03第三讲 吸声处理
第三讲 吸声材料和吸声结构.ppt
第三讲 吸声材料和吸声结构第一节 吸声材料和吸声结构概述一.定义：吸声材料和吸声结构，广泛地应用于音质设计和噪声控制中。
对建筑师来说，把材料和结构的声学特性和其他建筑特性如力学性能、耐火性、吸湿性、外观等结合起来综合考虑，是非常重要的。
通常把材料和结构分成吸声的、或隔声的、或反射的，一方面是按材料分别具有较大的吸声、或较小的透射、或较大的反射，另一方面是按照使用时主要考虑的功能是吸声、或隔声、或反射。
但三种材料和结构没有严格的界限和定义。
吸声材料：材料本身具有吸声特性。
如玻璃棉、岩棉等纤维或多孔材料。
吸声结构：材料本身可以不具有吸声特性，但材料经打孔、开缝等简单的机械加工和表面处理，制成某种结构而产生吸声。
如穿孔FC 板、穿孔铝板吊顶等。
在建筑声环境的设计中，需要综合考虑材料的使用，包括吸声性能以及装饰性、强度、防火、吸湿、加工等多方面，根据具体的使用条件和环境综合分析比较。
二.作用吸声材料最早应用于对听闻音乐和语言有较高要求的建筑物中，如音乐厅，剧院，播音室等，随着人们对居住建筑和工作的声环境质量的要求的提高，吸声材料在一般建筑中也得到了广泛的应用。
三.分类：吸声材料和吸声结构的的种类很多，根据材料的不同，可以分为以下几类吸声材料（结构）多孔吸声材料共振吸声结构特殊吸声结构纤维状吸声材料颗粒状吸声材料泡沫状吸声材料薄板共振结构亥姆霍兹共振吸声器穿孔吸声结构薄膜共振结构吸声尖劈空间吸声体第二节多孔吸声材料一.吸声原理多孔吸声材料中有许多连通的间隙或气泡，声波入射时，声波产生的振动引起小孔或间隙的空气运动，由于与孔壁或纤维表面摩擦和空气的粘滞阻力，一部分声能转变为热能，使声波衰减；其次，小孔中空气与孔壁之间还不断发生热交换，也使声能衰减。
二.吸声特性主要吸收中、高频声三.多孔性吸声材料必须具备以下几个条件：（1）材料内部应有大量的微孔或间隙，而且孔隙应尽量细小且分布均匀；（2）材料内部的微孔必须是向外敞开的，也就是说必须通过材料的表面，使得声波能够从材料表面容易地进入到材料的内部；（3）材料内部的微孔一般是相互连通的，而不是封闭的。
隔音、吸声、隔振处理
隔音、吸声、隔振处理
隔音、吸声和隔振是声学控制技术的三个主要方面，它们各自有不同的原理和应用。
隔音：隔音是通过使用密实、质量重的材料（如木板、金属板、墙体等）阻挡并减弱在空气中声波的传播。
隔音材料的主要性能是隔声，而不具备吸音性能。
隔音主要是切断声音通过空气传播的途径。
吸声：吸声是通过使用多孔、质量轻的材料吸收入射声波，让声波透入材料内部而把声能消耗掉。
吸声材料的主要性能是吸声，而不具备隔声性能。
吸声处理在噪声传播途径上进行控制是一种传统常用而且有效的方法。
隔振：隔振是通过隔振措施将振动源与环境隔开，使设备产生的激振力通过减振装置隔离，从而有效抑制固体声。
隔振与吸声是两个完全不同的概念，隔声与隔振动要分开处理。
边缘效应 吸声
边缘效应吸声嘿，朋友！你听说过“边缘效应”和“吸声”吗？要是没听过，那可得好好听我说道说道。
咱先来说说这边缘效应。
你想想看，就像在一个大森林里，边缘地带的物种是不是往往更加丰富多样？为啥呢？因为边缘处在不同环境的交界，能接触到更多的资源和机会。
这就跟咱们生活中的很多情况类似，比如在一个团队里，那些处于边缘位置的人，反而可能会有更多独特的视角和想法。
那吸声又是啥呢？简单说，就是把声音给“吃掉”，让环境变得安静些。
你想想，当你走进一个嘈杂的房间，是不是希望有什么东西能把那些乱哄哄的声音都给吸走，让你的耳朵能清净清净？比如说，在一个会议室里，如果没有良好的吸声处理，大家说话的声音就会来回反射，乱糟糟的，就像一群没头苍蝇到处乱撞。
但要是有了有效的吸声措施，声音就能被“收拾”得服服帖帖，交流起来那叫一个顺畅。
再打个比方，你去听一场音乐会，要是音乐厅的吸声做得不好，那音乐听起来就可能变得模糊不清，甚至刺耳难听。
可要是吸声恰到好处，那每一个音符都能清晰地钻进你的耳朵，让你陶醉其中，这差别可大了去了！那怎么才能实现好的吸声效果呢？材料很关键！像那种多孔的材料，比如海绵、纤维板之类的，就像一个个小口袋，能把声音给装进去。
还有一些特殊的结构设计，也能起到吸声的作用。
你说这边缘效应和吸声有啥关系？这关系可大了！就好比在一个声音的世界里，边缘地带往往是声音容易反射和混乱的地方，这时候吸声的作用就凸显出来了，它能把这些边缘的“捣乱分子”给制服，让声音变得更和谐。
在咱们的日常生活中，其实也到处都能看到边缘效应和吸声的影子。
比如在装修房子的时候，靠近窗户和门口的地方就是声音容易出问题的“边缘”，这时候用上合适的吸声材料，就能让家里更安静舒适。
