吸声系数与降噪系数.docx

吸声系数与降噪系数
吸声是声波撞击到材料外表后能量损失的现象，吸声可以降低室内声压级。描述吸声的指标是吸声系数a，代表被材料汲取的声能与入射声能的比值。理论上，假如某种材料完全反射声音，那么它的a=0；假如某种材料将入射声能全部汲取，那么它的a=1。事实上，全部材料的a介于0和1之间，也就是不行能全部反射，也不行能全部汲取。
不同频率上会有不同的吸声系数。人们使用吸声系数频率特性曲线描述材料在不同频率上的吸声性能。根据ISO标准和国家标准，吸声测试报告中吸声系数的频率范围是100-5KHz。将100-5KHz的吸声系数取平均得到的数值是平均吸声系数，平均吸声系数反映了材料总体的吸声性能。在工程中常使用降噪系数NRC粗略地评价在语言频率范围内的吸声性能，这一数值是材料在250、500、1K、2K四个频率的吸声系数的算术平均值，四舍五入取整到0.05。一般认为NRC小于0.2的材料是反射材料，NRC大于等0.2的材料才被认为是吸声材料。当需要汲取大量声能降低室内混响及噪声时，经常需要使用高吸声系数的材料。如离心玻璃棉、岩棉等属于高NRC吸声材料，5cm厚的24kg/m3的离心玻璃棉的NRC可到达0.95。
测量材料吸声系数的方法有两种，一种是混响室法，一种是驻波管法。混响室法测量声音无规入射时的吸声系数，即声音由四周八方射入材料时能量损失的比例，而驻波管法测量声音正入射时的吸声系数，声音入射角度仅为90度。两种方法测量的吸声系数是不同的，工程上最常使用的是混响室法测量的吸声系数，由于建筑实际应用中声音入射都是无规的。在某些测量报告中会消失吸声系数大于1的状况，这是由于测量的试验室条件等造成的，理论上任何材料汲取的声能不行能大于入射声能，吸声系数永久小于1。任何大于1的测量吸声系数值在实际声学工程计算中都不能按大于1使用，最多按1进展计算。
在房间中，声音会很快布满各个角落，因此，将吸声材料放置在房间任何外表都有吸声效果。吸声材料吸声系数越大，吸声面积越多，吸声效果越明显。可以利用吸声天花、吸声墙板、空间吸声体等进展吸声降噪。
吸声原理
纤维多孔吸声材料，如离心玻璃棉、岩棉、矿棉、植物纤维喷涂等，吸声机理是材料内部有大量微小的连通的孔隙，声波沿着这些孔隙可以深入材料内部，与材料发生摩擦作用将声能转化为热能。多孔吸声材料的吸声特性是随着频率的增高吸声系数渐渐增大，这意味着低频汲取没有高频汲取好。多孔材料吸声的必要条件是：材料有大量空隙，空隙之间相互连通，孔隙深入材料内部。错误熟悉之一是认为外表粗糙的材料具有吸声性能，其实不然，例如拉毛水泥、外表凸凹的石才根本不具有吸声力量。错误熟悉之二是认为材料内部具有大量孔洞的材料，如聚苯、聚乙烯、闭孔聚氨脂等，具有良好的吸声性能，事实上，这些材料由于内部孔洞没有连通性，声波不能深入材料内部振动摩擦，因此吸声系数很小。
与墙面或天花存在空气层的穿孔板，即使材料本身吸声性能很差，这种构造也具有吸声性能，如穿孔的石膏板、木板、金属板、甚至是狭缝吸声砖等。这类吸声被称为亥姆霍兹共振吸声，吸声原理类似于暖水瓶的声共振，材料外部空间与内部腔体通过窄的瓶颈连接，声波入射时，在共振频率上，颈部的空气和内部空间之间产生猛烈的共振作用损耗了声能。亥姆霍兹共振汲取的特点是只有在共振频率上具有较大的吸声系数。
薄膜或薄板与墙体或顶棚存在空腔时也能吸声，如木板、金属板做成的天花板或墙板等，这种构造的吸声机理是薄板共振吸声。在共振频率上，由于薄板猛烈振动而大量汲取声能。薄板共振汲取大多在低频具有较好的吸声性能。