第七章吸声降噪
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内部。
频率影响
7.2.2 影响多孔性吸声材料吸声性能的因素
➢ a.材料的空气流阻 ➢ b.材料的密度或孔隙率 ➢ c.材料厚度的影响 ➢ d.材料后空气层的影响 ➢ e.材料装饰面的影响 ➢ f. 温度、湿度的影响
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。
A 55.3V 4m V cT
m:衰减系数
1.混响室法测吸声系数的测试原理
安装吸声材料前后，房间的总吸声量的变化可表示为：
55.3V
55.3V
A A2 A1 c2T2 4m2V ( c1T1 4m1V )
若两次测量时间间隔短及室内温、湿度相差很小。可认为：
c1 c2 c,
所以：
P Rf u
2
1
Z sm Z sm
c c
2
当Zsm（材料声阻抗率）与ρc相等时，a＝1， 说明材料将声音完全吸收，但在实际应用中不可
能。理想吸声材料要求其声阻抗率接近于空气的 特性阻抗率。
⊙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
基于声音传播方向的无规则性，混响室法测得的 吸声系数更接近材料的实际应用环境；但测定吸 声系数较困难，两种方法测定的吸声系数可以进 行换算。
驻波比法测吸声系数 混响室法测吸声系数
0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.25 0.40 0.50 0.60 0.75 0.85 0.90 0.98
7.1.2 表示材料吸声性能的量
1. 吸声系数 2. 吸声系数的分类和测量 3. 吸声性能的单值评价量
1. 吸声系数
a.定义：
材料吸收的声能量与入射到材料上的总声 能的比值。
E Ei Er 1
Ei
Ei
当a＝0时，无吸声 当a＝1时，完全吸收，无声能反射
2 吸声系数的分类测量
声波入射到材料表面的方向包括：正入射、 斜入射、无规则入射。
环境噪声控制工程
Chapter 7 吸声降噪
7.1 吸声材料的分类和吸声性能评价量 7.2 多孔吸声材料 7.3 共振吸声结构 7.4 室内声场和吸声降噪
7.1吸声材料的分类和吸声性能评价量
7.1.1 吸声材料的分类 7.1.2 吸声性能的评价量
7.1吸声材料的分类和吸声性能评价量
吸声是噪声污染控制的一种重要手段； 在噪声污染控制工程设计中，常利用吸
1.多孔性吸声材料
多孔性吸声材料（针对高频噪声控制） 材料特征：
内部有许多小孔，并与材料表面相通，具有 通气性。 吸声机理：
声波投射到多孔材料表面时，部分投入的声 波与纤维或颗粒表面产生内摩擦（摩擦力来自空 气的压缩、膨胀），部分声能转变成热能，从而 使声音的能量减小。
➢ 共振吸声结构（针对低频噪声控制）
A
A2
A1
55.3V c
1 ( T2
1 )
T1
4V (m2
m1)
1.混响室法测吸声系数的测试原理
整个房间的吸声系数可表示为：
S
A S
55.3V 百度文库S
(1 T2
1) T1
4V S
(m2 m1)
S:试件的面积
常用两种测量方法的比较
测量方法 混响室法
用途
优点
可测量声波无规入 所测量的吸声系数和吸声 射时的吸声系数和 量可在声学设计工程中应 单个物体吸声量。 用。
1). 驻波比法测吸声系数的测试原理
1). 驻波管法测吸声系数的测试原理
基于振幅合成, 产生驻波时:
P 波腹： max Pi Pr P 波节： min Pi Pr
pmax p0 (1 r ) pmin p0 (1 r )
1). 驻波管法测吸声系数的测试原理
驻波比 n
s Pmax 1 rp Pmin 1 rp
A iSi
i
A：材料的总吸声量 Si：材料i的吸声表面积 (m2) 可推知，吸声量A的单位是m2
7.2 多孔吸声材料
7.2.1 吸声机理 7.2.2 影响因素
几种多孔性吸声材料
7.2.1 吸声机理
7.2.1 吸声机理
压缩、膨胀、摩擦、产热
降低声音能量