你难道不想拥有一个安静又舒适的环境吗？不想让自己的生活少点嘈杂，多点宁静吗？那就得多关注关注这边缘效应和吸声啊！总之，边缘效应和吸声，虽然听起来有点专业，但其实跟咱们的生活息息相关。
只要咱们多了解一些，就能让生活变得更美好！。
03吸声降噪原理与设计
03吸声降噪原理与设计吸声降噪是一种利用吸音材料和降噪技术来减少噪声的方法。
噪声是指人们在正常生活和工作中感觉到的任何不愉快的声音，而吸声降噪的目的就是减少这些噪音对人们的影响，创造一个安静、舒适的环境。
吸声降噪的原理主要分为两个方面：吸声原理和降噪原理。
吸声原理主要是指利用吸音材料将声音能量转化为热能，减少声波的反射和传播，从而减少声音的能量。
吸音材料主要有泡沫塑料、玻璃棉、矿棉等，它们具有良好的吸声性能，可以吸收声音的能量，减少声音的反射。
吸音材料的吸声性能与材料的密度、厚度和孔隙率等因素有关。
一些材料对特定频率的声音更具有吸声效果，可以根据具体的噪声频率选择适合的材料进行吸声。
降噪原理主要是指通过降噪技术，对噪声信号进行实时分析和处理，抵消噪声的影响。
降噪技术主要包括主动降噪和被动降噪。
主动降噪是通过使用降噪器件和电路，对噪声进行相位和幅度的调整，产生与噪声相反的信号，实现降噪效果。
被动降噪主要是利用吸音材料和结构设计来减少噪声的传播和反射，从而达到降噪效果。
在设计吸声降噪时，需要注意以下几点：1.声学设计：要考虑到噪声的频率和强度，选择适合的吸音材料和结构，进行声学设计。
不同频率的噪声对应不同的吸声材料和结构，需要针对具体情况进行设计和选择。
2.吸音材料选择：根据需要吸声的频率和噪声的强度选择合适的吸音材料。
吸音材料的选择应考虑材料的密度、厚度和孔隙率等因素，以及材料的耐候性和耐久性。
3.结构设计：通过合理的结构设计，减少噪声的传播和反射。
例如，在建筑设计中，可以在墙体和地板等位置使用吸音材料来减少噪声的传播。
4.降噪技术选择：根据具体的噪声情况选择适合的降噪技术。
主动降噪技术适用于噪声频率和幅度较高的情况，被动降噪技术适用于噪声频率和幅度较低的情况。
吸声降噪技术在日常生活和工作中有着广泛的应用。
例如，在建筑物、汽车、飞机等噪声环境中，可以使用吸声材料和降噪技术来减少噪声的影响，提供一个更加宁静的环境。
3.吸声技术
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密度为15kg/m3超细玻璃棉的吸声特性（吸声系数 随材料厚度增加的变化规律）
1.0 0.8 10cm 0.6 5cm 2.5cm 0.4 0.2 （ α ） 125 250 500 1000 2000 4000（Hz）
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优点：原材料属于可再生生物质资源，吸声
性能好且价格低。
缺点：易潮，易变质腐烂，从而降低吸声性
能。
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泡沫塑料材料
聚氨酯，聚醚乙烯，聚氯乙烯等
驻波管法吸声系数，多用于材料性质的鉴定 与研究。 优点：简便易测 缺点：所得数据与实际常有一定误差。 斜入射吸声系数 实际中一般情况下应用不多，特定的场合有 时推荐使用这种方法。
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无规则入射吸声系数（ α T）
2.吸声机理 吸声材料是一种松软多孔的物质，声波以声
能的形式投射到多孔材料表面时，一部分声 波从多孔材料表面反射，另一部分声波进入 材料的孔隙，引起孔隙内的空气和材料本身 振动，由于多孔材料表面与空气的内摩擦 （摩擦力来自空气的压缩、膨胀）作用，将 一部分声能转变成热能，此外，声音在多孔 材料内经过多次反射也进一步衰减。
吸声操作手册
吸声操作手册一、引言概述嗨，小伙伴们！今天咱们来唠唠吸声这个事儿。
你有没有在一些特别吵的地方，就特别希望能有个东西把那些噪音都吸走呢？这就是吸声的神奇之处啦。
吸声啊，简单来说就是让声音在某个空间里被“吃掉”，不让它到处乱跑，搞得我们心烦意乱。
二、使用范围说明1. 家庭环境在客厅里，如果家里人多，大家又都在各干各的，电视开着，小孩闹着，那时候就特别需要吸声。
像在墙上挂一些特殊的吸声材料，就能让整个客厅的声音听起来不那么嘈杂，大家聊天啊、看电视啊都能更舒服。
卧室里也一样，要是你家靠近马路，或者邻居比较吵，在卧室做点吸声处理，晚上睡觉就安稳多了。
2. 办公场所开放式的办公室那叫一个乱啊，各种电话声、讨论声。
在办公区域的隔断或者天花板上做点吸声措施，能让大家工作更专注，效率也会提高不少呢。
