第五章 11(吸声原理与应用)
吸声
对于两个空间中间的界面隔层来说，当声波从一室入射到界面上时，声波激发隔层的振动，以振动向另一面空间辐射声波，此为透射声波。通过一定面积的透射声波能量与入射声波能量之比称透射系数。对于开启的窗户，透射系数可近似为1(吸声系数也为1)，其隔声效果为0，即隔声量为0db。对于又重又厚的砖墙或厚钢板，单位面积质量大，声波入射时只能激发起此隔层的微小振动，使对另一空间辐射的声波能量(透射声能)很小，所以隔声量大，隔声效果好。但对于原来空间而言，绝大部分能量被反射，所以吸声系数很小。
1.吸声与隔声的基本概念
Байду номын сангаас
首先要明确吸声与隔声是完全不同的两个声学概念。吸声是指声波传播到某一边界面时，一部分声能被边界面反射(或散射)，一部分声能被边界面吸收(这里不考虑在媒质中传播时被媒质的吸收)，这包括声波在边界材料内转化为热能被消耗掉或是转化为振动能沿边界构造传递转移，或是直接透射到边界另一面空间。对于入射声波来说，除了反射到原来空间的反射(散射)声能外，其余能量都被看作被边界面吸收。在一定面积上被吸收的声能与入射声能之比称为该边界面的吸声系数。例如室内声波从开着的窗户传到室外，则开窗面积可近似地认为百分之百地 “ 吸收”了室内传来的声波，吸声系数为1。当然，我们所要考虑的吸声材料，主要不是靠开口面积的吸声，而要靠材料本身的声学特性来吸收声波。
对于单一材料(不是专门设计的复合材料)来说，吸声能力与隔声效果往往是不能兼顾的。如上述砖墙或钢板可以作为好的隔声材料，但吸声效果极差；反过来，如果拿吸声性能好的材料(如玻璃棉)做隔声材料，即使声波透过该材料时声能被吸收99％(这是很难达到的)，只有1％的声能传播到另一空间，则此材料的隔声量也只有20db，并非好的隔声材料。有人把吸声材料误称为 “ 隔音材料 ” 是不对的。如果有人介绍某种单一材料吸声好隔声也好，那他不是不懂就是在骗人了
吸声材料的吸声原理
吸声材料的吸声原理吸声材料是被广泛应用于各种场合的一类具有吸声功能的材料。
吸声材料的吸声原理主要涉及声能的传播和吸收，下面我将详细介绍吸声材料的吸声原理。
声音是一种机械波，传播时会通过声源的振动导致介质中的分子振动，进而将振动能传递给周围的分子。
当声波碰到物体表面时，一部分声波能量被反射，一部分被透射，而另一部分则被物体吸收。
对于吸声材料而言，其吸声原理主要通过强烈的声能损耗和衰减来实现。
吸声材料的主要吸声原理之一是摩擦损耗。
当声波传播到吸声材料表面时，材料内部的孔隙和纤维等结构会产生空气流动的摩擦，从而把声能转化为热能。
这种摩擦损耗的吸声效应可以通过增加材料表面的粗糙度和面积来增加，比如通过在材料表面加工不规则的凸起或凹陷等结构。
吸声材料的另一个吸声原理是散射效应。
材料内部的多孔结构和异质性会导致声波的传播路径发生扭曲和转向，从而使声波的传播方向散射。
这种散射效应可以有效地将声波的能量从主传播方向扩散到各个方向上，从而减少声波的反射和透射，增加声能的损耗。
除了摩擦损耗和散射效应，吸声材料的吸声原理中还包括共振效应和吸附效应。
共振效应指的是当声波的频率接近或等于材料结构的固有频率时，材料会发生共振现象，产生较大的振幅和能量损耗。
吸声材料的共振效应可以通过调节材料的厚度和孔隙率来实现，以使其共振频率范围覆盖需要吸音的声波频率范围。
吸附效应是指声波在传播过程中与材料表面的分子发生相互作用，导致部分声能被材料吸收。
这种吸附效应与材料的化学性质和表面形态有关，一般来说，具有较高的表面粗糙度和亲水性的材料更容易产生吸附效应，从而提高声能的吸收效率。
总之，吸声材料的吸声原理主要包括摩擦损耗、散射效应、共振效应和吸附效应。
这些原理相互作用，共同发挥作用，实现对声波能量的有效吸收和损耗，从而达到减少噪声、改善声音环境的效果。
吸声材料在建筑、汽车、航空航天等领域具有广泛的应用前景，能够为人们创造更加安静和舒适的生活环境。
吸声技术基本原理
吸声技术基本原理你知道吗？吸声技术就像是声音世界里的超级英雄，专门来对付那些调皮捣蛋的声音小怪兽。
声音在我们的世界里就像一群无拘无束的小猴子，到处乱窜。
当它们在一个房间里蹦跶的时候，如果没有吸声技术，那可就乱套啦。
就好比一群猴子在瓷器店里大闹天宫，各种回声、混响就像猴子们扔出的烂香蕉皮，搞得一片混乱。
吸声材料呢，就像是声音的海绵宝宝，软绵绵又充满魔力。
这些材料有着独特的结构，就像一个个精心设计的小迷宫。
声音小怪兽们一旦闯进这个迷宫，就像无头苍蝇一样晕头转向，最后被迷宫给“吞噬”掉。
比如说多孔吸声材料，那些密密麻麻的小孔就像是一个个黑洞，声音只要靠近，就会被无情地吸进去，连个“回声”都发不出来。
再看看共振吸声结构，这简直就是声音的捕蝇草。
它有着特定的频率，就像捕蝇草等待小虫子一样，专门等待和它频率相同的声音。
一旦目标声音靠近，“啪”的一下，就像捕蝇草合上叶片一样，把声音紧紧抓住，让它再也无法逃脱。
在剧院或者音乐厅里，吸声技术就更是大显神通啦。
如果没有它，那里面的声音就像是一场群魔乱舞的派对。
高音就像喝醉了酒的大汉在大喊大叫，低音就像沉重的大象在跺脚，整个声音环境乱成一锅粥。
而有了吸声技术，就像是给这些声音都安排了座位，高音在该待的地方轻柔歌唱，低音也规规矩矩地打着节拍，整个场面和谐得就像一场优雅的舞会。
想象一下，一个没有吸声技术的录音室。
那声音录进去就像是在狂风暴雨中的小纸船，被各种杂音冲击得七零八落。
