第七章 噪声控制技术——吸声

大的距离。
4 护面层对吸声性能的影响
实际使用中，为便于固定和美观，往往要对
疏松材质的多孔材料作护面处理。
护面层的要求：
良好的透气性； 微穿孔护面板穿孔率应大于20%，否则会影响高频
吸声效果；
透气性较好的纺织品对吸声特性几乎没有影响。
对成型多孔材料板表面粉饰时，应采用水质涂料
二
吸声结构
吸声处理中常采用吸声结构。 吸声结构机理：共振吸声原理 常用的吸声结构
(一)薄板共振吸声结构
(二)穿孔板共振吸声结构
(三)微穿孔板吸声结构
(一)薄板共振吸声结构
机理：声波入射引起薄板振动，薄板振动克服自身阻尼和 板-框架间的摩擦力，使部分声能转化为热能而耗损。当入 射声波的频率与振动系统的固有频率相同时，发生共振，薄 板弯曲变形最大，振动最剧烈，声能消耗最多。 结构
喷涂，不宜用油漆涂刷，以防止涂料封闭孔隙。
5 使用环境对吸声性能的影响
温度
温度引起声速、波长
湿度
空气湿度引起多孔材
气流
通风管道和消声器内
及空气粘滞性变化， 影响材料吸声性能。 温度升高，吸声性能 向高频方向移动； 温度降低则向低频方
向移动。
料含水率变化。 湿度增大，孔隙吸水量 增加，堵塞细孔，吸声系 数下降，先从高频开始。 湿度较大环境应选用耐 潮吸声材料。
单共振体的共振频率
c f0 2
式中
S VlK
改变孔颈尺寸或空腔体 积，可得不同共振频率 的共振器，而与小孔和 空腔的形状无关。 ——小孔截面积，m2； ——小孔有效颈长，m，
若小孔为圆形则有
V ——空腔体积，m3； l K
lK l
c——声波速度，m/s； S

4
d l 0.8d
(一)薄板共振吸声结构
(二)穿孔板共振吸声结构
(三)微穿孔板吸声结构
(二)穿孔板共振吸声结构
特征：穿孔薄板与刚性壁面间留一定深度的
空腔所组成的吸声结构。
分类：按薄板穿孔数分为
单腔共振吸声结构
多孔穿孔板共振吸声结构
材料：轻质薄合金板、胶
合板、塑料板、石膏板等。
穿孔吸声板
1.单腔共振吸声结构
吸声材料
(一) 吸声系数
(二) 吸声量 (二) 多孔吸声材料
(二) 吸声量（等效吸声面积）
定义：吸声系数与吸声面积的乘积
A S
式中 A ——吸声量，m2； ——某频率声波的吸声系数； S ——吸声面积，m2。
【注】工程上通常采用吸声量评价吸声材料的
实际吸声效果。
(二) 吸声量（等效吸声面积）
多孔吸声材料
多孔吸声材料是应用最广泛的吸声材料。
最初的多孔吸声材料以麻、棉、棕丝、毛发、
甘蔗渣等天然动植物纤维为主；
目前则以玻璃棉、矿渣棉等无机纤维为主。
吸声材料可以是松散的，也可以加工成棉
絮状或粘结成毡状或板状。
(二) 多孔吸声材料
木丝板吸声材料
多孔槽型木质吸声材料
KTV软包阻燃吸声材料
第七章 噪声控制技术——吸声
吸声降噪是控制室内噪声常用的技术措施。 通过吸声材料和吸声结构来降低噪声的技 术称为吸声。 一般情况下，吸声控制能使室内噪声降低 约3～5dBA，使噪声严重的车间降噪6～10 dBA。
第七章 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
一
吸声材料
(一) 吸声系数
龙骨 空气层 1－刚性壁面
龙骨
3—阻尼材料
4—薄板
采用组合不同单元或不同腔 深的薄板结构，或直接采用 木丝板、草纸板等可吸收中、 高频声的板材，拓宽吸声频 带。
在薄板结构边缘（板-龙骨 交接处）填置能增加结构阻 尼的软材料，如泡沫塑料条、 软橡皮、海绵条、毛毡等， 增大吸声系数。
二
吸声结构
吸声处理中常采用吸声结构。 吸声结构机理：赫姆霍兹共振吸声原理。 常用的吸声结构
刚性壁 空气层
框架
小孔或狭缝
图
多孔穿孔板共振吸声结构
多孔穿孔板共振吸声结构的共振频率
c f0 2
式中
S c FhlK 2
P hlK
——声波速度，m/s； S ——小孔截面积，m2； F ——每一共振单元所分占薄板的面积，m2； h ——空腔深度，m； lK ——小孔有效颈长，m； P ——穿孔率， P = S / F 。
吸声系数的影响因素
材料的性质
2
材料的结构
1
3
使用条件
吸声系数 影响因素
声波频率
5
4
声波入射角 度
