吸声-建筑声学常识及基本概念(共15页).docx

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1、精选优质文档-倾情为你奉上建筑声学常识及基本概念:关于吸声 吸声是声波撞击到材料表面后能量损失的现象，吸声可以降低室内声压级。描述吸声的指标是吸声系数a，代表被吸收的声能与入射声能的比值。理论上，如果某种材料完全反射声音，那么它的a=0；如果某种材料将入射声能全部吸收，那么它的a=1。事实上，所有材料的a介于0和1之间，也就是不可能全部反射，也不可能全部吸收。 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。按照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

2、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0.4的材料才被认为是吸声材料。当需要吸收大量声能降低室内混响及噪声时，常常推荐使用高吸声系数的材料。离心玻璃棉属于高NRC吸声材料，5cm厚的24kg/m3的离心玻璃棉的NRC可达到0.90。 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

3、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逐渐增大，这意味着低频吸收没有高频吸收好。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，这种结构也具有吸声性能，如穿孔的石膏板、木板、金属板、甚至是狭缝砖等，它的吸声机理是亥姆霍兹共振，类似于暖水瓶，外部空间与内部空间通过窄的瓶颈连接，声波入射时，在共振频率上与颈部的空气及内部空间之间产生剧烈的共振作用而损失声能。亥姆霍兹共振吸收的特点是只有在某些频率上具有较大的吸声系数。薄膜或薄板与其他结构体形成空腔时也能吸声，如木板、金属板等，这种结构的吸声机理是薄板共振，在共振频率上，由于薄板剧烈振动而大量吸收声能。薄板共振吸收大多在低频具

4、有较好的吸声性能。冷却塔的落水噪声及其防治措施（冷却塔）(2007-09-04 15:20:04)标签： 分类：近年来，冷却塔噪声对周围环境的影响已越来的引起人们的重视，开始出现了整治冷却塔噪声污染的呼声，妥善处理好冷却塔噪声对周围环境的影响问题正逐步成为全社会的共识。 1、冷却塔落水噪声的检测在距进风口底缘即一般倒t形塔基的水池边沿5m处，测高点1.2m1，测得的一些自然通风冷却塔的实测噪声及其频谱见图1。 2、冷却塔落水噪声的声源特性声源属性：噪声源为落水区下的巨大圆形水面，为塔内冷却落水对池水.的大面积连续的液体间撞击产生的稳态水噪声；是机械噪声、空气动力噪声、电磁噪声之外的一种特殊噪声

5、。落水撞击瞬时速度：7-8m/s2声源声级：80db（a）左右。频谱：音频分布呈高频（100016000hz）及中频（5001000hz）成分为主的峰形曲线；峰值位于4000hz左右。声速：c340ms。波长：cf；1.36m（250hz）o.02m（1000hz），以0.085m（4000hz）为主。 3、冷却塔落水噪声的影响范围 3.1声波的距离衰减规律落水噪声随距离的衰减特性符合半球面波在传播过程中随着能量分布的扩大而衰减的规律，其“点声源”的距离衰减规律为距离每增加一倍声能衰减6db。用公式表达即为3：l1l2=20lg（r2r1）式中：l1，l2离声源边缘由近及远二个测点的声级值，d

6、b；rr1远、近二个测点分别到声源边缘的距离之比。当rr12时，lg（r2r1）0.3010，于是l1l2=20lg（r2r1）6db。落水噪声的声源为内置的一片圆形水面，腔体内声波通过进风口向外传播，所以可将进风口视为声源边缘，其庞大特殊的弧面出声口使“附近区域”内的声波并不立即按“点声源”的距离衰减规律衰减，在这个由近及远的“附近区域”内存在着一个按“面声源”（声波不衰减）及至“线声源”（距离每增加一倍声能衰减3db）的距离衰减规律的过渡区域，只有当受声点（测点）外移至可将冷却塔的环形进风口视为一个“点”以外的后方，声波才开始按“点声源”的距离衰减规律衰减。于是，在“点声源”以外的范围内，