但要是有了吸声技术，录音室就变成了声音的避风港，声音就像乖巧的小猫咪，静静地待在那里，等着被完美地录制下来。
吸声技术在我们生活中的各个角落默默发挥着作用。
在办公室里，它让那些恼人的噪音像老鼠见了猫一样消失得无影无踪，让我们能安心工作，就像给我们的耳朵戴上了一副超级隔音耳罩。
它也像是声音的橡皮擦，把那些不需要的、杂乱的声音一笔勾销。
不管是嘈杂的工厂，还是需要安静的图书馆，吸声技术都像一个无声的守护者，守护着我们的声学环境。
第五章 11(吸声原理与应用)
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第5章吸声原理与应用
5 . 2穿孔结构的设计
声阻比控制： 半径a ＞ 细管范围，因为半径取较大，所以声阻较小，不足 以达到一般工程应用的吸声系数要求，因而需要在穿孔板后面加贴 一些其他声阻材料，以提高其声阻值,称为穿孔结构
当穿孔半径a介于 之间时，称为微孔，在这范围 内的小孔半径要小得多，以致能产生较大的声阻，加上穿孔率的一 定配合，就能提供适当的声阻率比，满足吸声要求,称为微穿孔结构 还a ＜ , 称为毛细管，因其孔径太细无法制作穿孔结构，但却 满足作为多孔吸声材料以及高声阻材料的要求．
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第5章吸声原理与应用
5 . 1 共振式吸声结构
共振式吸声结构的品质因素QR
吸声结构的吸声频带宽度 : 令a=ar/2，得： 确定吸声频带宽度为：
共振式吸声结构的频带宽度由品质因素QR决定
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第5章吸声原理与应用
5 . 1 共振式吸声结构
结构的吸声性能影响个参数 :共振频率fr 声阻率xs 品质因索Qr fr主要决定待吸声处理的主要频段; xs可以决定在fr时吸声的最佳效果， 而Qr决定了具有最佳吸声效果的频带宽度 。有时为了顾及吸声频 带宽度，就不得不改变xs值而牺牲吸声效果
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第5章吸声原理与应用
5 . 3多孔吸声材料
(4)下限频率fl :它是指吸声系数在共振频率以下降至共振值的一 半时所对应的频率 。倍频程数 ： 为下频带宽
多孔材料吸收系数(毛细管,取与频率平方根成正比 )
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第5章吸声原理与应用
5 . 4 室内吸声降噪应用
5.4.1 单一声源
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第5章吸声原理与应用
环境噪声控制工程(吸声降噪)
5.4 特殊吸声结构
5.4.1 空间吸声体 5.4.2 吸声尖劈
5.4.1 空间吸声体
特点： 悬空悬挂，吸声
性能好，节约吸 声材料； 便于安装，装拆 灵活。
5.4.2 吸声尖劈
尖劈长度无固定值，越长越好，尖劈 低频吸声性能好，其截止频率约 68.8～86Hz。宽度一般取0.3～ 0.4m，底座厚度为0.1m。一般3个
内部。
两个重要条件： 一是具有大量的、均匀的孔隙； 二是孔之间要连通，表面向外敞开。
➢.常见品种：玻璃棉、超细玻璃棉、岩棉、矿棉、 泡沫塑料、毛毡等。
➢.吸收频率：中频、高频，背后有空气层时能吸 收低频。
表5.3不同材质在不同密度、厚度时，吸声系数
5.2.3 多孔吸声材料的吸声特性
2.影响材料吸声的因素
环境噪声控制工程
第五章 吸声降噪
5.1 概述 5.2 多孔吸声材料 5.3 共振吸声结构 5.4 特殊吸声结构 5.5 吸声设计
5.1 概述
5.1.1 吸声与吸声材料的概念 5.1.2 吸声机理 5.1.3 吸声材料的基本类型 5.1.4 表示材料吸声性能的量
5.1.1 吸声与吸声材料的概念
吸声型泡沫玻璃 加气混凝土
吸声性能不稳定，吸声系数使用前需实 测
强度高 、防水、不燃、耐腐蚀
微孔不贯通，使用少
5.3 共振吸声结构
特点： 低频吸收性能好； 装饰性强； 强度足够； 声学性能易于控制。
5.3 共振吸声结构
5.3.1 共振吸声机理 5.3.2 常用共振吸声结构
5.3.1 共振吸声机理
表5.1垂直入射及无规则入射吸声系数关系
αo
0.1 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80
共振吸声结构吸声原理
共振吸声结构吸声原理共振吸声结构是一种利用共振现象来实现声波吸收的材料或结构。
它是通过特定的设计和构造，使得声波在材料或结构中发生共振，从而将声能转化为其他形式的能量而实现吸声的效果。
共振吸声结构的吸声原理可以简单地理解为“共振吸能”。
当声波通过共振吸声结构时，如果材料或结构的共振频率与声波的频率相匹配，就会出现共振现象。
在共振时，声波与材料或结构之间会发生能量交换，从而将声能转化为其他形式的能量。
这种能量转化过程导致了声波的吸收。
共振吸声结构通常由两个主要部分组成：质量和弹性元件。
质量负责吸收声波能量，而弹性元件则用来实现共振。
当声波通过共振吸声结构时，质量会受到声波作用力的激励，从而发生振动。
而弹性元件则能够存储和释放弹性能量，使得振动能够持续发生。