3. 娱乐场所像KTV这种地方，其实也需要吸声。
虽然唱歌的时候大家都想大声吼，但是如果没有吸声，那声音在房间里乱撞，听起来就很浑浊，加上吸声材料后，歌声就会更清晰动听啦。
三、操作步骤指南1. 材料准备首先要知道有哪些吸声材料。
常见的有吸音棉，这东西就像软软的棉花糖一样，不过可不能吃哦。
还有穿孔吸音板，看起来就很有设计感。
在选择的时候，要根据使用的地方和需求来。
如果是小空间，吸音棉可能就够了；如果是大的会议室或者音乐厅之类的，可能穿孔吸音板会更合适。
量好需要使用吸声材料的面积。
这可不能马虎，要是量少了，那吸声效果就大打折扣；量多了，又浪费钱。
2. 安装位置确定对于家庭的墙面吸声，如果是客厅，一般在电视墙周围或者沙发背后的墙是比较合适的安装位置。
因为这些地方声音比较集中。
在卧室的话，可以是床头那面墙，这样能减少外面传来的噪音对睡眠的影响。
在办公场所，隔断的上部和天花板靠近办公区域的地方是重点考虑的位置。
娱乐场所呢，像KTV的包房四周墙和天花板都要安装，这样才能让声音在房间里更和谐。
3. 安装过程如果是吸音棉，很多都是自带胶的那种，直接撕开背胶纸，按照确定好的位置贴上去就行。
声学小知识“吸声”
上一期天戈君给大家介绍了改善声学环境的10个声学知识中的第二个“隔声”，今天给大家介绍一下第三个小知识“吸声。
”吸声顾名思义就是将传播中的声能吸收，我们通过使用吸声材料的方式来实现对声学的控制。
所以吸声在声学装饰的过程中是非常重要的的一环，像我们前面说的到的“混响”，不同的场所对于混响时间的要求是不一样的，我们可以通过使用吸声材料的方式来控制混响时间从而是装饰的场所到达声学标准的要求。
那么我们在使用过材料的过程中也是有一些问题是需要注意的，因为不同的材料对声音各个频段的作用效果是不同的，所以在使用过程中要特别注意。
从技术的角度来说，我们可以将吸声系数界定为从0.00（完全被吸收，例如硬质大理石表面，所以声音都被反射）到1.00（例如敞开创，声音传出后不会有任何反射）。
通常而言，多孔吸声体（泡沫、布料、矿棉、玻璃纤维等等）吸收较高的声音频率，且吸声效果良好。
吸声系数可以超过0.7。
但是如果多孔吸声材料安装在与硬质表面（墙面或地板）有一定距离（25-30cm）的位置，则吸声范围可向下扩展到100Hz。
共振吸声材料（穿孔板，带狭缝的墙壁）对于中频部分（200Hz-5KHz）有很好的吸声效果。
如何你有被噪音干扰的烦恼的话，那么天戈君可以教给你如何得到正确的吸音，让你告别这种困境。
如何得到正确的吸声：首先要确定你需要吸声那些频段的声音，例如在整个声频段中某一部分混响时间太长，需要吸收一些。
然后在选择合适的吸声体进行吸声处理。
记住无论吸声装置有多新潮，我们所需要的是实际效果，因此在买这类产品的时候一定要确保拿到可靠的参数说明哟！大家明白了吗？这一期的介绍就到这里了，有什么问题欢迎留言告诉天戈君。
下期给大家带来“声反射”的知识，下期见！。
降噪措施
吸声处理与室内降噪一、吸声 1.1 吸声系数与降噪系数吸声是声波撞击到材料表面后能量损失的现象，吸声可以降低室内声压级。
描述吸声的指标是吸声系数a，代表被材料吸收的声能与入射声能的比值。
理论上，如果某种材料完全反射声音，那么它的a=0；如果某种材料将入射声能全部吸收，那么它的a=1。
事实上，所有材料的a介于0和1之间，也就是不可能全部反射，也不可能全部吸收。
不同频率上会有不同的吸声系数。
人们使用吸声系数频率特性曲线描述材料在不同频率上的吸声性能。
按照ISO标准和国家标准，吸声测试报告中吸声系数的频率范围是100-5KHz。
将 100-5KHz的吸声系数取平均得到的数值是平均吸声系数，平均吸声系数反映了材料总体的吸声性能。
在工程中常使用降噪系数NRC粗略地评价在语言频率范围内的吸声性能，这一数值是材料在250、500、1K、2K四个频率的吸声系数的算术平均值，四舍五入取整到0.05。
一般认为NRC小于0.2的材料是反射材料，NRC大于等0.2的材料才被认为是吸声材料。
当需要吸收大量声能降低室内混响及噪声时，常常需要使用高吸声系数的材料。
如离心玻璃棉、岩棉等属于高NRC吸声材料，5cm厚的24kg/m3的离心玻璃棉的NRC可达到0.95。
测量材料吸声系数的方法有两种，一种是混响室法，一种是驻波管法。
混响室法测量声音无规入射时的吸声系数，即声音由四面八方射入材料时能量损失的比例，而驻波管法测量声音正入射时的吸声系数，声音入射角度仅为90度。
两种方法测量的吸声系数是不同的，工程上最常使用的是混响室法测量的吸声系数，因为建筑实际应用中声音入射都是无规的。
在某些测量报告中会出现吸声系数大于1的情况，这是由于测量的实验室条件等造成的，理论上任何材料吸收的声能不可能大于入射声能，吸声系数永远小于1。