7、只要知道某测点的声级，便可根据上式求得任一点的声级。3.2冷却塔为“点声源”的起始位置根据已有距离衰减实测资料，分析各起始位置d（视进风口为声源边缘）的规律可知，视冷却塔为“点声源”的起始位置d可用下式估算：da1/2/4式中：a冷却塔面积，m2。以目前我国常见范围的2000m2（仪化电厂）9000m2（吴径电厂）的冷却塔为例，其“点声源”起始位置d点（以进风口底缘为起点），分别为11.18m及23.72m。由此可见，设在离塔（以进风口底缘为起点）25m以外的噪声测点基本上都可将所有的冷却塔视为“点声源”。3.3冷却塔噪声影响范围的评估冷却塔噪声声级的绝对值在工业噪声中虽然并不算很大，而且其声

8、能同样随着距离每增加一倍而衰减6db（“点声源”），但由于其声源庞大，它的衰减起始距离较远（25m），翻三番便已到了200m，相对于25m处也才降了18db，所以其影响范围远大于一般性工业噪声。仍以2000-9000m2的冷却塔为例，在25m处（“点声源”以外测点、以进风口底缘为起点）实测所得声级分别为71.7及77.ldb（a），如按“点声源”的距离衰减规律即距离每增加一倍声能衰减6db计，则50m处的声级应分别为65.7及71.ldb（a）；100m处的声级应分别为59.7及65.ldb（a）；200m处的声级应分别为53.7及59.ldb（a），220m处的声级用公式推算则应分别为52.

9、9及58.3db（a）。这就是噪声影响范围（力度）的大致评估，它包含了目前常见的各类大小塔型范围。借助此法，我们便可根据1025m处（各塔与其塔型大小相应的“点声源”起始位置）以远测点实测所得声级，评估各种塔型（单塔）的噪声影响范围（力度）。但这只是一种理想条件下的简便、粗略的评估方法，在实际厂况环境中，由于受池水水位变化、淋水密度变化、地表地形、障碍物分布、塔群分布、风向风力、气候气温及其它声源的影响，各类冷却塔噪声的实际分布、衰减规律将会有所出人。据对吴径电厂9000m2冷却塔的落水噪声进行的实测4，在距塔220m外的受声点所测得的噪声值为55.458.3db（a）（另一次测试结果为61.

10、9db（a），估计受顺风影响），与我们以25m处实测声级为依据推算220m处为58.3db（a）的结果十分吻合。图2表示冷却塔噪声的影响范围。从图2中可以看出，由于冷却塔声源庞大，在距进风口1025m范围内，噪声级衰减很慢，其中“面声源”距离范围内声级衰减的理论值为零。但对于尺度很小（1m左右）的一般性声源，由于不存在“面声源”及“线声源”的衰减形态，所以声源的声级一开始就按“点声源”的衰减速率迅速下降，如图2左侧第一条粗虚线所示。 4、冷却塔噪声治理的基本途径及治理方法大型冷却塔的噪声属于中高频稳态噪声，声源“标称声级”在80db（a）左右，冷却塔噪声的治理目标原则上应是将受噪声干扰的受声点

11、噪声级控制在相应于当地环境的噪声国家标准以内。 4.1治理途径针对噪声的发生机理、传播方式，可以把冷却塔噪声的治理归结为塔内、塔外两条基本途径，塔内以声源的降噪治理为主；塔外则包含有传声途径上的声波阻隔（隔声）、声波吸收（合沿程吸收衰减）以及距离衰减（声能扩散）等三种方式。其中以声波阻隔辅以声波吸收为塔外治理的主要手段，无论是塔内的声源治理技术还是国外已有应用的塔外声波阻隔技术，在我国的应用还刚起步，因而都缺乏实践应用经验。下面列表归纳并推荐几种冷却塔噪声的治理技术供工程参考选用，各自的特点、适用性参见表1。 4.2塔内声源的治理 4.2.1降噪原理采用dyl型冷却塔落水消能降噪装置5。该装置