这种振动和能量交换的过程就是共振吸声的基本原理。
共振吸声结构的共振频率取决于结构的几何形状和材料的物理特性。
通过合理设计和选择材料，可以实现对特定频率范围内声波的吸收。
例如，在建筑物中，通过使用共振吸声结构可以有效地吸收噪声，提高室内的声学环境。
共振吸声结构的吸声效果还受到材料的损耗因素的影响。
损耗因素是指材料对声波的吸收能力。
一般来说，材料的损耗因素越大，其吸声性能就越好。
因此，在设计共振吸声结构时，需要选择具有适当损耗因素的材料，以实现更好的吸声效果。
除了共振吸声结构，还有其他吸声材料和结构，如吸声棉、吸声板等。
这些吸声材料和结构的吸声原理不尽相同，但都是利用了材料的特性来实现声能的吸收。
与其他吸声材料和结构相比，共振吸声结构具有较高的吸声效率和较宽的吸声频率范围。
共振吸声结构是一种利用共振现象来实现声波吸收的材料或结构。
它通过合理设计和选择材料，使得声波在材料或结构中发生共振，从而将声能转化为其他形式的能量而实现吸声的效果。
共振吸声结构具有较高的吸声效率和较宽的吸声频率范围，可以应用于各种需要吸声的领域，如建筑、交通工具等。
吸声技术基本原理
吸声技术基本原理嗨，朋友！今天咱们来唠唠吸声技术的基本原理，这可超级有趣呢！你有没有去过那种特别吵的地方，像吵闹的酒吧或者是很嘈杂的工厂车间？那声音啊，简直能把人的耳朵都震麻了。
这时候，要是有个神奇的东西能把这些讨厌的声音给吸走就好了，而吸声技术就像是这样一个神奇的魔法。
吸声啊，简单来说就是让声音被某些材料给“吃掉”。
那这些材料是怎么做到的呢？这就涉及到声音的传播啦。
声音其实就是一种波，就像水波一样，在空气中传播的时候，会让空气分子也跟着振动起来。
当这种振动的波遇到吸声材料的时候，就像是小水滴遇到了海绵一样，被吸收进去了。
吸声材料有很多种，比如说多孔性的材料。
你可以想象一下，这种材料就像是有好多好多小洞穴的迷宫。
声音的波一钻进这个迷宫，就开始在里面乱转，一会儿碰到这个洞壁，一会儿又撞到那个角落。
在这个过程中，声音的能量就一点点地被消耗掉了。
就像一个调皮的小皮球，在一个满是障碍物的房间里蹦跶，蹦跶着蹦跶着就没力气了。
像我们常见的岩棉、玻璃棉这些材料，就是多孔性吸声材料的典型代表。
它们内部有着密密麻麻的小孔，这些小孔就像是专门为声音波设置的陷阱，声音一旦进去，就很难再完整地跑出来了。
还有一种是共振吸声结构。
这就像是给声音设了一个特殊的“共振陷阱”。
你知道共振吧？就好比是你在荡秋千的时候，如果每次推动的节奏都刚刚好，秋千就会越荡越高。
共振吸声结构对于声音也是这样的道理。
当声音的频率刚好和这个结构的共振频率相同的时候，这个结构就会和声音产生强烈的相互作用，然后把声音的能量给吸收掉。
这就像是声音和这个结构一起跳了一场特别激烈的舞，跳完之后声音就没力气了，能量都被这个结构给消耗了。
吸声技术在我们生活中的应用可广泛了呢！在剧院里，如果没有吸声技术，那演员的声音和乐器的声音就会在墙壁之间来回反射，最后就变成了一片乱糟糟的回声，观众听起来就像在听一锅粥似的。
但是有了吸声材料，就可以让声音变得清晰、悦耳，让观众享受到美妙的演出。
共振吸声原理的应用
共振吸声原理的应用1. 引言吸声材料是一种能够降低声波反射和传播的材料。
常见的吸声材料包括海绵、玻璃纤维、岩棉等。
而共振吸声是吸声材料中一种重要的原理，通过共振现象，能够显著提高吸声效果。
2. 共振吸声原理共振吸声原理是指在共振频率附近，材料的吸声效果显著增强。
当声波频率接近材料的共振频率时，声波引起材料内部的共振振动，从而将声波能量转化为材料内部的热能。
这一过程显著降低了声波的反射和传播，实现了吸声效果。
3. 共振吸声原理的应用共振吸声原理在各个领域中都有广泛的应用。
以下是几个常见的应用案例：3.1 音频设备在音频设备中，共振吸声原理能够用来降低设备内部的回音和共振现象，提高音频质量。
例如，在录音棚中，常常采用吸声材料来吸收声波的反射，减少回音对录音质量的影响。
3.2 建筑设计在建筑设计中，共振吸声原理能够用来改善建筑物内部的声学环境。
通过在墙壁、天花板和地板等位置安装吸声材料，可以减少空间内部的噪音传播和反射，提供更加舒适的环境。
3.3 汽车制造在汽车制造中，共振吸声原理能够用来减少车内的噪音和共振效应。
通过在车辆内部的隔音材料上应用共振吸声原理，降低车辆行驶时发动机和路面噪音对车内的影响，提供更好的乘坐体验。
3.4 电子产品在电子产品中，共振吸声原理能够用来降低设备的噪音和共振效应。
通过在电路板和壳体等位置应用吸声材料，可以减少电子设备的噪音传播和共振现象，提供更好的用户体验。
4. 共振吸声原理的优势与挑战共振吸声原理具有以下优势： - 显著提高吸声效果 - 能够对特定频率范围内的声波进行吸收 - 在某些情况下可以降低材料成本然而，共振吸声原理也存在一些挑战： - 对材料的共振频率要求较高 - 难以在宽频段内实现吸声效果 - 对材料的工艺和加工要求较高5. 结论共振吸声原理是一种重要的吸声材料原理，在音频设备、建筑设计、汽车制造和电子产品等多个领域中得到广泛应用。
通过合理应用共振吸声原理，可以显著提高吸声效果，改善声学环境，并提供更佳的用户体验。
吸声
第五节噪声控制技术——吸声一、材料的声学分类和吸声特性（一）、吸声材料的分类吸声材料按其吸声机理来分类，可以分成多孔性吸声材料及共振吸声结构两大类。