由于
1
rp
2
1
2c2 2c2
c c
垂直入射系数与无规则入射系数的关系
3.吸声性能的单值评价量
（1）平均吸声系数
考虑到频率特性： 平均吸声系数: 材料在不同频率的吸声系数的算术平均值。
（2）降噪系数：
是指250、500、1000和2000Hz的频率下测得的吸 声系数的算术平均值。
3.吸声性能的单值评价量
（3）吸声量：
A S
一个房间的总吸声量：
声材料吸收声能量来降低室内噪声。
室内噪声的来源：
通过空气传来的直达声 室内各墙壁面反射回来的混响声
7.1.1 吸声材料的分类
吸声： 声波通过媒质或入射到媒质分解面上时声能的减 少过程，称为吸声或声吸收。 材料吸声： 当媒质的分界面为材料表面时，部分声能被吸收 的现象，称为材料吸声。 吸声材料： 具有较大吸声能力的材料，称为吸声材料。
缺点
试件面积大， 安装测量不 方便。
驻波比法
可测量声波法向入 射时的吸声系数和 声阻抗率。
只能用于不同材料合同中 材料在不同情况下的吸声 性能比较，不能测量共振 吸声结构，亦不能在声学 设计工程中直接使用。
试件面积小， 安装测量方 便
混响室法测吸声系数与驻波比法测吸声 系数的换算：
比较两种吸声测量方法可知：
材料特征：薄膜或薄板表面穿孔 吸声机理：应用共振原理
1）声音与薄板（薄膜）固有频率产生共振 2）声音与板后空腔气室空气产生共振
7.1.1 吸声材料的分类
纤维状
多孔性吸声材料
颗粒状 泡沫状
吸
声
材
共振吸声结构
料
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
特殊吸声结构
空间吸声体 吸声尖劈
rp
s s
1 1
0
1
r
2
4s (1 s)2
2)传递函数法垂直入射吸声系数测量
H12 ( f
)
p2 ( f ) p1( f )
H12 e jks e jks H12
e2 jkl
0 1 2
3）.混响室法无规入射吸声系数测量
3）.混响室法无规入射吸声系数测量
1.混响室法测吸声系数的测试原理： 混响时间：声压级衰减60分贝的时间。 房间内吸声量与混响时间有关：
频率影响
7.2.2 影响多孔性吸声材料吸声性能的因素
➢ a.材料的空气流阻 ➢ b.材料的密度或孔隙率 ➢ c.材料厚度的影响 ➢ d.材料后空气层的影响 ➢ e.材料装饰面的影响 ➢ f. 温度、湿度的影响
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。
A 55.3V 4m V cT
m:衰减系数
1.混响室法测吸声系数的测试原理
安装吸声材料前后，房间的总吸声量的变化可表示为：
55.3V
55.3V
A A2 A1 c2T2 4m2V ( c1T1 4m1V )
若两次测量时间间隔短及室内温、湿度相差很小。可认为：
c1 c2 c,
所以：
P Rf u
2
1
Z sm Z sm
c c
2
当Zsm（材料声阻抗率）与ρc相等时，a＝1， 说明材料将声音完全吸收，但在实际应用中不可
能。理想吸声材料要求其声阻抗率接近于空气的 特性阻抗率。
⊙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
基于声音传播方向的无规则性，混响室法测得的 吸声系数更接近材料的实际应用环境；但测定吸 声系数较困难，两种方法测定的吸声系数可以进 行换算。
驻波比法测吸声系数 混响室法测吸声系数
0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.25 0.40 0.50 0.60 0.75 0.85 0.90 0.98
7.1.2 表示材料吸声性能的量
1. 吸声系数 2. 吸声系数的分类和测量 3. 吸声性能的单值评价量
1. 吸声系数
a.定义：
材料吸收的声能量与入射到材料上的总声 能的比值。
E Ei Er 1
Ei
Ei
当a＝0时，无吸声 当a＝1时，完全吸收，无声能反射
2 吸声系数的分类测量
声波入射到材料表面的方向包括：正入射、 斜入射、无规则入射。
环境噪声控制工程
