三、多孔吸声材料吸声机理及相关参数

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多种共振吸声结构的吸声机理介绍

多孔吸声材料对低频声吸声性能比较差，因此往往采用共振吸声原理来解决低频声的吸收。

由于它的装饰性强，并有足够的强度，声学性能易于控制，故在建筑物中得到广泛的应用。

一、单个共振器1结构形式它是一个密闭的内部为硬表面的容器，通过一个小的开口与外面大气相联系的结构，称为核姆霍兹共振器。

单个共振器示意图2吸声原理单个共振器可看成由几个声学作用不同的声学元件所组成，开口管内及管口附件空气随声波而振动，是一个声质量元件；空腔内的压力随空气的胀缩而变化，是一个声顺元件；而空腔内的空气在一定程度内随声波而振动，也具有一定的声质量。

空气在开口壁面的振动摩擦，由于粘滞阻尼和导热的作用，会使声能损耗，它的声学作用是一个声阻。

当入射声波的频率接近共振器的固有频率时，孔颈的空气柱产生强烈振动，在振动过程中，由于克服摩擦阻力而消耗声能。

反之，当入射声波频率远离共振器固有频率时，共振器振动很弱，因此声吸收作用很小，可见共振器吸声系数随频率而变化，最高吸声系数出现在共振频率处。

3共振频率计算单个共振器对频率有较强选择性，共振频率f0可由下式求得：式中，c 为声速；S 为颈口面积，S=πr²；r 为颈口半径；V 为空腔体积；t为颈的深度，即板厚；d 为圆孔直径。

因为颈部空气柱两端附近的空气也参加振动，需要对t 进行修正，其修正值一般取0.8d。

二、穿孔板共振吸声结构1结构形式在各种薄板上穿孔并在板后设置空气层，必要时在空腔中加衬多孔吸声材料，可以组成穿孔板共振吸声结构，由于每个开口背后均有对应空腔，这一穿孔板结构即为许多并联的核姆霍兹共振器。

一般硬质纤维板、胶合板、石膏板、纤维水泥板以及钢板、铝板均可作为穿孔板结构的面板材料。

穿孔板共振吸声结构简图2吸声原理由于它是核姆霍兹共振器的组合，因此可看作是由质量和弹簧组成的一个共振系统。

当入射声波的频率和系统的共振频率一致时，穿孔板颈的空气产生激烈振动摩擦，加强了吸收效应，形成了吸收峰，使声能显著衰减；远离共振频率时，则吸收作用小。

(完整版)噪声控制技术——吸声

≈
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。
入射声波
原理：入射声图波单激腔发共振孔吸颈声结中构空示意气图柱往复运动，与颈壁
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
式中 l——颈的实际长度(即板厚度)，m；
——d颈口的直径，m。
空腔内壁贴多孔材料时，有
lK l 1.2d
【讨论】单腔共振吸声结构使用很少，是其它穿孔板共振吸声结构的基础。
2.多孔穿孔板共振吸声结构
简称穿孔板共振吸声结构。结构：薄板上按一定排列钻很多小孔或狭缝，将
穿孔板固定在框架上，框架安装在刚性壁上，板后留有一定厚度的空气层。实际是由多个单腔（孔）共振器并联而成。
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。
图2-15 不同厚度的超细玻璃棉的吸声系数
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
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
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。

多孔吸声材料的吸声原理及其分类

多孔吸声材料的吸声原理及其分类一、多孔材料的吸声原理惠更斯原理：声源的振动引起波动，而波动的传播是由于介质中粒子之间的相互作用。

在连续介质中，任何一点的振动都会直接引起相邻颗粒的振动。

声波在空气中的传播符合其原理。

多孔吸声材料有许多微小的缝隙和连续的气泡，因此具有一定的透气性。

当声波入射到多孔材料表面时，主要有两种机制导致声波衰减：首先，声波产生的振动导致小孔或缝隙中的空气运动，导致与孔壁摩擦。

靠近孔壁和纤维表面的空气在孔壁的影响下不易移动。

由于摩擦力和粘滞力的作用，相当一部分声能转化为热能，从而衰减声波，减弱反射声，从而达到吸声的目的；其次，小孔中的空气和孔壁与光纤之间的热交换引起的热损失也会衰减声能。

此外，高频声波可以加速空隙间空气颗粒的振动速度，以及空气与孔壁之间的热交换。

这使得多孔材料具有良好的高频吸声性能。

二、多孔吸声材料的分类多孔吸声材料按其选材的柔顺程度分为柔顺性和非柔顺性材料,其中柔顺性吸声材料主要是通过骨架内部摩擦、空气摩擦和热交换来达到吸声的效果;非柔顺性材料主要靠空气的粘滞性来达到吸声的功能。