1．多孔性吸声材料①无机纤维材料，如玻璃棉、岩棉及其制品。
②有机纤维材料，如棉麻植物纤维及木质纤维制品（软质纤维板、木丝板等）。
③泡沫材料，如泡沫塑料和泡沫玻璃、泡沫混凝土等。
④吸声建筑材料，如膨胀珍珠岩、微孔吸声砖等。
2．共振吸声结构由于共振作用，在系统共振频率附近对入射声能具有较大的吸收作用的结构，称为共振吸声结构。
穿孔板吸声结构微穿孔板吸声结构薄板和薄膜吸声结构等。
（二）、吸声系数和吸声量1．吸声系数吸声系数定义为材料吸收的声能与入射到材料上的总声能之比，可用吸声系数来描述吸声材料或吸声结构的吸声特性。
计算式为：式中：Ei—入射声能；Ea—被材料或结构吸收的声能；Er—被材料或结构反射的声能；r—反射系数。
a＝0,表示无吸声作用；a=1，表示完全吸收。
一般的材料或结构的吸声系数在0-1之间，a值越大，表示吸声性能越好，它是目前表征吸声性能最常用的参数。
吸声系数是颇率的函数，同一种材料，对于不同的频率，具有不同的吸声系数。
平均吸声系数a：中心频率125,250,500,1 000,2 000,4 000六个倍频程的吸声系数的平均值，称为平均吸声系数a。
2.吸声量吸声材料的实际吸声量按下式计算：A＝aS （7-2)吸声量的单位是m2。
房间总的吸声量A可以表示为：右式第一项为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。
二、多孔吸声材料（一）、多孔吸声材料的吸声原理内部具有无数细微孔隙，孔隙间彼此贯通，且通过表面与外界相通，当声波入射到材料表面时，一部分在材料表面上反射，一部分则透入到材料内部向前传播。
在传播过程中，引起孔隙中的空气运动，与形成孔壁的固体筋络发生摩擦，由于粘滞性和热传导效应，将声能转变为热能而耗散掉。
声波在刚性璧面反射后，经过材料回到其表面时，一部分声波透回空气中，一部分又反射回材料内部，声波的这种反复传播过程，就是能量不断转换耗散的过程，如此反复，直到平衡，这样，材料就“吸收”了部分声能。
亥姆霍兹共振吸声原理
亥姆霍兹共振吸声原理亥姆霍兹共振吸声原理是一种广泛应用于音响、建筑、机械等领域的吸声技术。
本文将分步骤阐述亥姆霍兹共振吸声原理。
一、亥姆霍兹共振器的结构与工作方式亥姆霍兹共振器是由一个盒子和一个孔组成的声学结构，它的结构图如下所示。
盒子有一个小孔，来自外界的声波通过小孔进入共振器中，与共振器内部的谐振波相互作用。
这种相互作用产生共振，使声波减弱或消失，从而实现吸声的效果。
二、亥姆霍兹共振器的吸声特性亥姆霍兹共振器的吸声特性与其内部孔的大小、孔的数量、盒子的体积和孔与盒子之间的距离有关。
在一定的声波频率范围内，共振器对声波的吸收程度最大。
当声波频率和共振器内的谐振频率相等时，共振效应最强，声波能被最大程度地吸收。
三、亥姆霍兹共振器的应用范围亥姆霍兹共振吸声原理广泛应用于音响、建筑、机械等领域。
例如，在音响系统中，为了消除强烈的回音，可以在空间里放置亥姆霍兹共振器，消除噪声；在建筑领域中，亥姆霍兹共振器常常被用于建筑外墙的隔音处理；在机械领域，亥姆霍兹共振器常被用于减少机器的噪声。
四、亥姆霍兹共振器的发展与前景随着人们对声学问题研究的深入，亥姆霍兹共振吸声原理得到了广泛的应用与发展。
研究人员正在探索如何通过调整共振器的孔的大小、形状和分布等因素，进一步改进共振器的吸声效果，使其适用于更广泛的领域。
在未来，亥姆霍兹共振吸声技术的发展将有望在音响、建筑、机械等领域发挥更为重要的作用。
综上所述，亥姆霍兹共振吸声原理是一种有效解决噪声问题的技术。
其吸声特性与应用范围的广泛，以及发展前景的广阔，都表明这是一种非常有前途的研究方向，值得我们认真探讨和深入研究。
吸声机理
吸声机理按吸声机理的差异，吸声材料可分为共振吸声材料和多孔吸声材料两大类。
共振吸声材料相当于多个亥姆霍兹吸声共振器并联而成的共振吸声结构。
当声波垂直入射到材料表面时，材料内及周围的空气随声波一起来回振动，相当于一个活塞，它反抗体积速度的变化是个惯性量。
材料与壁面间的空气层相当于一个弹簧，它可以起到阻止声压变化的作用。
不同频率的声波人射时，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的固有频率时，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。
可见，这种共振吸声结构的吸声系数随频率而变化，最高吸声作用出现在系统的共振频率处。
多孔材料内部具有大量细微孔隙，孔隙间彼此贯通，孔隙深人材料内部且通过表面与外界相通，当声波入射到材料表面时，一部分在材料表面反射掉，另一部分则透入到材料内部向前传播。
在传播过程中，引起孔隙的空气运动，与形成孔壁的固体筋络发生摩擦，由于粘滞性和热传导效应，将声能转变为热能而耗散掉。
同时，小孔中的空气和孔壁与纤维之间的热交换引起的热损失也使声能衰减。
此外，声波在钢性壁面反射后，经过材料回到其表面时，一部分声波透射到空气中，一部分又反射回材料内部。
声波通过这种反复传播，使能量不断转换耗散，如此反复，直到平衡，进一步降低了部分声能。
吸声系数测量系统SZZB驻波管法吸声系数测量原理：在驻波管一端的扬声器发出一个单频正弦波，声波沿管道传播，在试件端产生反射波，反射波的强度和相位与试件的声学特性有关。
反射波与入射波相加，在管内产生驻波。
移动探管的位置测量驻波比，最后根据驻波比计算材料的吸声系数。