Chapter 7 吸声降噪
7.1 吸声材料的分类和吸声性能评价量 7.2 多孔吸声材料 7.3 共振吸声结构 7.4 室内声场和吸声降噪
7.1吸声材料的分类和吸声性能评价量
7.1.1 吸声材料的分类 7.1.2 吸声性能的评价量
7.1吸声材料的分类和吸声性能评价量
吸声是噪声污染控制的一种重要手段； 在噪声污染控制工程设计中，常利用吸
1.多孔性吸声材料
多孔性吸声材料（针对高频噪声控制） 材料特征：
内部有许多小孔，并与材料表面相通，具有 通气性。 吸声机理：
声波投射到多孔材料表面时，部分投入的声 波与纤维或颗粒表面产生内摩擦（摩擦力来自空 气的压缩、膨胀），部分声能转变成热能，从而 使声音的能量减小。
➢ 共振吸声结构（针对低频噪声控制）
A
A2
A1
55.3V c
1 ( T2
1 )
T1
4V (m2
m1)
1.混响室法测吸声系数的测试原理
整个房间的吸声系数可表示为：
S
A S
55.3V 百度文库S
(1 T2
1) T1
4V S
(m2 m1)
S:试件的面积
常用两种测量方法的比较
测量方法 混响室法
用途
优点
可测量声波无规入 所测量的吸声系数和吸声 射时的吸声系数和 量可在声学设计工程中应 单个物体吸声量。 用。
1). 驻波比法测吸声系数的测试原理
1). 驻波管法测吸声系数的测试原理
基于振幅合成, 产生驻波时:
P 波腹： max Pi Pr P 波节： min Pi Pr
pmax p0 (1 r ) pmin p0 (1 r )
1). 驻波管法测吸声系数的测试原理
驻波比 n
s Pmax 1 rp Pmin 1 rp
A iSi
i
A：材料的总吸声量 Si：材料i的吸声表面积 (m2) 可推知，吸声量A的单位是m2
7.2 多孔吸声材料
7.2.1 吸声机理 7.2.2 影响因素
几种多孔性吸声材料
7.2.1 吸声机理
7.2.1 吸声机理
压缩、膨胀、摩擦、产热
降低声音能量
由于
1
rp
2
1
2c2 2c2
c c
垂直入射系数与无规则入射系数的关系
3.吸声性能的单值评价量
（1）平均吸声系数
考虑到频率特性： 平均吸声系数: 材料在不同频率的吸声系数的算术平均值。
（2）降噪系数：
是指250、500、1000和2000Hz的频率下测得的吸 声系数的算术平均值。
3.吸声性能的单值评价量
（3）吸声量：
A S
一个房间的总吸声量：
声材料吸收声能量来降低室内噪声。
室内噪声的来源：
通过空气传来的直达声 室内各墙壁面反射回来的混响声
7.1.1 吸声材料的分类
吸声： 声波通过媒质或入射到媒质分解面上时声能的减 少过程，称为吸声或声吸收。 材料吸声： 当媒质的分界面为材料表面时，部分声能被吸收 的现象，称为材料吸声。 吸声材料： 具有较大吸声能力的材料，称为吸声材料。
缺点
试件面积大， 安装测量不 方便。
驻波比法
可测量声波法向入 射时的吸声系数和 声阻抗率。
只能用于不同材料合同中 材料在不同情况下的吸声 性能比较，不能测量共振 吸声结构，亦不能在声学 设计工程中直接使用。
试件面积小， 安装测量方 便
混响室法测吸声系数与驻波比法测吸声 系数的换算：
比较两种吸声测量方法可知：
材料特征：薄膜或薄板表面穿孔 吸声机理：应用共振原理
1）声音与薄板（薄膜）固有频率产生共振 2）声音与板后空腔气室空气产生共振
7.1.1 吸声材料的分类
纤维状
多孔性吸声材料
颗粒状 泡沫状
吸
声
材
共振吸声结构
料
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
特殊吸声结构
空间吸声体 吸声尖劈
rp
s s
1 1
0
1
r
2
4s (1 s)2
2)传递函数法垂直入射吸声系数测量
H12 ( f
)
p2 ( f ) p1( f )
H12 e jks e jks H12
e2 jkl
0 1 2
3）.混响室法无规入射吸声系数测量
3）.混响室法无规入射吸声系数测量
1.混响室法测吸声系数的测试原理： 混响时间：声压级衰减60分贝的时间。 房间内吸声量与混响时间有关：