多孔吸声材料按其选材的物理特性和外观主要分为有机纤维材料,无机纤维材料,吸声金属材料和泡沫材料四大类。

1有机纤维材料早期使用的吸声材料主要是植物纤维制品，如棉麻纤维、毛毡、甘蔗纤维板、木纤维板、水泥木棉板、稻草板等有机天然纤维材料。

有机合成纤维材料主要是化学纤维，如腈纶棉、涤棉等。

这些材料在中高频范围内具有良好的吸声性能，但防火、防腐、防潮等性能较差。

此外，文献还研究了纺织纤维超高频声波的吸声性能，证明该纤维材料在超高频声波场中基本没有吸声效果。

无机纤维2无机纤维材料不断问世,如玻璃棉、矿渣棉和岩棉等。

这类材料不仅具有良好的吸声性能,而且具有质轻、不燃、不腐、不易老化、价格低廉等特性,从而替代了天然纤维的吸声材料,在声学工程中获得广泛的应用。

但无机纤维吸声材料存在性脆易断、受潮后吸声性能急剧下降、质地松软需外加复杂的保护材料等缺点。

多孔吸声材料的吸声机理

多孔吸声材料的吸声机理多孔吸声材料是一种用于降低噪声和改善声学环境的材料。

它通过利用多孔材料的结构特点，使声波在材料内部发生多次反射、散射和吸收，从而起到吸声的作用。

多孔吸声材料的吸声机理主要包括孔隙结构、声波的传播和散射过程以及材料的吸声特性等方面。

多孔吸声材料的吸声机理与其孔隙结构有密切关系。

多孔材料的孔隙结构是指材料内部存在的孔隙的形状、大小、分布等特征。

这些孔隙可以分为连通和非连通两种类型。

连通孔隙是指孔隙之间存在通道，使声波能够在材料内部传播；非连通孔隙是指孔隙之间没有通道，声波无法在材料内部传播。

多孔吸声材料通常采用连通孔隙结构，因为它可以使声波在材料内部发生多次反射、散射和吸收，从而增强吸声效果。

声波在多孔吸声材料中的传播和散射过程也是吸声机理的重要方面。

当声波传播到多孔吸声材料中时，一部分声波会被材料吸收，转化为热能而消失；另一部分声波会在材料内部发生散射，改变传播方向。

这些散射和吸收过程导致声波能量的衰减，从而减少了声波的反射和传播，达到吸声的效果。

此外，多孔吸声材料的孔隙结构也会对声波的散射过程产生影响。

当声波的波长与孔隙的尺寸相当或接近时，声波会被孔隙阻挡或散射，增加了声波能量的损失，提高了吸声效果。

多孔吸声材料的吸声特性也是其吸声机理的重要方面。

多孔吸声材料的吸声特性是指材料对声波的吸收能力。

吸声特性取决于材料的吸声系数，即材料吸收声波能量的能力。

吸声系数越大，材料的吸声效果就越好。

多孔吸声材料的吸声特性与材料的孔隙率、孔隙结构、孔隙大小等因素密切相关。

孔隙率越高，孔隙结构越复杂，孔隙大小越适中，材料的吸声系数就越大，吸声效果就越好。

多孔吸声材料的吸声机理主要包括孔隙结构、声波的传播和散射过程以及材料的吸声特性等方面。

通过合理设计和选择多孔吸声材料的孔隙结构和材料特性，可以实现对声波的吸收和散射，从而达到降噪和改善声学环境的目的。

多孔吸声材料在建筑、交通工具、航空航天等领域有着广泛的应用前景，对提高人们的生活质量和工作环境起到了重要作用。

多孔吸声材料材料

2.2 多孔吸声结构材料 ——结构特征：材料内部具有大量互相连通的微孔或间隙, 而且孔隙细小且在
材料内部均匀分布。
2 吸声材料的分类
2.2 多孔吸声材料 ——吸声机理：当声波入射到材料表面时, 一部分在材料表面反射, 另一部分
则透人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, 与形成孔壁的固体孔筋或孔壁发生摩擦, 由于粘滞性和热传导效应, 将声能转变为热能耗散掉。 ——声波在刚性壁面反射后, 经过材料回到表面时, 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, 由此使材料吸收部分声能。
分
闭孔泡沫
类
开孔泡沫
半开孔孔泡沫
2 吸声材料的分类 2.2.2泡沫吸声结构材料 p 闭孔泡沫材料：闭孔结构的泡沫金属材料,以闭孔泡沫铝为代表, 闭孔泡沫铝
的吸声系数比较低, 是由于声波很难到达孔隙内部, 与其内部相互作用, 仅有一些裂缝和微孔, 本身并不能作为良好的吸声材料。
闭孔泡沫铝宏观照片 Typical structure of close celled aluminum foam
多孔吸声材料材料
1 背景说明及生活常识举例
Ø 背景: --随着现代工业和交通运输事业的发展, 环境污染也随着产生, 噪声污染是当今世界
污染的三大问题之一, 噪声不仅危害人的听觉系统, 使人疲倦、耳聋, 而且还会加速建筑物和机械结构的老化, 影响设备及仪表的精度和使用寿命。因此吸声降噪逐渐演变成为一个有关高科技、环境以及人类协调发展急需解决的重要课题。
的降噪功能, 但其应用范围经常受到强度和刚度不够高的限制, 多孔金属降噪材料具有高比强度、高比刚度、耐腐蚀、防火、防潮、无毒、美观等良好特性。 Ø 用于大城市高架桥吸声底衬、高速公路隔声屏障、隧道壁墙、室内天花板等。 Ø 实用性多孔金属在解决阻抗匹配以及水温水压影响方面则具有不可多得的优势, 同时还避免了化学纤维的易污染性, 而在汽车、船舶以及航空飞行结构中的阻尼减震方面,多孔金属因为轻质高强的特点具有相当好的应用前景。