SZZB驻波管法吸声系数测量系统的配置：阻抗管吸声系数测量软件数据采集器功率放大器传声器前置放大器程控信号发生器SZZB驻波管法吸声系数测量系统的应用：驻波管法吸声系数测量系统根据国家标准而设计，采用不锈钢管制作，具有良好的隔声性能。
吸声和隔声的原理及应用
吸声和隔声的原理及应用吸声原理吸声是指通过某些材料或结构来减轻声波的反射和传播，从而达到减少噪音的目的。
吸声的原理主要包括以下几点：1.材料吸音特性：吸声材料通常具有较高的孔隙度和表面积，能够将入射声波转化为内部能量，并通过材料内部的摩擦、扭转等机制将声能转化为热能，从而实现吸声效果。
2.多层结构：吸声材料往往采用多层结构，通过不同布局和密度的材料层次，能够有效地扩大吸声频带，提高吸声效果。
3.几何形状：吸声材料的几何形状也影响着吸声效果。
常见的吸声材料形状包括泡沫、纤维等，这些形状能够散射声波并对其产生吸收作用。
吸声应用吸声技术在多个领域有着广泛的应用。
以下是吸声技术在一些重要领域的应用示例：1.建筑工程：吸声技术在建筑工程中被广泛应用于改善室内的声学环境。
例如，在会议室、录音棚等需要较低噪音的场所，常常使用各种吸声材料进行隔音处理，以便提供更好的声音传播效果。
2.交通工具：吸声材料在汽车、火车、飞机等交通工具中的应用也非常常见。
例如，汽车内部采用吸音材料可以减少驾驶过程中的噪音干扰，提高乘坐舒适度和安全性。
3.电子设备：在电子设备中，吸声材料可以减少电子设备工作过程中产生的噪音，提高设备的可靠性和使用体验。
常见的应用包括电脑机箱、手机等。
隔声原理隔声是指通过隔离材料或结构来减少声波的传播，从而达到阻止噪音传递的目的。
隔声的原理主要包括以下几点：1.材料密度：密度较高的材料对声波具有较好的隔声效果。
这是因为高密度的材料比低密度的材料具有更好的质量和振动阻尼能力，能够有效地阻止声波的传播。
常用的隔声材料包括混凝土、砖墙等。
2.隔声结构：合理的隔声结构可以通过多层、不同密度的隔声材料来增加隔声效果。
例如，采用夹层玻璃窗可以有效隔绝室外噪音的传入。
3.隔声缝隙：缝隙是声波传播的通道，适当的填充缝隙能够减少声波的传播。
例如，在建筑工程中，地板与墙体之间的缝隙可采用防振垫等隔声材料填补，以减少噪音的传递。
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。
第五章 吸声技术
a.材料的空气流阻（Rf）
定义： 在稳定气流状态下，吸声材料中的压力梯度与气流 线速度之比。 P
Rf
u
比流阻：指单位厚度材料的流阻。
过高
空气穿透力降低
吸声性能下降 过低
因摩擦力、粘滞力引 起的声能损耗降低
a.材料的空气流阻（Rf）
b.材料的密度或孔隙率
孔隙率——指材料内部孔洞容积占材料总体积的 百分率，一般多孔材料孔隙率在50%以上，有的 达到80%～90%。 密度——指单位体积吸声材料的重量或材料容重。 孔隙率太大密度太小，或相反均不利。一般有最 适 的 吸 声 密 度 （ 或 孔 隙 率 ） 范 围 ， 超细玻璃棉的密度一般为15～25Kg/m3
密度增大低中频吸声有 改善 并不是越密越好根据频 率特性选 密度增大中高频吸声性 能下降 密度低低中频吸声较差
c.材料厚度的影响
吸声材料的厚度可提高低频的吸声效果，一般材 料厚度增加吸声频率向低频方向移动，对同种材 料而言材料厚度加倍，吸声系数最大的频率向低 频方向移动一个倍频程。但对高频影响不大。然 而厚度增大，造价增大，占的体积大。 对同一种多孔性吸声材料，当容重一定时，厚度 和频率的乘积决定了吸声系数的大小。
b.薄膜共振吸声结构
膜 状 材 料
膜状材料：如皮革、人造革、 塑料薄膜等 吸声频带：
空 气 层
200-1000Hz，
吸声系数：0.3-0.4
c.穿孔板共振吸声结构
单腔共振吸声体：亥姆霍兹共振器 结构：由一个较小的颈口和一个
V
较大的封闭腔体组成，颈口和 声场空间相连。
t
d
单腔共振吸声体
几种多孔性吸声材料
吸声机理
声波投射到多孔材料表面时，部分 透入的声波在传播过程中引起孔隙内部 的空气运动，与形成孔壁的固体筋络发 生摩擦，由于空气的粘滞性和热传导效 应，部分声能转变成热能，从而使声波 的能量减小。
吸声材料的吸声机理
吸声材料的吸声机理吸声材料是一种能够减少声波反射和增加声波吸收的材料。
它可以通过吸收来自声源的声波能量，将其转化为热能或其他形式的能量，达到减少噪声和改善声学环境的目的。
1.散射：吸声材料中的微小颗粒、纤维或孔洞可以散射入射声波，使声波的传播方向发生变化。
通过多次散射，声波的传播路径变长，能量逐渐被吸收。
此时，吸声材料的粗糙表面能够有效增加吸声效果。
2.多层结构：多层吸声材料通常由吸声材料和隔音材料组成。
吸声材料用于吸收声波能量，而隔音材料用于隔离声波传播。
声波进入多层吸声材料后，会在各个层面之间发生反射、散射和透射，从而增加了声波与材料的接触面积，提高了吸声效果。
3.内部摩擦和粘滞阻尼：吸声材料中的微小孔洞和纤维可以使声波通过摩擦和粘滞过程转化为微观的热能，从而起到吸声的作用。
材料的孔洞结构和厚度会影响声波在材料内的传播路径和能量转化效率。
4.共振效应：吸声材料中的共振结构能够吸收其中一特定频率的声波能量。
当声波的频率与共振结构的固有频率相等时，共振结构会发生振动，从而转化声波能量为热能，实现吸声效果。
共振频率由材料的密度和厚度决定。