任何大于1的测量吸声系数值在实际声学工程计算中都不能按大于1使用，最多按1进行计算。
在房间中，声音会很快充满各个角落，因此，将吸声材料放置在房间任何表面都有吸声效果。
《吸声结构》课件
结构设计要点
确定吸声性能目标
根据应用场景和要求，确定吸声性能的目标值，如吸声系数、吸 声频带等。
考虑声学原理
了解声波传播和吸声原理，合理利用共振、干涉、衍射等声学现 象，提高吸声性能。
优化结构形式
根据声源特性和空间条件，选择合适的吸声结构形式，如多孔材 料、亥姆霍兹共鸣器等。
材料选择与搭配
选择高内阻材料
内阻是影响吸声性能的关键因素，选择高内阻材料可以提高吸声性 能。
材料搭配与组合
根据不同频段和性能要求，合理搭配使用不同材料，实现宽频带或 特定频段的优异吸声效果。
材料加工与处理
对材料进行适当的加工和处理，如打孔、涂覆等，以改善其吸声性能 。
结构设计实例
体育馆吸声设计
针对体育馆内的高频噪声，采用 穿孔板、空腔和多孔材料等结构
《吸声结构》PPT课件
目录 CONTENTS
• 吸声结构概述 • 吸声结构的原理 • 吸声结构设计 • 吸声结构的性能评价 • 吸声结构的发展趋势与展望
01
吸声结构概述
吸声结构的定义
吸声结构是一种能够吸收、减弱声音 传播的结构，通过材料或结构的特定 设计，将声能转化为其他形式的能量 ，从而达到降低或消除声音的目的。
吸声结构通常由吸声材料或吸声结构 体组成，这些材料或结构体具有多孔 、纤维、薄膜或共振等特性，能够有 效地吸收和散射声波。
吸声结构的应用领域
建筑行业
声学实验室
在建筑物的墙面、天花板、地面等部 位使用吸声材料或吸声结构，可以有 效地吸收室内噪音，提高居住和工作 环境的质量。
在声学实验室中，吸声结构被广泛应 用于声音的吸收、隔离和测量，以确 保实验结果的准确性和可靠性。
吸声量
噪音的处理方法
噪音的处理方法：
1.隔声措施：在噪声源周围设置隔音墙或屏障，如机房安装隔声门、
窗，以及在噪声源和人员活动区之间建立隔声间，以减少噪声的传播。
2.吸声处理：在噪声源的天花板、墙面采用吸音材料，如泡沫、矿
棉等，以降低噪声反射和扩散。
3.消声装置：在需要通风的设备如窗口位置安装通风消声装置，以
及对进排风口安装消声器，减少通风时的噪声。
4.阻尼包扎：对排气管道进行阻尼包扎或将管道埋于地下，以减少
管道传递的振动和噪声。
5.减振技术：在机器底座下设置减振器或设计制作隔振基础，控制
设备如压缩机机体的振动，从而减少噪声产生。
6.改进设备工艺：提高设备的装配精度，采用更有效的润滑系统等，
从源头上减少噪声的产生。
7.使用低噪音设备：在工业生产和交通运输中选择低噪音的设备和
技术，以降低噪声源的强度。
8.厂界声屏障：在噪声源靠近厂界的地方设置声屏障，有效阻挡噪
声向外传播。
9.个人防护：如果上述措施无法完全消除噪声，还可以考虑在人耳
处采取防护措施，如佩戴耳塞或耳罩，以减少噪声对个人的影响。
10.规划布局：在城市规划或工业布局时，将噪声源远离居民区或敏
感区域，通过空间距离的增大来减少噪声对人们生活的影响。
11.立法监管：通过法律法规对噪声污染进行限制和管理，确保噪声
控制在合理范围内，保护公众的听力健康和生活质量。
12.宣传教育：提高公众对噪声污染的认识，通过宣传教育增强人们
的自我保护意识，鼓励大家共同参与到噪声污染的防治中来。
职业卫生评价中降低噪音的吸声技术的吸声原理
职业卫生评价中降低噪音的吸声技术的吸声原理一、吸声材料及吸声结构同一个声源，如置于未做任何声学处理的车间内，这时操作人员感觉到的噪声级比这个声源放在露天户外听起来要强。
因为，一般工厂车间的内表面多是一些对声音反射强的坚硬材料，如混凝土、砖墙、玻璃等，室内声源发出的声波将从墙面、天花板、地面以及其他物体表面多次地反射，反射声与声源本身发出的直达声混合使用，使人感觉声音加强了，一般反射声可使噪声提高十几个棚。
为消除反射声，要在车间内表面上装饰一些吸声材料，即用吸声技术降低车间噪声。
(一)吸声原理吸声就是利用具有一定吸收声音性能的材料或结构减少反射声的量，降低车间噪声的一种声学技术措施。
其原理是：当声源发出的声波入射到吸声材料或吸声结构表面上时，声波进入到材料或结构的孑L隙内，引起孔隙中的空气和材料的细小纤维的振动，由于摩擦和粘滞阻力，使相当一部分声能转变为热能被吸收掉。
(二)吸声材料吸声材料就是能够把入射在其上的声能吸收掉的材料。
大多数吸声材料是松软或多孔的，表面富有细孔，孔和孔问互相连通，并深入到材料内层，以使声波顺利透人。
一般材料的吸声系数在0.01～1.00之间。
吸声系数越大，表面材料的吸声效果越佳。