材料和结构的声学特性

• （5）温、湿度
温度对多孔性材料的吸声性能几乎没有影响。吸湿或吸水将阻塞材料的孔隙，显然会降低材料的吸声性能，一般情况下，对高频的吸声系数影响更大一些。
• 4、吸声系数的测定
由于多孔材料构造的复杂性，理论计算吸
声系数值与实际值往往有较大的误差，所以多孔性材料的吸声系数通常用实验的方法测量所得。
Si i Si
• 二、吸声材料和吸声结构的分类吸声结构和材料的种类很多，根据
材料的外观和构造特征可以分为六大类：
（参见P39表3-1）
• 三、多孔性吸声材料 1、多孔性吸声材料的种类工程中常用的多孔性吸声材料包括纤维类、
泡沫类和颗粒类：
• 纤维材料：超细玻璃棉、矿渣棉、化纤棉等； • 泡沫类材料泡沫塑料、海绵乳胶、泡沫橡胶等；
参见《建声》P70图6-14
• 5、微穿孔板共振吸声结构
为了增加吸声带宽还可以采取微穿孔结构。所谓微穿孔结构是指穿孔孔径小于1毫米的薄板穿孔结构。一般板材多为金属板，厚度在0.2~1mm；孔径为 0.2~1mm；穿孔率在1~4%。而且由于微穿孔结构的阻尼比较大，不需要附加阻尼层就可获得较宽的吸声频率。因此，微穿孔板吸声结构常用于高温、高湿、超净和高速气流的环境下的吸声处理。
• 材料和结构的声学特性是指他们对声波的作用特性。主要表现在对声波的反射、吸收和透射。对于室内声场，就建筑空间的围护结构而言，通常考虑的是声波的反射和吸收。这时的吸收是包括透射在内的，也就是声波入射到维护结构上不再返回室内空间的声能损失。而对于室内的物体和构件，如人、家具、空间吸声体、空间扩散体等，吸收是不包括透射部分能量的，因为透射部分的声能仍然存在于室内声场中。当涉及室外声对室内声场的影响问题时，主要考虑的是材料和结构的透射性。