12、采用斜面消能减噪声原理在冷却塔落水直接撞击水面之前，使落水先在斜面上经无声擦贴、粘滞减速、挑流分离、疏散洒落等消能形式的过渡，取得消减落水冲击噪声的治理效果，是针对塔内声源源头的一项治理技术。 4.2.2形式结构dy-1型冷却塔落水消能降噪声装置主要由“支承构架”及“落水消能降噪器”两大部分组成。“支承构架”又可分为漂浮式及固定式二种形式。“落水消能降噪器”以六角蜂窝斜管为主体形式，层高18cm，由竖向导人段、无声擦贴斜段、粘滞减速斜段、疏散洒落挑流段等四个功能段组成。 4.2.3材质选用漂浮式落水消能降噪装置主要由采用挤拉、注塑或热压成型的塑料件或玻璃钢件（受力件）构成。其材质特点是结构轻型

13、、便于搬运、易于安装、防腐耐用。固定式落水消能降噪声装置上部的支承框架及降噪器的材质选用与漂浮式相同，所不同的是其下部固定的主、次支承梁系是由型钢构成的。经防腐处理的型钢（q235）具有强度高、刚度好的特点。 4.2.4降噪效果在落差h6m、淋水密度q8t（m2h）标准试验工况下，冷却塔模拟落水声源与降噪装置器的声级及频谱测试结果的对比参见图35。图3表明降噪器削去了落水声源的高频成分。采用飘浮式落水消能降噪装置，260元m2，固定式落水消能降噪装置，300元m2 4.3塔外传声途径的声波阻隔 4.3.1降噪原理声波在传播过程中遇到障碍时，就会发生反射、透射和绕射三种现象。声屏障就是在声源与受

14、声点之间插人一个设施，用以隔断并吸收声源到达受声点的直达声波，使部分声波受阻反射，部分声波则经吸收衰减后通过屏体透射（极小）和屏顶绕射等附加衰减形式到达受声点，达到减轻受声点的噪声影响、取得降噪效果的目的。 4.3.2形式结构声屏障的结构可分为地上和地下二部分，地上部分为厚约20cm的屏蔽声波的巨型、连续板式立面（包括斜撑），其顶部为扇形吸声体或内倾式遮檐；地下部分则为承重、抗倾覆（风荷载）的基础。屏障的高度及宽度原则上以隔断声源到达受声点的直达声波为最低限度，一般来说，为提高屏蔽效果，屏障的高度通常不低于进风口高度的1.3倍；为避免影响进风，屏障离进风口距离通常不小于进风口高度的2倍。 4.

15、3.3材质选用声屏障的地上部分即屏蔽层可采用砖墙、薄钢板、铝合金、玻璃钢、聚碳酸脂塑料等耐老化。抗腐蚀材料；声屏障的地下部分即基础则以混凝土及钢材为主。 4.3.4降噪效果声波遇到屏障发生的绕射现象会减弱声屏障的隔声作用，而绕射能力与声波的频率有关，所以声屏障的降噪效果与声波的频率即波长的关系很大。声屏障对于波长短、不易绕射的高频波的屏蔽作用十分显著，可以在屏障后面形成很长的声影区；而对于波长、具有很强绕射能力的低频波的屏蔽作用则十分有限。当然，也可以通过加高屏障的办法来削弱绕射声波对受声点的影响。由于声屏障对高频声波产生明显有效的屏蔽作用，而冷却塔落水噪声的频谱以中高频成分为主，所以采用声屏

16、障隔断并吸收冷却塔声源到达受声点的直达声波可以取得一定的降噪效果。标题 : 分贝与声级概念! 吸声与隔音区别! 发布者 : admin 发布时间 : 2009年09月11日 一、分贝和A声级分贝对于非专业人员来讲是最难理解的，然而对于专业人士来讲分贝又是再熟悉不过了。分贝(dB)是以美国电话发明家贝尔命名的，因为贝的单位太大，因此采用分贝，代表1/10贝。分贝的概念比较特别，它的运算不是线性比例的，而是对数比例的，例如两个音箱分别发出60dB的声音，合在一起并不是120dB，而是63dB。如果某种吸声材料吸收了80%的声能，声音降低了不是0.8dB也不是80dB而是 10lg(1-0.8)=7