多孔吸声材料吸声性能，一般地说，对高频声吸声效果好，对低频吸声性能差。
吸声材料的吸声性能与材料的密度、厚度及使用时的结构、形式(如材料与壁面的间隔，护面层材料的类型)有关。
(1)对某一多孔吸声材料，其密度存在一个最佳值，一般地说增加吸声材料的密度，能使材料对低频噪声吸声效果增加，但对高频噪声吸收效果相对下降。
(2)材料的厚度对于一定厚度的材料在低频范围内的吸声系数较低时，一般随着频率的增加而增加，到高频范围起伏变化不明显。
但随材料厚度加大，吸声特性在低频段有改善。
实际应用中材料厚度一般取30～50mm就足够了，如果需要提高低频吸声性能，厚度可取50～100mm。
但通过增加厚度改善低频吸声效果，在实际应用中太不经济了。
第3章 吸声与室内声场 ppt课件
1.定义： 材料吸收的声能与入射声能之比。
Ea Ei Er 1r
Ei
Ei
Er
Ea
Ei
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吸声系数说明
（1）α在0～1之间， α ≥0.2材料称为吸声材料； （2）同一材料吸声系数随频率变化
把材料对125、250、500、1000、2000、 4000Hz 6个频率吸声系数的代数平均值称为材 料的平均吸声系数。 （3）随入射角度不同而不同。
• “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
第三章 吸声及室内声场
本章内容：
➢ 吸声的作用与意义：① 降噪 ② 提高室内语言清晰度
➢ 吸声系数及其测量方法；① 驻波管法 ② 混响室法
➢ 吸声降噪方法：① 多孔吸声材料法； ② 共振吸声法：穿孔板法
➢ 室内声场： ① 直达声场； ② 混响声场
➢ 吸声方案设计：① 降低噪声声级吸声设计； ② 降低混响时间吸声设计。
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4. 护面层： a. 金属格网、窗纱、丝布:影响小； b. 塑料薄膜：对中频吸声有所提高； c. 穿孔板：20％以上穿孔板提高低频吸声系数
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四、多孔吸声材料的应用
➢ 贴墙护面吸声结构：
一定厚度的吸声材料直接或以一定厚度的空腔贴在室内 墙上。
➢ 空间悬挂吸声体
把有罩面的多孔吸声材料悬挂于建筑物屋顶，吸声效果 显著。
（3）多孔吸声材料对中高频吸声效果好，吸声频率 范围宽。
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三、影响多孔吸声材料吸声特性的因素
1. 材料密度：最佳密度值：如玻璃棉15～25kg/m3; 2. 厚度:增加厚度对低频吸收效果有改善，一般5～25cm
第三章 吸声
当流阻接近空气的特性阻抗（即 407Pa﹒s／m）时，可获得较高的吸声系 数，因此，一般希望吸声材料的流阻介 于100～1000 Pa﹒s／m之间。 ⑵材料的孔隙率 多孔材料中通气的孔洞容积与材料总 体积之比为孔隙率，它是衡量材料多孔 性的 一个重要指标，一般多孔材料的孔 隙率在70﹪以上，矿渣棉为80 ﹪、玻璃 棉为95 ﹪以上。
141212穿孔板吸声材料的吸声穿孔板吸声材料的吸声薄的板材如钢板铝板胶合板塑料板草纸棉线石膏板等按一定的孔径和穿孔率穿上孔在背后留下一定的空气层就构成了穿孔板结当不同频率的声波入射到穿孔材料时共振系统会产生不同的响应
第三章 吸声
利用吸声材料或吸声结构吸收声能以降低室 内噪声的办法称为吸声降噪，简称为吸声。
⑺ 材料表面得装饰处理
多孔材料疏松，无法固定，不美观，需
表面覆盖护面层，如护面穿孔板，织物 或网纱等；
穿孔率（P），即穿孔总面积与未穿孔总
面积的比值，穿孔率越大，对中高频率 声音吸收效果越好，穿孔率越小，对低 频吸收效果越好。
材料使用过程中温度升高，会使材料的
吸声性能向高频方向移动，所以应注意 材料的温度适用范围。
2.2.1薄板共振吸声结构
基于空气的体积弹性量为ρc2
假设空腔厚为L，则弹性系数
墙体 龙骨 薄板 衬垫
K
c
2
D
K 其中： M M：薄板面密度, Kg/m2 D: 空气层厚度，cm f: Hz 600
根据弹簧振子共振频率 f 0 1 2
代入得到：
1 f0 2
c 2
MD
MD
ρ: 空气密度, Kg/m2
2.1.2多孔吸声材料的吸声特性 吸声材料的频谱特性曲线如图所示， 是一条多峰曲线。 由图可知，在低频 ar am 段吸声系数一般较低， 当声波频率提高时， ar2 吸声系数相应增大， f2 fr fa 并有不同程度的变化。吸声材料的频谱特性曲线