多孔吸声材料的吸声原理及其分类

多孔吸声材料的吸声原理及其分类细孔共振是指当声波经过材料的孔隙时，会与孔隙之间的空气发生共振，产生摩擦阻尼和声能的转化。

这种共振现象能够有效地减弱声波的强度，达到吸声的效果。

细孔共振的吸声效果主要取决于孔隙的形状、大小和孔隙密度。

多次反射是指声波在材料内部的多个界面上反射多次，通过多次反射来达到吸声的效果。

当声波经过多次反射后，其能量会逐渐耗散和转化为热能，从而减弱声波的强度。

多次反射的吸声效果主要取决于材料的厚度和界面的形状。

根据多孔材料的吸声原理和结构特点，可以将多孔吸声材料分为以下几类：1.随机纤维状吸声材料：这类材料主要由纤维状的孔隙构成，例如纤维素纤维板和无纺布。

纤维状孔隙能够形成多次反射，吸收声波的能量。

2.泡沫吸声材料：这类材料主要由开放孔隙和半开放孔隙构成，例如泡沫塑料和多孔金属。

开放孔隙和半开放孔隙能够形成细孔共振，在各个频率范围内都有较好的吸声效果。

3.网状吸声材料：这类材料主要由网状结构和开放孔隙构成，例如玻璃纤维网和金属网。

网状结构能够形成多次反射，提高吸声效果。

4.颗粒吸声材料：这类材料主要由颗粒状孔隙构成，例如聚苯颗粒和矿物棉。

颗粒状孔隙能够形成多次反射，吸收声波的能量。

除了以上分类，还有一些复合结构的多孔吸声材料，例如细孔泡沫吸声材料和多孔复合材料。

这些材料通过不同结构的组合，能够在不同频率范围内实现更好的吸声效果。

总之，多孔吸声材料通过细孔共振和多次反射来吸收声波的能量，达到降低噪音和提高声学环境的效果。

根据材料的结构和吸声原理的不同，多孔吸声材料可以分为多种类型，每种类型都有其适用的场景和吸声效果。

多孔材料的吸声原理以及影响吸声系数的因素

多孔吸声材料多孔吸声材料是普遍应用的吸声材料，其中包括各种纤维材料：超细玻璃棉、离心玻璃棉、岩棉、矿棉等无机纤维，棉、毛、麻、棕丝、草质或木质纤维等有机纤维。

纤维材料很少直接以松散状使用，通常用胶黏剂制成毡片或板材，如玻璃棉毡（板）、岩棉板、矿棉板、木丝板、软质纤维板凳。

微孔吸声砖等也属于多孔吸声材料。

泡沫塑料，如果其中的空隙相互连通并通向外表，可作为多孔吸声材料。

一、多孔材料的吸声机理多孔吸声材料具有良好吸声性能的而原因，不是因为表面的粗糙，而是因为多孔材料具有大量内外两桶的微小空隙和空洞。

图12-1（a）表示了粗糙表面和多孔材料的差别。

那种认为粗糙墙面（如拉毛水泥）吸声好的概念是错误的。

当声波入射到多孔材料上，声波能顺着微孔进入材料的内部，引起空隙中空气的振动。

由于空气的黏滞阻力、空气与孔壁的抹茶和热传导作用等，使相当一部分声能转化为热能而被损耗。

因此，只有孔洞对外开口，孔洞之间互相连通，且孔洞深入材料内部，才可以有效地吸收声能。

这一点与某些隔热保温材料的要求不同。

如聚苯和部分聚氯乙烯泡沫塑料以及加气混凝土等材料，内部也有大量气孔，但大部分单个闭合，互补连通（见图12-1b），他们可以作为隔热温饱材料，但吸声小郭却不好。

二、影响多孔材料吸声系数的因素多孔材料一般对中高频声波具有良好的吸声。

影响和控制多孔材料吸声特性的因素，主要是材料的孔隙率、结构因子和空气流阻。

孔隙率是指材料中连通的空隙体积和材料总体积之比。

结构因子是有多孔材料结构特性所决定的物理量。

空气流阻反应了空气通过多孔材料阻力的大小。

三则中以空气阻留最为重要，它定义为：当稳定气流通过多孔材料时，材料两面的静压差和气流线速度之比。

单位厚度材料的流阻，称为“比流阻”。

当材料厚度不大时，比流阻越大，说明空气穿透两就小，牺牲性能就下降，但比流阻大小，声能因摩擦力、黏滞力而损耗的效率就低，吸声性能就会下降。

所以，多孔材料存在最佳流阻。

当材料厚度充分大，比流阻小，则吸声就打。

多孔性吸声材料

多孔性吸声材料介绍多孔性吸声材料是一种具有吸音效果的材料，通常由多个孔隙组成。

这些孔隙可以吸收和散射空气中的声波，从而减少噪音的传播。

多孔性吸声材料广泛用于建筑、交通工具、电子设备等领域，以提供更加宁静和舒适的环境。

原理多孔性吸声材料的吸声力学机制基于两个主要步骤：声波进入多孔材料并在其中传播，然后被吸收或散射。

当声波进入多孔材料时，它会从空气传导到材料的孔隙中。

在孔隙内部，声波将与孔壁相互作用，产生摩擦和振动。

这些振动通过材料的内部传播，导致能量损失。

此外，多孔材料的内部结构会引导声波在材料中散射，从而进一步减少能量传播。

根据孔隙的尺寸和排列方式，多孔性吸声材料可以实现对特定频率范围内的声波的吸收。

这是因为不同频率的声波与孔隙壁的相互作用方式不同。

选择合适的孔隙尺寸和材料结构可以使多孔性吸声材料在特定频率范围内具有更好的吸声效果。

材料特性多孔性吸声材料具有以下特点：1.吸声效果良好：多孔性结构使得材料能够吸收大量的声波能量，从而降低噪音的传播和反射。

2.轻量化：由于多孔结构可以减小材料的密度，多孔性吸声材料通常具有较低的重量，适合于需要减轻负荷的应用场合。

3.耐火性：多孔性吸声材料常采用耐火材料制成，能够在高温环境下保持其吸声性能。

4.耐久性：多孔性吸声材料通常具有较好的耐久性和抗老化性能，可长时间使用而不受损。

5.施工方便：多孔性吸声材料可以用于各种形状和尺寸的表面，易于安装和维护。

应用领域多孔性吸声材料的应用广泛，包括以下领域：在建筑领域中，多孔性吸声材料用于吸收室内噪音，改善声学环境。

常见的应用包括办公室、会议室、剧院、音乐厅等场所。

它们通常用于墙壁、天花板、地板和隔音门等位置。

交通工具多孔性吸声材料在汽车、火车、飞机和船舶等交通工具中广泛应用。

它们可以减少发动机、车轮和空气动力学噪音对车厢的影响，提供更加安静和舒适的乘坐体验。

电子设备多孔性吸声材料也可以用于减少电子设备产生的噪音。

例如，在计算机机箱中使用吸声材料可以降低风扇噪音，提供更加安静的工作环境。

工程材料之吸声材料

工程材料之吸声材料吸声材料是指在一定程度上吸收由空气传递的声波能量的材料，广泛应用在音乐厅、影剧院、大会堂、语音室等的内部墙面、地面、天棚等部位。

适当采用吸声材料，能改善声波在室内传播的质量，获得良好的音响效果。

一、材料的吸声原理声音是由于物体的振动引起的，物体振动迫使临近的空气跟着振动而成为声波，并在空气介质中向四周传播。

声音在传播过程中，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。

声能的这种减弱现象，在室外空旷处尤为明显，但在室内，这种现象就不太明显，而主要是靠室内的墙壁、顶棚和地板等材料表面对声能的吸收来使声音减弱。

当声波遇到材料表面时，一部分被反射，一部分穿透材料，其余部分则被材料吸收。

材料的吸声性能除了与材料本身性质、厚度及材料的表面特征有关外，还与声音的频率及声音的入射方向有关。

为了全面反映材料的吸声性能，通常采用125Hz、250Hz、500Hz、1000Hz、2000Hz和4000Hz6个频率的吸声系数表示材料吸声的频率特征。

任何材料均能不同程度地吸收声音，通常把6个频率的平均吸声系数大于0.2的材料，称为吸声材料。

二、建筑上常用的吸声材料1.无机材料石膏板、水泥蛭石板、石膏砂浆（掺水泥玻璃纤维）水泥膨胀珍珠岩板、水泥砂浆、砖（清水墙面）2.有机材料软木板、木丝板、三合板、穿孔五合板、木花板、木质纤维板三、吸声材料的类型及其结构形式1.多孔性吸声材料多孔性吸声材料是比较常用的一种吸声材料，具有良好的中高频吸声性能。

多孔性吸声材料具有大量内外连通的微孔和连续的气泡，通气性良好。

当声波入射到材料表面时，声波很快地顺着微孔进入材料的内部，引起孔隙内的空气震动，由于摩擦、空气黏滞阻力和材料内部的热传导作用，使相当一部分声能转化为热能而被吸收。