5.孔隙平流效应：吸声材料中的孔隙可以使声波在材料内部发生多次反射，增加声波与材料的接触面积，提高吸声效果。
孔隙的分布和大小对吸声效果有重要影响。
综上所述，吸声材料的吸声机理主要涉及散射、多层结构、内部摩擦和粘滞阻尼、共振效应和孔隙平流效应。
不同的吸声材料可能具有不同的主要吸声机制。
在实际应用中，可以根据具体的噪声问题选择合适的吸声材料和吸声机理，以达到最佳的吸声效果。
吸声原理和吸声性能评价
吸声原理和吸声性能评价一、吸声原理声波在介质中传播时因振动质点的疏密度和振动幅度不同，会造成声波传播时各个振动质点间存在速度和温度梯度差，即在介质中存在不同的传播速度及能量损耗。
多孔吸声材料内部具有与外表面彼此相互连通的微通道，当声波入射到多孔材料表面时会像光一样产生多次反射(或散射) 、透射、吸收等现象。
声波还会使柔性材料的分子链甚至更大的结构单元发生振动，并使材料产生内摩擦和发热等现象，即将声能转化成热能及振动能耗散或在材料表面产生反射。
[1]图1为声波与材料的相互作用示意图。
图1 声波与材料的相互作用示意图1.多孔吸声材料的吸声机理多孔吸声材料内部具有无数细微孔隙, 孔隙间彼此贯通,且通过表面与外界相通, 当声波入射到材料表面时, 一部分在材料表面反射掉, 另一部分则透入到材料内部向前传播。
在传播过程中引起孔隙的空气运动, 与形成孔隙的固体筋络发生摩擦, 由于粘滞性和热传导效应, 将声能转化成热能而耗散掉。
声波在刚性壁面反射后, 经过材料回到其表面时, 一部分声波透射到空气中, 一部分又反射回材料内部,声波通过这种反复传播, 使能量不断转化耗散, 如此反复, 使得材料“吸收”了部分声能。
2.共振吸声结构的吸声机理共振吸声结构以各类穿孔板最为常见。
穿孔板与后面的空腔共同构成共振吸声结构。
当声波入射到材料表面, 一部分在材料表面反射掉, 另一部分则透射到材料内部继续传播。
当入射声波的频率和系统的固有频率相等时,空气中的主空气柱由于共振产生剧烈振动,空气柱和孔径侧壁摩擦而消耗声能。
[2]二、吸声性能评价与表征吸声材料的吸声性能好坏, 主要通过其吸声系数的高、低来表示。
吸声系数是指声波在物体表面反射时, 其能量被吸收的百分率, 通常用符号a表示, a值越大, 吸声性能就越好。
吸声原理概括
在车间、厂房、体育馆、KTV、酒店、会议室、国际会议中心、大的开敞式空间（机场大厅、办公室、展厅等），由于混响声的原因，会使噪声比之同样声源在室外高10-15dB。
可以使用专业的声学装饰材料，来控制混响时间，从而有效的改善声场环境，同时极强的装饰性也可以为空间增色不少。
房间体积越大，混响时间越长，语言清晰度越差。
为了保证语言清晰度，需要在室内做吸声处理，控制混响时间。
对于音乐类建筑为了保证一定丰满度，混响时间要稍长一些但也不能过长，可以使用吸音板控制。
在厅堂建筑中为了防止回声、多重回声、声聚焦等声学缺陷，常在后墙面、二层眺台栏杆面、侧墙面及局部使用吸音板。
理论上，一般的物体都具有吸音效果，但是我们把平均隔声量（在无限大的空间中，声源与被测点之间放一张无限大的材料）超过30dB的板材才称作吸音板，吸音板是一种高密度材料。
声音是一种波状能量，需要介质才能传播。
声音在同一种介质中传播时，介质密度越大，传播速度越快。
比如在常温空气中的传播速度约为340米/秒，在铁轨中的传播速度约为5200米/秒。
声音的另一种传播就是跨介质传播。
即从一种介质穿过两种介质的临界接触面进入另一种介质，此时声能的传递实质是振动幅度的传递。
跨介质传播时，两种介质的密度相差越大声能的损耗越大。
而实际应用中，空气为人类常态下活动空间，于是与空气密度相差越大的材料一般为密度很高的材料即可视为吸音材料。
密度越高吸音效果越好，这样的材料制成的板材称为吸音板。
建筑工程技术专业《吸声材料作用原理》
吸声材料作用原理教学目标：知识目标：掌握吸声材料作用原理情感目标：能感知吸声材料的结构特征和应用场合教学设计：教学内容：声音起源于物体的振动，如说话声带的振动（声带和鼓皮称为声源）。
声源的振动迫使临近的空气跟着振动而形成声波，并在空气介质中向四周传播。
声音在传播的过程中，一部分由于声能随着距离的增大而扩散，另一部分则因空气分子的吸收而减弱。
当声波遇到材料表面时，被吸收能E 与入射能（E 0）之比，称为吸声能系数α，即 %1000⨯=E E α假如入射声能的55%被吸收，其余45%被反射，则材料的吸声系数就等于。
当入射声能100%被吸收，而无反射时，吸声系数等于1。
当门窗开启时，吸声系数相当于1。
只有悬挂的空间吸声体，由于有效吸声面积大于计算面积可获得吸声系数大于1的情况。
材料的收声系数与声波的方向、声波的频率及材料中的气孔有关。
为了全面反映材料的吸声特性，通常取125H 、250H 、500H 、1000H 、2021H 、4000H 六个频率的平均吸声系数表示材料的吸声性能。
凡六个频率的平均吸声系数大于的材料，可称为吸声材料（sound 开始 结束absorbing materials。
材料的吸声系数越高，吸声效果越好。
在音乐厅、影剧院、大会堂、播音室等的墙面、地面、顶棚等部位适当采用吸声材料，能改善声波在室内传播的质量，保持良好的音响效果。
为达到较好的吸声效果，材料的气孔应是开放的，且应相互连通，气孔越多，吸声性能越好。
大多数吸声材料强度较低，因此应设置在护壁台以上，以免撞坏。
