调整室内混响时间的能力上，这是任何别的材料代替不了的。由于房间的体积与混响时间成正比的关系，体积大的建筑空间混响时间长，从而影响了室内的听闻条件，此时往往离不开吸音材料对混
11、响时间的调节。对诸如电影院、会堂、音乐厅等大型厅堂，可按其不同听音要求，选用适当的吸音材料,结合体型调整混响时间，达到听音清晰、丰满等不同主观感觉的要求。从这点上说，吸音材料显示了它特有的重要性，所以通常说的声学材料往往指的就是吸音材料。 吸音和隔音有着本质上的区别，但在具体的工程应用中，它们却常常结合在一起，并发挥了综合的降噪效果。从理论上讲，加大室内的吸音量，相当于提高了分隔墙的隔音量。常见的有隔音房间、隔音罩、由板材组成的复合墙板、交通干道的隔音屏障、车间内的隔音屏、管道包扎等等。 吸音材料如单独使用，可以吸收和降低声源所在房间的噪声，但不能有效地隔绝来自外界的噪声。当吸音材料和隔音材料组合使用，或者将吸音材料作为隔音构造的一部分，其有利的结果，一般都表现为隔音结构隔音量的提高。