多孔材料吸声的先决条件是声波易进入微孔，不仅在材料内部，在材料表面上也应当是多孔的。

材料的吸声性能与材料的表观密度和内部构造有关。

多孔吸声材料吸声原理

多孔吸声材料吸声原理
多孔吸声材料是一种常用的吸声材料，它能够有效地吸收空气中的声波能量并将其转化为热能。

其吸声原理具体如下：
1. 散射：多孔吸声材料的表面存在许多不规则的孔洞和凸起，当声波撞击到这些不规则表面时，会产生散射作用。

这种散射作用会将声波能量分散到不同的方向上，从而减少声波的反射。

2. 吸收：多孔吸声材料的孔洞和孔壁会引起声波的多次反射和折射，使声波在材料内部进行多次传播和耗散。

由于孔洞和孔壁形成的复杂声波路径，声波能量会逐渐转化为热能，从而减少声波的反射和传导。

3. 摩擦：当声波通过多孔吸声材料时，声波会与孔洞壁面以及材料内的空气分子发生摩擦。

这种摩擦会将声波能量转化为微弱的热能，从而降低声波的强度和传播距离。

综上所述，多孔吸声材料通过散射、吸收和摩擦等机制，能够有效地吸收声波能量，达到降低噪声和改善声学环境的目的。

多孔吸声材料的吸声原理及其分类

多孔吸声材料得吸声原理及其分类一、多孔材料得吸声原理惠更斯原理:声源得振动引起波动,波动得传播就是由于介质中质点间得相互作用。

在连续介质中,任何一点得振动,都将直接引起邻近质点得振动。

声波在空气中得传播满足其原理。

多孔吸声材料具有许多微小得间隙与连续得气泡,因而具有一定得通气性。

当声波入射到多孔材料表面时,主要就是两种机理引起声波得衰减:首先就是由于声波产生得振动引起小孔或间隙内得空气运动,造成与孔壁得摩擦,紧靠孔壁与纤维表面得空气受孔壁得影响不易动起来,由于摩擦与粘滞力得作用,使相当一部分声能转化为热能,从而使声波衰减,反射声减弱达到吸声得目得;其次,小孔中得空气与孔壁与纤维之间得热交换引起得热损失,也使声能衰减。

另外,高频声波可使空隙间空气质点得振动速度加快,空气与孔壁得热交换也加快。

这就使多孔材料具有良好得高频吸声性能。

二、多孔吸声材料得分类多孔吸声材料按其选材得柔顺程度分为柔顺性与非柔顺性材料,其中柔顺性吸声材料主要就是通过骨架内部摩擦、空气摩擦与热交换来达到吸声得效果;非柔顺性材料主要靠空气得粘滞性来达到吸声得功能。

多孔吸声材料按其选材得物理特性与外观主要分为有机纤维材料,无机纤维材料,吸声金属材料与泡沫材料四大类。

1 有机纤维材料早期使用得吸声材料主要为植物纤维制品,如棉麻纤维、毛毡、甘蔗纤维板、木质纤维板、水泥木丝板以及稻草板等有机天然纤维材料。

有机合成纤维材料主要就是化学纤维,如晴纶棉、涤纶棉等。

这些材料在中、高频范围内具有良好得吸声性能,但防火、防腐、防潮等性能较差。

除此之外,文献还对纺织类纤维超高频声波得吸声性能进行了研究,证实在超高频声波场中,这种纤维材料基本上没有任何吸声作用。

2 无机纤维材料无机纤维材料不断问世,如玻璃棉、矿渣棉与岩棉等。

这类材料不仅具有良好得吸声性能,而且具有质轻、不燃、不腐、不易老化、价格低廉等特性,从而替代了天然纤维得吸声材料,在声学工程中获得广泛得应用。

多孔材料的吸声原理以及影响吸声系数的因素

纤维材料很少直接以松散状使用，通常用胶黏剂制成毡片或板材，如玻璃棉毡（板）、岩棉板、矿棉板、木丝板、软质纤维板凳。

微孔吸声砖等也属于多孔吸声材料。

泡沫塑料，如果其中的空隙相互连通并通向外表，可作为多孔吸声材料。

一、多孔材料的吸声机理多孔吸声材料具有良好吸声性能的而原因，不是因为表面的粗糙，而是因为多孔材料具有大量内外两桶的微小空隙和空洞。

图12-1（a）表示了粗糙表面和多孔材料的差别。

那种认为粗糙墙面（如拉毛水泥）吸声好的概念是错误的。

当声波入射到多孔材料上，声波能顺着微孔进入材料的内部，引起空隙中空气的振动。

由于空气的黏滞阻力、空气与孔壁的抹茶和热传导作用等，使相当一部分声能转化为热能而被损耗。

因此，只有孔洞对外开口，孔洞之间互相连通，且孔洞深入材料内部，才可以有效地吸收声能。

这一点与某些隔热保温材料的要求不同。

二、影响多孔材料吸声系数的因素多孔材料一般对中高频声波具有良好的吸声。

影响和控制多孔材料吸声特性的因素，主要是材料的孔隙率、结构因子和空气流阻。

孔隙率是指材料中连通的空隙体积和材料总体积之比。

结构因子是有多孔材料结构特性所决定的物理量。

空气流阻反应了空气通过多孔材料阻力的大小。

三则中以空气阻留最为重要，它定义为：当稳定气流通过多孔材料时，材料两面的静压差和气流线速度之比。

单位厚度材料的流阻，称为“比流阻”。

所以，多孔材料存在最佳流阻。

当材料厚度充分大，比流阻小，则吸声就打。

建筑技术概论-多空吸声材料

（三）材料厚度同一种材料，随着厚度的增加，中，低频范围的吸声系数会有所增加，并且吸声材料的有效频率范围也会扩大。在设计上，通常按照中，低频范围所需要的吸声系数值选择材料的厚度。
（四）材料表观密度（容重）同一种材料，厚度不变，容重改变时，吸声特性也会发生变化。
（五）材料背后空气层对于厚度，表观密度一定的多孔材料，当其与坚实壁面之间留有空气层时，吸声特性会有所改变。由下图可以看出，由于背后增加了空气层，在很宽的频率范围，使得同一种多孔材料的吸声系数增加。
（六）饰面的影响为了尽可能的保持原来的吸声特性，饰面应具有良好的透气性。例如可以使用金属网，塑料窗纱，透气性好的纺织品等，也可以使用厚度小于0.05mm的塑料薄膜，穿孔薄膜和穿孔率在20%以上的薄穿孔板等。使用穿孔板面层，低频吸声系数将有所提高，使用薄膜面层，中频吸声系数将有所提高。
（七）声波的频率和入射条件多孔材料的吸声系数随入射频率的增大而增大，常用的厚度大致为5cm成型多孔材料。（八）材料吸湿，吸水多孔材料吸水后，材料的间隙和小孔中的空气被水分所代替，使得孔隙率降低，因此会大大改变其吸声性能。
五.影响多孔材料吸声性能的因素（一）材料中空气的流阻空气流阻，指空气流稳定的流过材料时，材料两面的静压差和流速之比，空气粘性越大，材料越厚，越密实，流阻就越大，材料透气性越低。如果流阻过大，则克服摩擦力，粘滞阻力从而使声能转化为热能的效率就很低。多孔材料存在最佳的空气流阻。（二）空隙率指材料中的空隙体积和材料总体积之比。一般多孔材料空隙率在 70%以上。
第二章吸声材料与吸声结构
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，小空中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。二.吸声特性主要，防火性能达到难燃 B1级，同时强度和刚度较高。有一定耐撞击能力。