噪声控制技术——吸声
气流易吹散多孔材料， 吸声效果下降； 飞散的材料会堵塞管 道，损坏风机叶片； 应根据气流速度大小 选择一层或多层不同 的护面层。
保温吸声层
阻燃吸声板 羊毛阻燃吸声板
外墙保温吸声层
注意特殊的使用条件，如腐蚀、高温或火焰等情况对多孔材料的影响。
噪声控制技术——吸声
一
吸声材料
二
吸声结构
三 室内吸声降噪
过低
【讨论】密度太大或
太小都会影响材料的 吸声性能。若厚度不 变，增大多孔吸声材 料密度，可提高低中 频的吸声系数，但比 增大厚度所引起的变 化小，且高频吸收会 有所下降。
一种多孔吸声材料对应存在一个最佳吸声性能的密度范围。
3
空腔对吸声性能的影响
图 背后空气层厚度对吸声性能的影响
空腔：材料层与刚性壁之间一定距离的空气层； 吸声系数随腔深D（空气层）增加而增加； 空腔结构节省材料，比单纯增加材料厚度更经济。
超过20%，否则穿孔板就只起护面作用，吸声 性能变差。
一般板厚2～13mm，孔径为2～10mm，孔间距
为10～100mm，板后空气层厚度为6～100mm时， 则共振频率为100～400Hz，吸声系数为0.2～ 0.5。当产生共振时，吸声系数可达0.7以上。
轻质复合吸声型声屏障
吸声门
吸声体
吸声材料构造特性
材料的孔隙率要高，一般在70%以上， 多数达到90%左右； 孔隙应该尽可能细小，且均匀分布； 微孔应该是相互贯通，而不是封闭的； 微孔要向外敞开，使声波易于进入微孔 内部。
1 吸声原理
声波入射到多孔吸声材料的表面时，部
分声波反射，部分声波透入材料内部微孔 内，激发孔内空气与筋络发生振动，空气 与筋络之间的摩擦阻力使声能不断转化为 热能而消耗；空气与筋络之间的热交换也 消耗部分声能，从而达到吸声的目的。
吸声
泡沫类吸声材料主要有脲醛泡沫塑料、氨基甲酸酯泡沫塑料、海绵乳胶、泡沫橡胶等。这类材料的特点是容 积密度小、导热系数小、质地软。其缺点是易老化、耐火性差。目前用得最多的是聚氨酯泡沫塑料。
颗粒类主要有膨胀珍珠岩、多孔陶土砖、矿渣水泥、木屑石灰水泥等。具有保温、防潮、不燃、耐热、耐腐 蚀、抗冻等优点。
谢谢观看
薄板结构
图3将薄的塑料板、金属或胶合板等材料的周边固定在框架 (龙骨)上，并将框架与刚性板壁相结合，这种由 薄板与板后的空气层构成的系统称为薄板共振吸声结构，如右图3所示。
当声波入射到薄板上时，将激起板面振动，使板发生弯曲变形，由于板和固定支点之间的摩擦，以及板本身 的内阻尼，使一部分声能转化为热能损耗，声波得到衰减。当入射声波频率f与薄板共振吸声结构的固有频率一致 时，产生共振，消耗声能最大。
不同频率的声波入射时，这种共振系统会产生不同的响应。当入射声波的频率接近系统固有的共振频率时， 系统内空气的振动很强烈，声能大量损耗，即声吸收最大。相反，当入射声波的频率远离系统固有的共振频率时， 系统内空气的振动很弱，因此吸声的作用很小。这种共振吸声结构的吸声系数随频率而变化，最高吸声系数出现 在系统的共振频率处。目前广泛使用的微穿孔板吸声结构的吸声原理也属于这种类型。
5.吸声处理技术要点
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，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。
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噪声治理课程第三讲吸声处理一、吸声1.1 吸声系数与降噪系数吸声是声波撞击到材料表面后能量损失的现象，吸声可以降低室内声压级。
描述吸声的指标是吸声系数α，代表被材料吸收的声能与入射声能的比值。
理论上，如果某种材料完全反射声音，那么它的α=0；如果某种材料将入射声能全部吸收，那么它的α=1。
事实上，所有材料的α介于0和1之间，也就是不可能全部反射，也不可能全部吸收。
不同频率上会有不同的吸声系数。
人们使用吸声系数频率特性曲线描述材料在不同频率上的吸声性能。
按照ISO标准和国家标准，吸声测试报告中吸声系数的频率范围是100-5KHz。
将100-5KHz的吸声系数取平均得到的数值是平均吸声系数，平均吸声系数反映了材料总体的吸声性能。
在工程中常使用降噪系数NRC粗略地评价在语言频率范围内的吸声性能，这一数值是材料在250、500、1K、2K四个频率的吸声系数的算术平均值，四舍五入取整到0.05。
一般认为NRC小于0.2的材料是反射材料，NRC大于等0.2的材料才被认为是吸声材料。
当需要吸收大量声能降低室内混响及噪声时，常常需要使用高吸声系数的材料。
如离心玻璃棉、岩棉等属于高NRC吸声材料，5cm厚的24kg/m³的离心玻璃棉的NRC可达到0.95。