吸声材料易于吸湿，安装时应考虑到胀缩的影响。
此外还应考虑防火、防腐、防蛀等问题。
教学考核：吸声材料的吸声原理怎么体现？教学小结：重点掌握材料的吸声原理。
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第5章吸声原理与应用
5 . 1 共振式吸声结构
亥姆霍兹共鸣器 ：外界作用的声波的频率与该共振频率一致时，系 统将发生共振，而使系统内的声振动产生强烈放大．如果系统内存 在适当声阻材料，则就会强烈消耗声能，达到良好吸声效果 其短管的面积为S0 ，半径为a0，长为l0而背 腔的体积为V0 =SD , S 横截面积，D 为其 深度．出口处的声阻抗 :
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第5章吸声原理与应用
5 . 1 共振式吸声结构
声阻率比 声抗率比
当平面声波垂直人射时，声强的吸声系数可表示为
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第5章吸声原理与应用
5 . 1 共振式吸声结构
如果ys = 0，f=fr,则吸声系数可达到极大值 ar 仅与声阻率比有关，并且当xs =1 时，a =1 ，入 射声波完全被吸声结构所吸收 .
第5章吸声原理与应用
5 . 4 室内吸声降噪应用
5.4.2无规分布声源降噪处理 单一声源噪声场随离声源会有明显下降；多台产生噪声的机器，总 的直达声随位置的变化并不显著，而直达声空间平均效果统计地也可 以近似地看成是扩散声场
室内的平均降噪量为
因为壁面平均吸声系数与室内总吸声量 应用中也常用总吸声量A 来替代
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第5章吸声原理与应用
5 . 3多孔吸声材料
设有一平面声波pi垂直人射于装在刚性 背壁上的多孔吸声材料上，吸声材料的层 厚为l
利用阻抗转移公式写出在x =0 处的声阻抗 率，因为假定在x =l 处为刚性，即zsl= 无穷， 所以可得:
k
c
k 是材料中的波数 ,材料是一般均匀的密实介质，并且对声波的 吸收能力很小 ，则 k是一实数。 如果这一材料层是多孔介质，它对声波会产生很强的吸收作用， 那么这一波数就为复数
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5 . 2穿孔结构的设计
声阻比控制： 半径a ＞ 细管范围，因为半径取较大，所以声阻较小，不足 以达到一般工程应用的吸声系数要求，因而需要在穿孔板后面加贴 一些其他声阻材料，以提高其声阻值,称为穿孔结构
当穿孔半径a介于 之间时，称为微孔，在这范围 内的小孔半径要小得多，以致能产生较大的声阻，加上穿孔率的一 定配合，就能提供适当的声阻率比，满足吸声要求,称为微穿孔结构 还a ＜ , 称为毛细管，因其孔径太细无法制作穿孔结构，但却 满足作为多孔吸声材料以及高声阻材料的要求．
第5章吸声原理与应用
5吸声原理与应用
声波入射到物体的表面，有一部分声波会反射回去，而另一部分 声波会进入物体，进而被物体所吸收而转化成热能 。 声波能量被物体吸收的现象称为吸声 吸声机理：声波在物体内由于产生强烈的勃滞摩擦，使部分能量耗 逸而转为热的过程 两大类吸声原理： 一是共振吸声结构，它是利用入射声波在结构内产生共振，从 而使大量能量耗逸．（利用了共振原理，因而吸声的频带较窄） 另一是由多孔材料构成的吸声材料，它能使大部分声波进入材料， 从而由于材料具有很强的吸声能力，使进入该材料的声波在传播过 程中逐渐消耗尽．（吸声频带就比较宽广）
总声阻抗应等于
称为穿孔板的穿孔率
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5 . 2穿孔结构的设计
设ys =0 ，可求得穿孔结构的共振频率为
穿孔有效长度l：
附加质量
当深度D与波长不是很小时，空腔等效声阻：
总穿孔有效长度l：
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5 . 2穿孔结构的设计
设穿孔板厚度为2*10-3m,孔直径d = 2*10-3m,穿孔率为0.02，空腔深 度0.1m，求共振频率，如果穿孔率为0.01，fr? 答：382.8HZ, 270.3HZ
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第5章吸声原理与应用
5 . 3多孔吸声材料
(3)当kl = π，或l = λ/2，即当频率比起产生极大吸声系数时增加一倍时 ，tan kl = 0 ，以致于B = 0 , A = ( tanha0l )-1，吸声系数为:
实际上这时吸声系数会产生一极小值，与这一频率对应的吸收系 数称为反共振吸声系数，该时的频率称为反共振频率fa 一般而言，因为随着频率的不断升高，吸声系数还会不断出现极 大与极小的变化，所以上述出现的极大与极小所对应的频率，常称 为第一共振频率与第一反共振频率．