三、多孔吸声材料吸声机理及相关参数ppt课件

大面积使用尖劈进行吸声降噪。
并且
2 0 1 0
0.161 V0 T2 2S0
1 0
S S S S S S
由上式推导得到：材料吸声系数 =0.161V(1/T2-1/ T1)/S
混响室法可以测量吸声材料的吸声系数，也可
以测量吸声结构的吸声量
吸声系数=0.161V(1/T2-1/ T1)/S 单个结构的吸声量A= 0.161V(1/ T2 -1/ T1)/n
3.4 玻璃棉吸声系数的比较
3.5 其它吸声结构
1、空腔共振吸收，如穿孔石膏板、狭缝吸音砖等。
f0
c 2
s V t
f0
c 2
P t L
c P f 0 2 2 L t PL /3
例题

某穿孔板厚度4mm，孔径8mm，孔距 20mm，穿孔按照正方形排列，板后空气层厚10cm，求共振频率。
3.6.2 吸声降噪

在车间、厂房、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。，通过在室内布置吸声材料，可以使混响声被吸掉，降低室内噪声。吸声降噪最多可以获得10-15dB的降噪量。降噪量 =10lg(A0/A1),未加入吸声材料时室内吸声量越少，加入吸声材料后室内吸声量越多，降噪效果越好。
三、多孔吸声材料吸声机理及相关参数
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。
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，但材料制成某种结构而产生吸声。如穿孔石膏板吊顶。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。

声波在多孔材料中的传播与吸声性能研究

声波在多孔材料中的传播与吸声性能研究引言：声波传播与吸声性能是声学研究的重要课题之一。

在实际应用中，我们经常会遇到需要减弱噪音和改善音质的情况。

多孔材料是一种常用的吸声材料，它具有孔隙结构，能够有效地吸收声波。

本文将就声波在多孔材料中的传播与吸声性能进行详细探讨。

1. 多孔材料的声波传播机制多孔材料是由具有空隙和孔隙的材料组成的，这些空隙和孔隙可以使声波在材料中传播时发生多次反射和散射，从而减弱声波的传播。

当声波从外界媒质通过多孔材料界面进入时，它会首先遇到材料表面的空气孔隙。

这些孔隙会散射声波，使它们在材料内部传播时发生反射，并且使声波的能量逐渐减弱。

接下来，声波在材料的孔隙中进行传播时，会遇到各种不同尺寸的孔隙。

这些孔隙对声波的频率有选择性的吸收作用，即只有特定频率的声波会被吸收，而其他频率的声波仍然会继续传播。

最后，声波在多孔材料内部的传播逐渐衰减，直到最终被完全吸收或传播到材料的另一侧。

2. 多孔材料的吸声性能多孔材料的吸声性能与其孔隙率、孔隙尺寸和孔隙分布密切相关。

首先，孔隙率是指多孔材料中空气孔隙所占的体积比例。

孔隙率越高，材料对声波的吸收能力越强。

这是因为当空气孔隙足够多时，声波在多次反射和散射之后能够被完全吸收。

其次，孔隙尺寸对声波吸收的影响也非常重要。

孔隙尺寸与声波的波长相当时，声波容易被吸收。

这是因为当声波的波长与孔隙尺寸相当时，声波与孔隙之间的相互作用可以达到共振，从而使能量转化为热量，实现吸声效果。

此外，孔隙分布对吸声性能的影响也不可忽视。

在多孔材料中，孔隙分布均匀性越好，声波在材料中传播和被吸收的效果越好。

这是因为均匀分布的孔隙可以使声波在材料中进行多次反射和散射，从而增加声波与材料之间的相互作用。

3. 声波传播与多孔材料结构的设计为了更好地利用多孔材料的吸声性能，对于多孔材料的结构设计也十分关键。

首先，可以通过调节多孔材料的孔隙率来实现吸声效果的控制。

增加孔隙率可以提高多孔材料的吸声能力，但过高的孔隙率可能会导致材料的力学强度下降。

多孔吸声材料原理

（7）空腔共振吸声结构
空腔共振吸声结构由封闭的空腔和较小的武器所组成，它有很强的频率选择性，在其共振频率附近，吸声系数较大，而对离共振频率较远的声波吸收和很小。淮海工学院土木工程系
11.2.3
隔声材料
主要起隔绝声音作用的材料。主要用于外墙、门窗、隔墙、隔断等。
隔声类型：隔绝空气声隔绝固体声原理截然不同，隔声与材料、建筑结构有密切的关系。
d
可见，材料导热系数A的物理意义是，厚度为lm的材料，当温度差为1K时，在ls内通过1m’面积的热量。材料的导热系数愈小，表示其绝热性能愈好。
淮海工学院土木工程系
Q d R A(T T ) 1 2
11.1.1.3
影响导热系数的因素
1、物质构成 2、微观结构 3、孔隙构造 4、湿度 5、温度 6、热流方向
（1）空气声的隔绝
对于空气声隔声，材料的体积密度越大，质量越大，隔声性越好，因此应选用密实的材料作为隔声材料，如砖、泥凝土、钢板等。如采用轻质材料或薄壁材料，需辅以多孔吸声材料或采用夹层结构，如夹层玻璃就是一种很好的隔声材料。淮海工学院土木工程系
材料隔绝空气声的能力，可以用材料对声波的透射系数或材料的隔声量来衡量。
0.80－0.60
0.60－0.40
0.40－0.20
淮海工学院
土木工程系
在建筑室内使用吸声材料后的降噪效果可以用现场实测的混响时间来测量，或按下式计算降噪量：
T1 Lp 10 lg T2
淮海工学院
土木工程系
11.2.2
吸声材料及其构造
（1）多孔吸声材料
原理：声波进入材料内部互相贯通的孔隙，空气分子受到摩擦和沾滞阻力，使空气产生振动，从而使声能转化为机械能，最后因摩擦而转变为热能被吸收。