17、dB。如果某种隔墙隔声量为50dB，那么透过去的声音为0.00001。分贝的计算较为复杂，需要具备专业知识才能完成。使用分贝描述声音时需要同时给出频率。任何一个声音，不同频率的分贝数可能是不同的。我们可以说在某频率时，声压级是多少，或吸声系数是多少，或隔声量是多少等等。A声级的概念会使普通人感到迷惑。声级是将各个频率的声音计权相加（不是简单的算术相加）得到的声音大小，A声级是各个频率的声音通过A计权网络后再相加得到的大小，A声级反映了人耳对低频和高频不敏感的听觉特性。例如，如果100Hz的声压级为80dB，在计算A声级时，将按计权减去50.5dB，即按29.5dB来计算；而1KHz的声压级为8

18、0dB，计权值为0dB，即仍按80dB计算。A声级的目的在于，A声级越大，则表明声音听起来越响。A声级分贝通常计为dBA。许多与噪声有关的国家规范都是按A声级作为指标的。二、吸声吸声是声波撞击到材料表面后能量损失的现象，吸声可以降低室内声压级。描述吸声的指标是吸声系数a，代表被吸收的声能与入射声能的比值。理论上，如果某种材料完全反射声音，那么它的a=0；如果某种材料将入射声能全部吸收，那么它的a=1。事实上，所有材料的a介于0和1之间，也就是不可能全部反射，也不可能全部吸收。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。按照ISO标准和国家标准，吸声

19、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0.4的材料才被认为是吸声材料。当需要吸收大量声能降低室内混响及噪声时，常常推荐使用高吸声系数的材料。离心玻璃棉属于高NRC吸声材料，5cm厚的24kg/m的离心玻璃棉的NRC可达到0.90。多孔吸声材料，如离心玻璃棉、岩棉、矿棉、植物

20、纤维喷涂等，吸声机理是材料内部有大量微小的孔隙，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逐渐增大，这意味着低频吸收没有高频吸收好。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，这种结构也具有吸声性能，如穿孔的石膏板、木板、金属板、甚至是狭缝砖等，它的吸声机理是亥姆霍兹共振，类似于暖水瓶，外部空间与内部空间通过窄的瓶颈连接，声波入射时，在共振频率上与颈部的空气及内部空间之间产生剧烈的共振作用而损失声能。亥姆霍兹共振吸收的特点是只有在某些频率上具有较大的吸声系数。薄膜或薄板与其他结构体形成空腔时也能吸声，如木板

21、、金属板等，这种结构的吸声机理是薄板共振，在共振频率上，由于薄板剧烈振动而大量吸收声能。薄板共振吸收大多在低频具有较好的吸声性能。三、混响和混响时间混响是房间中声音被界面不断反射而积累的结果，混响可以使室内的声音增加15dB，同时会降低语言清晰度。对于音乐演奏的空间，如音乐厅、剧场等，需要混响效果使乐曲更加舒缓而愉悦。对于语言使用的空间，如电影院、教室、礼堂、录音室等需要减少混响使讲话更加清晰。因此，不同使用要求的房间需要不同的混响效果。描述混响效果的指标是混响时间，它是室内声源停止发声后，声压级衰减60dB所经历的时间，单位是秒。混响时间与室内吸声存在数学关系，也就是建筑声学中著名的塞宾公式

22、：T=0.161V/(Sa) ，其中T是混响时间，V是房间体积，S是房间墙面的总表面积，a是房间表面的平均吸声系数。由塞宾公式可以看出，房间体积越大混响时间越长；平均吸声系数越大，混响时间越短。如体育馆等体积巨大的空间，如果不进行吸声处理的话，混响时间会很长，将严重影响语言清晰度。由于室内吸声与频率有关，不同频率的混响时间也有所不同，房间音质指标常指的是中频混响时间。据研究，就较理想的混响时间而言（中频），音乐厅为1.8-2.2秒，剧院为1.3-1.5秒，多功能礼堂为1.0-1.4秒，电影院为0.6-1.0秒，教室为0.4-0.8秒，录音室为0.2-0.4秒，体育馆为低于2.0秒。在建筑设计中