【声波频率】
同种吸声材料对不同频率的声波具有不同的吸声
系数。
平均吸声系数 ：工程中通常采用125Hz、250 Hz、500 Hz、1000 Hz、2000 Hz、4000 Hz六个频
率的吸声系数的算术平均值表示某种材料的平均 吸声系数。
【讨论】 M 增大或 D 增加，共振频率下降。
通常取薄板厚度3～6mm，空气层厚度3～10mm，共振
频率多在80～300Hz之间，故一般用于低频吸声；
吸声频率范围窄，吸声系数不高，约为0.2～0.5。
改善薄板共振吸声性能的措施：
在空腔中，沿框架四周 放置多孔吸声材料，如 矿棉、玻璃棉等。
3
空腔对吸声性能的影响
多孔材料的吸声系数随空气层厚度增加而增加，
但增加到一定厚度后，效果不再继续明显增加。
当腔深D近似等于入射声波的1/4波长或其奇数倍
时，吸声系数最大。
当腔深为1/2波长或其整倍数时，吸声系数最小。 一般推荐取腔深为5～10cm。
天花板上的腔深可视实际需要及空间大小选取较
的换算关系
表
0 T 与 的换算关系
0.4 0.60 0.5 0.75 0.6 0.85 0.7 0.90 0.8 0.98 0.9 1
0 T
0.1 0.25
0.2 0.40
0.3 0.50
混响室：声学实验室
混响室法吸声系数(无规入射吸声系数) ：
在混响室中，使不同频率的声波以相等几率从
1－刚性壁面
龙骨
空气层
龙骨
3—阻尼材料
入射声波
4—薄板
薄金属板、胶合板、 硬质纤维板、石膏板等
图 薄板共振吸声结构示意图
薄板共振吸声结构的共振频率
600 f0 MD
式中 M ——板的面密度，kg／m2， mt ，其中m为板密 M 度，kg/m3，t为板厚,m； D ——板后空气层厚度，㎝。
吸声性能的影响因素
孔隙率与密度
2
厚度
1
3
空腔
吸声性能 影响因素 使用环境
5 4
护面层
1
厚度对吸声性能的影响
由实验测试可知： 同种材料，厚度增加一倍，吸声最佳频 率向低频方向近似移动一个倍频程 厚度越大，低频时吸声系数越大； ＞2000Hz，吸声系数与材料厚度无关； 增加厚度，可提高低频声的吸收效果， 对高频声效果不大。
各个角度入射到材料表面，测得的吸声系数。
测试较复杂，对仪器设备要求高，且数值往往
偏差较大，但比较接近实际情况。
在吸声减噪设计中采用。
驻波管法吸声系数(垂直入射吸声系数)
驻波管法简便、精确，
但与一般实际声场不 符。
用于测试材料的声学
性质和鉴定。
设计消声器。
驻波管法吸声系数测试仪
一
又称“亥姆霍兹”共振吸声器或单孔共振吸声器
结构：
封闭空腔壁上开一个
≈
入射声波 单腔共振吸声结构示意图
小孔与外部空气相通； 腔体中空气具有弹性， 相当于弹簧； 孔颈中空气柱具有一 定质量，相当于质量块。
原理：入射声波激发孔颈中空气柱往复运动，与颈壁
图
摩擦，部分声能转化为热能而耗损，达到吸声目的。 当入射声波的频率与共振器的固有频率相同时，发生 共振，空气柱运动加剧，振幅和振速达最大，阻尼也 最大，消耗声能最多，吸声性能最好。
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。
第七章 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
木质穿孔吸声板
丝质吸声材料
混凝土复合吸声型声屏障
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
通常，吸声材料 在0.2以上，理想吸声材料 在0.5以上。
【入射吸声系数】工程设计中常用的吸声系数有
混响室法吸声系数(无规入射吸声系数) T
驻波管法吸声系数(垂直入射吸声系数) 0 应用：测量材料的垂直入射吸声系数 0 ，按
表，将 0 换算为无规入射吸声系数T。
(二) 吸声量 (二) 多孔吸声材料
(一) 吸声系数
吸声材料：能吸收消耗一定声能的材料。 吸声系数：材料吸收的声能（ Ea ）与入射到
材料上的总声能( Ei )之比，即
Ea Ei
【讨论】： 表示材料吸声能力的大小， 值在0～1之 间， 值愈大，材料的吸声性能愈好； ＝0，声波 完全反射，材料不吸声； ＝1，声能全部被吸收。