多孔吸声材料的吸声原理及其分类

多孔吸声资料的吸声本理及其分类之阳早格格创做一、多孔资料的吸声本理惠更斯本理:声源的振荡引起动摇,动摇的传播是由于介量中量面间的相互效率.正在连绝介量中,所有一面的振荡,皆将间接引起相近量面的振荡.声波正在气氛中的传播谦脚其本理.多孔吸声资料具备许多微强的间隙战连绝的气泡,果而具备一定的通气性.当声波进射到多孔资料表面时,主假如二种机理引起声波的衰减:最先是由于声波爆收的振荡引起小孔大概间隙内的气氛疏通,制成战孔壁的摩揩,紧靠孔壁战纤维表面的气氛受孔壁的效率阻挡易动起去,由于摩揩战粘滞力的效率,使相称一部分声能转移为热能,进而使声波衰减,反射声减强达到吸声的手段;其次,小孔中的气氛战孔壁与纤维之间的热接换引起的热益坏,也使声能衰减.其余,下频声波可使清闲间气氛量面的振荡速度加快,气氛与孔壁的热接换也加快.那便使多孔资料具备良佳的下频吸声本能.二、多孔吸声资料的分类多孔吸声资料按其选材的柔顺程度分为柔顺性战非柔顺性资料,其中柔顺性吸声资料主假如通过骨架里里摩揩、气氛摩揩战热接换去达到吸声的效验;非柔顺性资料主要靠气氛的粘滞性去达到吸声的功能.多孔吸声资料按其选材的物理个性战中瞅主要分为有机纤维资料,无机纤维资料,吸声金属资料战泡沫资料四大类.1 有机纤维资料早期使用的吸声资料主要为动物纤维制品,如棉麻纤维、毛毡、苦蔗纤维板、木量纤维板、火泥木丝板以及稻草板等有机天然纤维资料.有机合成纤维资料主假如化教纤维,如阴纶棉、涤纶棉等.那些资料正在中、下频范畴内具备良佳的吸声本能,但是防火、防腐、防潮等本能较好.除此除中,文件还对付纺织类纤维超下频声波的吸声本能举止了钻研,证据正在超下频声波场中,那种纤维资料基础上不所有吸声效率.2 无机纤维资料无机纤维资料不竭问世,如玻璃棉、矿渣棉战岩棉等.那类资料不但是具备良佳的吸声本能,而且具备量沉、不焚、不腐、阻挡易老化、代价矮廉等个性,进而代替了天然纤维的吸声资料,正在声教工程中赢得广大的应用.但是无机纤维吸声资料存留性坚易断、受潮后吸声本能慢遽下落、量天紧硬需中加搀纯的呵护资料等缺面.3 金属吸声资料金属吸声资料是一种新式真用功程资料,于七十年代后期出现于兴盛工业国家.此刻比较典型的金属资料是铝纤维吸声板战变截里金属纤维资料.其中铝纤维吸声板具备如下个性:(1) 超薄沉量,吸声本能劣同.(2) 强度下,加工及拆置便当.由于局部采与铝量资料,故可耐受气流冲打战振动,适用于气流速度较大大概振动剧烈的场合.铝的柔韧性较佳,故钻孔、蜿蜒战裁切加工皆很简单.资料也不会飞集传染环境战刺激皮肤.(3) 耐候、耐下温本能良佳.铝纤维易以吸火,浸火后与出火分坐时流逝,且易于搞燥,搞燥后吸声本能不妨真足回复.含火结冰时资料不受益坏,果而对付热热环境皆适用.(4) 不含有机粘结剂,可回支利用.既不会产死洪量的兴弃垃圾,也节省了资材,称得上是绿色环保型资料,具备电磁屏蔽效验战良佳的导热本能,可用于特殊央供的场合.铝量纤维吸声资料正在海中的使用已很一致,较多使用正在音乐厅、展览馆、课堂、下架公路底里的吸声资料,下速公路大概热却塔的声屏障,天铁、隧讲等天下干润环境的吸声资料.由于特殊的耐侯本能,特天相宜正在室中露天使用.铝量纤维吸声资料的缺累之处便是死产成本下.暂时仅日天性够死产那种铝纤维,上海已经有了死产铝量纤维吸声资料的企业,但是本资料必须依好进心.由于铝量纤维吸声资料的超过便宜,以后其将正在尔国声环境的革新战噪声统制中收挥效率.变截里金属纤维资料连年去已渐渐正在海中汽车上启初使用,海内奥迪、桑塔纳汽车也启初使用那种资料动做消声器芯的汽车消声器.马健敏等人对付变截里不锈钢纤维资料的吸声个性举止了较周到的真验钻研,分解了资料薄度、资料容沉、资料含火量及资料里前加气氛层对付吸声本能的效率;弛燕等人还进一步对付不锈钢纤维加脱孔板复合结构的吸声个性举止了钻研[10 ] .概括以上的钻研创制,金属纤维资料具备如下个性:(1) 简单资料吸支下频噪声的本能劣同,正在协共微脱孔板大概减少气氛层后,金属纤维资料的矮频吸声本能得到明隐革新;(2) 抗恶劣处事环境的本领强,正在下温、油污、火汽等条件下,仍不妨动做理念的吸声资料.4 泡沫资料根据泡沫孔形式的分歧,可分为启孔型泡沫资料战关孔型泡沫资料.