23、正确地应用吸声材料可以控制混响时间，保证音质效果满足使用要求。四、隔声为了保证室内环境的私密性，降低外界声音的影响，房间之间需要隔声。隔声与吸声是完全不同的概念，好的吸声材料不一定是好的隔声材料。声音进入建筑维护结构有三种形式。1）通过孔洞直接进入。2）声波撞击到墙面引起墙体振动而辐射声音。3）物体撞击地面或墙体产生结构振动而辐射声音。前两种方式为空气声传声，第三种方式是撞击声传声。描述空气声传声隔声性能的指标是隔声量，隔声量的定义是R=10lg（1/），其中是透射声能与入射声能的比，隔声量的单位是dB。隔声量可以粗略地理解为墙体两边声音分贝数的差值，但绝对不是差值这样简单。孔洞的隔声量R=0

24、dB，隔掉99%声能的隔墙的隔声量是20dB，隔掉99.999%声能的隔墙的隔声量是50dB。墙体在不同频率下的隔声量一般并不相同，一般规律是高频隔声量好于低频。不同材料的隔声量频率特性曲线很不相同，为了使用单一指标比较不同材料及构造的隔声性能，人们使用计权隔声量Rw。Rw是使用标准评价曲线与墙体隔声量频率特性曲线进行比较得到的，标准评价曲线符合人耳低频不敏感的听觉特性。具体评价方法可参见国标GBJ121-88“建筑隔声评价标准”。隔墙隔声存在质量定律，即单层墙越重隔声性能越好，单位面积的质量提高一倍，隔声量提高6dB。120砖墙的面密度为260kg/m2，隔声量为46-48dB；240砖墙的

25、面密度为520kg/m2，隔声量为52-54dB。砖墙墙体过重，结构荷载负担较大，使用黏土砖也不利于耕地保护，因此，轻墙得以广泛使用。为了使轻墙达到良好的隔声性能，需要使用多层墙板内填吸声材料的方法。75龙骨内填玻璃棉的双面双层纸面石膏板墙的面密度只有60kg/m2左右，隔声量可以达到50dB。同样面密度的90厚加气混凝土板墙的隔声量只有36dB。对于住宅隔声，Rw应至少大于45dB，最好大于50dB。描述撞击声传声隔声性能的指标是撞击声压级，它不同于空气声隔声量所表达的“隔掉声音的分贝数”，而是表示在使用标准打击器（一种能够产生标准撞击能量的设备）撞击楼板时，楼下声音的大小。撞击声压级越大表

26、示楼板撞击声传声隔声能力越差，反之越好。撞击声压级反映了人在楼上活动时对楼下房间产生声音的大小。楼板撞击声压级随频率不同而变化，为了使用单一指标比较不同楼板的隔绝撞击声的性能，人们使用计权撞击声压级Lpn，w。Lpn，w同样使用标准评价曲线与撞击声隔声频率特性曲线进行比较得到的，具体评价方法可参见国标GBJ121-88“建筑隔声评价标准”。比较理想的住宅楼板计权撞击声压级应小于65dB。然而，大量使用的普通10cm厚混凝土楼板计权撞击声压级为80-82dB，楼板隔声问题比较严重，住户多有抱怨，谁没有听到楼上的脚步声以及孩子的跑跳声的经历呢？采用浮筑地板的方法可以提高楼板隔声性能，如在结构楼板上

27、铺一层高容重的玻璃棉减振垫层再做40mm厚的混凝土地面，计权撞击声压级可以小于60dB。真空玻璃热工参数与建筑节能室内吸声与降噪处理发布时间：2007-11-15 点击数：985兴酒吸声处理与室内降噪一 吸声1.1 吸声系数与降噪系数 吸声是声波撞击到材料表面后能量损失的现象，吸声可以降低室内声压级。描述吸声的指标是吸声系数a，代表被材料吸收的声能与入射声能的比值。理论上，如果某种材料完全反射声音，那么它的a=0；如果某种材料将入射TodayHot声能全部吸收，那么它的a=1。事实上，所有材料的a介于0和1之间，也就是不可能全部反射，也不可能全部吸收。 不同频率上会有不同的吸声系数。人们使用吸