测量材料吸声系数的方法有两种，一种是混响室法，一种是驻波管法。
混响室法测量声音无规入射时的吸声系数，即声音由四面八方射入材料时能量损失的比例，而驻波管法测量声音正入射时的吸声系数，声音入射角度仅为90度。
两种方法测量的吸声系数是不同的，工程上最常使用的是混响室法测量的吸声系数，因为建筑实际应用中声音入射都是无规的。
在某些测量报告中会出现吸声系数大于1的情况，这是由于测量的实验室条件等造成的，理论上任何材料吸收的声能不可能大于入射声能，吸声系数永远小于1。
任何大于1的测量吸声系数值在实际声学工程计算中都不能按大于1使用，最多按1进行计算。
在房间中，声音会很快充满各个角落，因此，将吸声材料放置在房间任何表面都有吸声效果。
吸声材料吸声系数越大，吸声面积越多，吸声效果越明显。
可以利用吸声天花、吸声墙板、空间吸声体等进行吸声降噪。
1.2吸声原理纤维多孔吸声材料，如离心玻璃棉、岩棉、矿棉、植物纤维喷涂等，吸声机理是材料内部有大量微小的连通的孔隙，声波沿着这些孔隙可以深入材料内部，与材料发生摩擦作用将声能转化为热能。
多孔吸声材料的吸声特性是随着频率的增高吸声系数逐渐增大，这意味着低频吸收没有高频吸收好。
多孔材料吸声的必要条件是：材料有大量空隙，空隙之间互相连通，孔隙深入材料内部。
错误认识之一是认为表面粗糙的材料具有吸声性能，其实不然，例如拉毛水泥、表面凸凹的石才基本不具有吸声能力。
错误认识之二是认为材料内部具有大量孔洞的材料，如聚苯、聚乙烯、闭孔聚氨脂等，具有良好的吸声性能，事实上，这些材料由于内部孔洞没有连通性，声波不能深入材料内部振动摩擦，因此吸声系数很小。
与墙面或天花存在空气层的穿孔板，即使材料本身吸声性能很差，这种结构也具有吸声性能，如穿孔的石膏板、木板、金属板、甚至是狭缝吸声砖等。
这类吸声被称为亥姆霍兹共振吸声，吸声原理类似于暖水瓶的声共振，材料外部空间与内部腔体通过窄的瓶颈连接，声波入射时，在共振频率上，颈部的空气和内部空间之间产生剧烈的共振作用损耗了声能。
亥姆霍兹共振吸收的特点是只有在共振频率上具有较大的吸声系数。
薄膜或薄板与墙体或顶棚存在空腔时也能吸声，如木板、金属板做成的天花板或墙板等，这种结构的吸声机理是薄板共振吸声。
在共振频率上，由于薄板剧烈振动而大量吸收声能。
薄板共振吸收大多在低频具有较好的吸声性能。
二、吸声材料及吸声结构2.1 离心玻璃棉离心玻璃棉内部纤维蓬松交错，存在大量微小的孔隙，是典型的多孔性吸声材料，具有良好的吸声特性。
离心玻璃棉可以制成墙板、天花板、空间吸声体等，可以大量吸收房间内的声能，降低混响时间，减少室内噪声。
离心玻璃棉的吸声特性不但与厚度和容重有关，也与罩面材料、结构构造等因素有关。
在建筑应用中还需同时兼顾造价、美观、防火、防潮、粉尘、耐老化等多方面问题。
离心玻璃棉属于多孔吸声材料，具有良好的吸声性能。
离心玻璃棉能够吸声的原因不是由于表面粗糙，而是因为具有大量的内外连通的微小孔隙和孔洞。
当声波入射到离心玻璃棉上时，声波能顺着孔隙进入材料内部，引起空隙中空气分子的振动。
由于空气的粘滞阻力和空气分子与孔隙壁的摩擦，声能转化为热能而损耗。
离心玻璃棉对声音中高频有较好的吸声性能。
影响离心玻璃棉吸声性能的主要因素是厚度、密度和空气流阻等。
密度是每立方米材料的重量。
空气流阻是单位厚度时材料两侧空气气压和空气流速之比。
空气流阻是影响离心玻璃棉吸声性能最重要的因素。
流阻太小，说明材料稀疏，空气振动容易穿过，吸声性能下降；流阻太大，说明材料密实，空气振动难于传入，吸声性能亦下降。
对于离心玻璃棉来讲，吸声性能存在最佳流阻。
在实际工程中，测定空气流阻比较困难，但可以通过厚度和容重粗略估计和控制。
1、随着厚度增加，中低频吸声系数显著地增加，但高频变化不大（高频吸收总是较大的）。
2、厚度不变，容重增加，中低频吸声系数亦增加；但当容重增加到一定程度时，材料变得密实，流阻大于最佳流阻，吸声系数反而下降。
对于厚度超过5cm的容重为16Kg/m3的离心玻璃棉，低频125Hz约为0.2，中高频（>500Hz）的吸声系数已经接近于1了。
当厚度由5cm继续增大时，低频的吸声系数逐渐提高，当厚度大于1m以上时，低频125Hz的吸声系数也将接近于1。
当厚度不变，容重增大时，离心玻璃棉的低频吸声系数也将不断提高，当容重接近110kg/m3时吸声性能达到最大值，50mm厚、频率125Hz处接近0.6-0.7。
容重超过120kg/m3时，吸声性能反而下降，是因为材料变得致密，中高频吸声性能受到很大影响，当容重超过300kg/m3时，吸声性能减小很多。
建筑声学中常用的吸声玻璃棉的厚度有2.5cm、5cm、10cm，容重有16、24、32、48、80、96、112kg/m3。