前者的泡沫孔是相互连通的,属于吸声泡沫资料,如吸声泡沫塑料、吸声泡沫玻璃、吸声陶瓷、吸声泡沫混凝土等.后者的泡沫孔是启关的,泡沫孔之间是互不相通的,其吸声本能很好,属于保温隔热资料.如散苯乙烯泡沫、隔热泡沫玻璃、一般泡沫混凝土等.图1 以泡沫铝为例给出了启孔战关孔泡沫铝资料的结构示企图.图1 泡沫铝的形貌以上百般多孔吸声资料均有劣缺面战各自的适用范畴,然而随着钻研处事的进一步启展,百般资料的新产品数量不竭删加,它们的一些缺面得到克服,其适用范畴也得到夸大,其中尤以泡沫资料的死少最为赶快,启垦的种类也相对付较多.本文将对付泡沫吸声资料的钻研收达情况举止比较仔细的介绍.多孔资料是怎么样吸声的？普遍多孔资料里里具备洪量的小孔，那些微强细孔相互连通并间接通背资料的表面，当声波进射到那种启孔性资料表面时，一部分声波会透进资料里里，一部分声波正在资料表面反射.透进资料里里的声波正在漏洞战小孔中传播，气氛疏通会爆收粘滞战摩揩效率，共时小孔中气氛受压缩时温度降下，稠稀时温度落矮，以及资料的热传导效力，进而使声能渐渐转形成热能所消耗，那种能量的转移是不可顺的，果此资料便爆收了吸声效率.对付于那种具备良佳吸声本能的资料，一般被称为多孔吸声资料.其吸声本能与小孔的大小、数量、构制形式等有关，而且资料便爆收了一定的薄度才搞起吸声效率.对付于资料里里虽具备洪量微孔，但是那些微强细孔相互启关而不连通的多孔资料，当使波进射到那种资料表面时，果声波无法透进资料里里，果此它不会爆收吸声做用.那类多孔资料普遍具备良佳的隔热保温效率，被称为隔热大概者绝热资料.如散苯乙烯泡沫板、硬量散氨酯板、酚醛泡沫板等.启孔型多孔吸声资料战关孔型多孔隔热资料中的小孔.多孔型吸声资料普遍是中下频的吸声系数比较大，而矮频段的吸声系数比较小.如果资料里里有很多互贯串通的细微清闲，由清闲产死的气氛通讲，可模拟为由固体框架间产死许多细管大概毛细管组成的管讲构制.当声波传进时，果细管中*近管壁与管中间的声波振荡速度分歧，由媒量间速度好引起的内摩揩，使声波振荡能量转移为热能而被吸支.佳的吸声资料多为纤维性资料，称多孔性吸声资料，如玻璃棉、岩棉、矿碴棉、棉麻战人制纤维棉、特制的金属纤维棉等等，也包罗清闲连通的泡沫塑料之类.吸声本能与资料的纤维清闲结构有关，如纤维的细细(微米至几十微米间为佳)战资料稀度(决断纤维之间“ 毛细管” 的等效直径)、资料内气氛容积与资料体积之比(称清闲率，玻璃棉的清闲率正在90%以上)、资料内清闲的形状结构等.从使用的角度，不妨不管吸声的机理，只消查阅资料吸声系数的真验截止即可.天然正在采用时还要注意资料的防潮、防火以及可化妆性等其余央供.多孔性吸声资料有一个基础吸声个性，即矮频吸声好，下频吸声佳.定性的吸声频次个性睹图1.频次下到一定值附近，睹图1中f0，吸声系数α 达到最大值，频次继承删大时，吸声系数正在下端有些动摇.那个f0的位子，大概上是f0对付应的波少为资料薄度t的4倍.当资料薄度减少时，不妨革新矮频的吸声个性.图1中t2大于t1，相共频次时t2的吸声系数大于t1的吸声系数.如果t2=2t1，则相共吸声系数对付应的频次约莫为f2=f1，即薄度减少一倍，矮频吸声系数的频次个性背矮频移一个倍频程.但是并不是不妨背去减少薄度去普及矮频吸声系数的，果为声波正在资料的清闲中传播时有阻僧，使减少薄度去革新矮频吸声受到节制.分歧资料有分歧的灵验薄度.像玻璃棉一类佳的吸声资料，普遍用5cm安排的薄度，很少用到10cm以上.而像纤维板一类较微稀的资料，其资料纤维间清闲非常小，声波传播的阻僧非常大，不但是吸声系数小，而且灵验薄度也非常小.普遍仄板状吸声资料的矮频吸声本能好是一致顺序.一种矫正的要领是将整块的吸声资料切割成尖劈形状，睹图2，当声波传播到尖劈状资料时，从尖部到基部，气氛与资料的比率渐渐变更，也即声阻抗渐渐变更，声波传播便超出仄板状资料灵验薄度的节制，达到资料的基部，进而可革新矮频吸声本能.吸声频次个性仍与图1相似，最大吸声系数的频次f0对付应的波少约莫为尖劈吸声结构少度t的4倍.比圆要使100hz以上频次皆有很下的吸声系数，吸声尖劈的少度约为87cm安排.天然那样的吸声结构普遍不宜用于室内拆建，主要用于声教真验室大概特殊的噪声统制工程.。