第七章吸声降噪

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）
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。
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
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
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 cS
(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。
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：
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
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
P Rf u
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：
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：
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：
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
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。
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