壁面的吸声系数愈小，则室内产生的声压级就愈高。 噪声的机房，如动力机房、锅炉房、鼓风机房等，其壁面一般都 是由坚硬材料构成的，如水泥壁面．在船上还有用更坚硬材料，如钢 板等做成船舱壁的．在这些机房内常常能产生高于100 分贝，甚至更 高达120 分贝以上的噪声级 室内降噪：在原来坚硬的壁面上敷设吸声性能较好的吸声材料或结 构，使声波射到这些吸声壁面上时，能将尽量多的声音吸掉，以致大 大降低室内的混响声 扩散声场总声压级为 ： R 称为房间常数 S室内壁面的总面积，a平均的壁面无规人射吸声系数 因为吸声系数a是与频率有关的，假定噪声源辐射的是一窄带噪声， 例如是中心频率为f 的1/3倍频程噪声
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第5章吸声原理与应用
5 . 4 室内吸声降噪应用
设吸声处理前后的房间常数分别: 因而吸声处理后的室内噪声将降低(降噪量在不同位置是不相同的 )
假定测量点在噪声源附近，这时直达声为主，即有
如果离开声源足够远
式中只含有吸声处理前后的平均吸声系数，显然这时降噪量达到 了最大值
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多孔吸声材料的特点是吸声性能高频优于低频． 共振式吸声结构主要是利用了共振效应，因而其有一定的频带限 制 , 常适于低频段(低频段具有明显峰值),500HZ,很少超过 1000HZ
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5 . 2穿孔结构的设计
穿孔相当于声质量，每一小孔就占着其 中一个小空间，形成· 等效的声容 因此穿孔板共振结构的共振频率也与单 个共鸣器的共振频率相当 单个共鸣器的声阳抗:
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第5章吸声原理与应用
5 . 3多孔吸声材料
(4)下限频率fl :它是指吸声系数在共振频率以下降至共振值的一 半时所对应的频率 。倍频程数 ： 为下频带宽
多孔材料吸收系数(毛细管,取与频率平方根成正比 )
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5 . 4 室内吸声降噪应用
5.4.1 单一声源
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5 . 3多孔吸声材料
•由毛细孔或缝隙结构构成的多孔材料，具有吸声的基本功能 •一方面能使空气中的声波能量容易进人多孔材料，而同时又 能在材料中传播时被大量的吸收掉
•高频优于低频，频率范围是较宽的
•多孔吸声材料的吸声功能主要还得依靠在材料中将声能逐渐 消耗掉，因此吸声能力还与材料的厚度有关
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第5章吸声原理与应用
5 . 3多孔吸声材料
声波在材料中的声压吸收系数，是频率的函 数，一般都是随着频率升高而增加
声波垂直人射于吸声界面时，其吸声系数可由下式确定
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第5章吸声原理与应用
5 . 3多孔吸声材料
（1）当kl = п/2 或 l = λ/4(材料中波长),tankl = ∞以至于B = 0,A = tanha0l ,吸声系数会呈现一个极大值aM 。这一极大值称为共 振吸声系数，而与其对应的频率fr 称为共振频率 。
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第5章吸声原理与应用
5 . 3多孔吸声材料
( 2 ）如果材料中的吸收系数a0很大，以致于a0l >>1 ，则sha0l = cha0l-> ∞ , tanha0l ->1，而B = 0 , A = 1 ，因而有
如果由于材料的吸收系数很大，以致于在材料厚度l内已几乎能把 声波全部吸掉.这时，吸声系数就趋近于一个恒定值ah,仅与γ 值有关 一般多孔材料的吸声系数在高频时会存在一个极限值，而这一极 限值的大小基本上仅与特性阻抗比γ有关 当γ=1 时，有ah=1．这时声波不仅能全部进人材料内，并且被材 料全部吸收掉，产生最佳的吸声效果
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5 . 1 共振式吸声结构
共振式吸声结构的品质因素QR
吸声结构的吸声频带宽度 : 令a=ar/2，得： 确定吸声频带宽度为：
共振式吸声结构的频带宽度由品质因素QR决定
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第5章吸声原理与应用
5 . 1 共振式吸声结构
结构的吸声性能影响个参数 :共振频率fr 声阻率xs 品质因索Qr fr主要决定待吸声处理的主要频段; xs可以决定在fr时吸声的最佳效果， 而Qr决定了具有最佳吸声效果的频带宽度 。有时为了顾及吸声频 带宽度，就不得不改变xs值而牺牲吸声效果
成正比，因而在工程
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第5章吸声原理与应用
5 . 4 室内吸声降噪应用
工程计算实例．设有一动力机组在机房内产生很强的噪声．其在处理 前测得各倍频程中心频率的声压级与对应的A 声级以及它们的总声压 级与总A 声级．这时机房内的平均吸声系数也可测得．现对该机房进 行吸声降噪处理．处理后室内平均吸声系数大为增加，以致室内A 计 权总声级也大为下降．