通常使用5cm厚，12-48kg/m3的离心玻璃棉。
离心玻璃棉的吸声性能还与安装条件有着密切的关系。
当玻璃棉板背后有空气层时，与相同厚度无空气层的玻璃棉板吸声效果类似。
尤其是中低频吸声性能比材料实贴在硬底面上会有较大提高，吸声系数将随空气层的厚度增加而增加，但增加到一定值后效果就不明显了。
使用不同容重的玻璃棉叠和在一起，形成容重逐渐增大的形式，可以获得更大的吸声效果。
例如将一层2.5cm厚24kg/m3的棉板与一层2.5cm厚32kg/m3的棉板叠和在一起的吸声效果要好于一层5cm厚32kg/m3的棉板。
将24kg/m3的玻璃棉板制成1m长的断面为三角型的尖劈，材料面密度逐渐增大，平均吸声系数可接近于1。
离心玻璃棉在建筑使用中，表面往往要附加有一定透声作用的饰面，如小于0.5mm的塑料薄膜、金属网、窗纱、防火布、玻璃丝布等，基本可以保持原来的吸声特性。
离心玻璃棉具有防火、保温、易于切割等优良特性，是建筑吸声最常用的材料之一。
但是由于离心玻璃棉表面无装饰性，而且会有纤维洒落，因此必须制成各种吸声构件隐蔽使用。
最常使用也是造价最低廉的构造是穿孔纸面石膏板的吊顶或做成内填离心玻璃棉的穿孔板墙面，穿孔率大于20%时，基本能够完全发挥出离心玻璃棉的吸声性能。
为了防止玻璃棉纤维洒出，需要在穿孔板背后附一层无纺布、桑皮纸等透声织物，或使用玻璃布、塑料薄膜等包裹玻璃棉。
与穿孔纸面石膏板类似的面板还有穿孔金属板（如铝板）、穿孔木板、穿孔纤维水泥板、穿孔矿棉板等。
玻璃棉板经过处理后可以制成吸声吊顶板或吸声墙板。
一般常见将80-120kg/m3的玻璃棉板周边经胶水固化处理后外包防火透声织物形成既美观又方便安装的吸声墙板，常见尺寸为1.2m×1.2m、1.2m×0.6m、0.6m×0.6m，厚度2.5cm或5cm。
也有在110Kg/m3的玻璃棉的表面上直接喷刷透声装饰材料形成的吸声吊顶板。
无论是玻璃棉吸声墙板还是吸声吊顶板，都需要使用高容重的玻璃棉，并经过一定的强化处理，以防止板材变形或过于松软。
这一类的建筑材料既有良好的装饰性又保留了离心玻璃棉良好的吸声特性，降噪系数NRC一般可以达到0.85以上。
在体育馆、车间等大空间内，为了吸声降噪，常常使用以离心玻璃棉为主要吸声材料的吸声体。
吸声体可以根据要求制成板状、柱状、锥体或其他异型体。
吸声体内部填充离心玻璃棉，表面使用透声面层包裹。
由于吸声体有多个表面吸声，吸声效率很高。
在道路隔声屏障中，为了防止噪声反射，需要在面向车辆一侧采取吸声措施，往往也使用离心玻璃棉作为填充材料、面层为穿孔金属板的屏障板。
为了防止玻璃棉在室外吸水受潮，有时会使用PVC或塑料薄膜包裹。
2.2 纸面穿孔石膏板纸面穿孔石膏板常用于建筑装饰吸声。
纸面石膏板本身并不具有良好的吸声性能，但穿孔后并安装成带有一定后空腔的吊顶或贴面墙则可形成“亥姆霍兹共振”吸声结构，因而获得较大的吸声能力。
这种纸面穿孔吸声结构广泛地应用于厅堂音质及吸声降噪等声学工程中。
石膏板穿孔后，石膏板上的小孔与石膏板自身及原建筑结构的面层形成了共振腔体，声音与穿孔石膏板发生作用后，圆孔处的空气柱产生强烈的共振，空气分子与石膏板孔壁剧烈摩擦，从而大量地消耗声音能量，进行吸声。
这是穿孔纸面石膏板“亥姆霍兹共振”吸声的基本原理。
穿孔纸面石膏板吸声对声音频率具有一定选择性，吸声频率特性曲线呈山峰形，当声音频率与共振频率接近时，吸声系数大；当声音频率远离共振频率时，吸声系数小。
如果在纸面穿孔石膏板背覆一层桑皮纸或薄吸声毡时，空气分子在共振时的摩擦阻力增大，各个频率的吸声性能都将有明显提高，这就是人们常常在穿孔纸面石膏板后覆一层桑皮纸或薄吸声毡增加吸声的原因。
影响纸面穿孔石膏板吸声性能的主要因素是穿孔率和后空腔大小，穿孔孔径、石膏板的厚度等对吸声性能影响较小。
穿孔率从2%到15%之间逐渐增大时，孔占的表面积增大，空气分子进入共振腔体参与共振的几率增加，吸声能力增大，若后空腔内放入吸声材料，吸声更强烈。
穿孔率会影响共振频率，穿孔率增大，共振频率将向高频偏移，偏移量与穿孔率的开根号成正比。
穿孔率增大，吸声频率特性曲线的“山峰”将向右侧（高频）移动，且“山峰”形态整体趋于抬高，平均吸声系数增加。
增大穿孔率可以提高吸声性能，但因石膏板强度的限制，一般穿孔率在2%-15%的范围。
当后空腔增大时，共振腔内的空气分子数量增多，共振时参与消耗声能的空气分子数增多，吸声性能增加。
改变后空腔大小是常用的调节穿孔石膏板吸声系数的方法。
后空腔大小会影响共振频率，空腔增大，共振频率将向低频偏移，偏移量与空腔深度的开根号成反比，吸声频率特性曲线的“山峰”将向左（低频）移动，“山峰”形态整体趋于抬高，平均吸声系数变大。