28、声系数频率特性曲线描述材料在不同频率上的吸声性能。按照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。当需要吸收大量声能降低室内混响及噪声时，常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

29、24kg/m3的离心玻璃棉的NRC可达到0.95。HotTag 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，即声音由四面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，因为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出现吸声系数大于1的情况，这是由于测量的实验室条件等造成的，理论上任何材料吸收的声能不可能大于入射声能，吸声系数永远小于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进行

30、计算。在房间中，声音会很快充满各个角落，因此，将吸声材料放置在房间任何表面都有吸声效果。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、空间吸声体等进行吸声降噪。1.2吸声原理 纤维多孔吸声材料，如聚脂纤维吸音板、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逐渐增大，这意味着低频吸收没有高频吸收好。多孔材料吸声的必要条件是 ：材料有大量空隙，空隙之间互相连通，孔隙深入材料内部。错误认识之一是认为表面粗糙的材料具有吸声性能，其实不

31、然，例如拉毛水泥、表面凸凹的石才基本不具有吸声能力。错误认识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，这种结构也具有吸声性能，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剧烈的共振作用损耗了声能。亥姆霍兹共振吸收的特点是只有在共振频率上具有较大

32、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，这种结构的吸声机理是薄板共振吸声。在共振频率上，由于薄板剧烈振动而大量吸收声能。薄板共振吸收大多在低频具有较好的吸声性能。二、 吸声材料及吸声结构2.1 聚脂纤维吸音棉 聚脂纤维吸音棉内部纤维蓬松交错，存在大量微小的孔隙，是典型的多孔性吸声材料，具有良好的吸声特性。离心玻璃棉可以制成墙板、天花板、空间吸声体等，可以大量吸收房间内的声能，降低混响时间，减少室内噪声。 聚脂纤维吸音棉的吸声特性不但与厚度和容重有关，也与罩面材料、结构构造等因素有关。在建筑应用中还需同时兼顾造价、美观、防火、防潮、粉尘、耐老化

33、等多方面问题。 聚脂纤维吸音棉属于多孔吸声材料，具有良好的吸声性能。聚脂纤维吸音棉能够吸声的原因不是由于表面粗糙，而是因为具有大量的内外连通的微小孔隙和孔洞。当声波入射到聚脂纤维吸音棉上时，声波能顺着孔隙进入材料内部，引起空隙中空气分子的振动。由于空气的粘滞阻力和空气分子与孔隙壁的摩擦，声能转化为热能而损耗。 聚脂纤维吸音棉对声音中高频有较好的吸声性能。影响聚脂纤维吸音棉吸声性能的主要因素是厚度、密度和空气流阻等。密度是每立方米材料的重量。空气流阻是单位厚度时材料两侧空气气压和空气流速之比。空气流阻是影响离心玻璃棉吸声性能最重要的因素。流阻太小，说明材料稀疏，空气振动容易穿过，吸声性能下降；流

34、阻太大，说明材料密实，空气振动难于传入，吸声性能亦下降。对于离心玻璃棉来讲，吸声性能存在最佳流阻。在实际工程中，测定空气流阻比较困难，但可以通过厚度和容重粗略估计和控制。1、随着厚度增加，中低频吸声系数显著地增加，但高频变化不大（高频吸收总是较大的）。2、厚度不变，容重增加，中低频吸声系数亦增加；但当容重增加到一定程度时，材料变得密实，流阻大于最佳流阻，吸声系数反而下降。对于厚度超过5cm的容重为16Kg/m3的离心玻璃棉，低频125Hz约为0.2，中高频（500Hz）的吸声系数已经接近于1了。当厚度由5cm继续增大时，低频的吸声系数逐渐提高，当厚度大于1m以上时，低频125Hz的吸声系数也将

35、接近于1。当厚度不变，容重增大时，聚脂纤维吸音棉的低频吸声系数也将不断提高，当容重接近110kg/m3时吸声性能达到最大值，50mm厚、频率125Hz处接近0.6-0.7。容重超过120kg/m3时，吸声性能反而下降，是因为材料变得致密，中高频吸声性能受到很大影响，当容重超过300kg/m3时，吸声性能减小很多。 聚脂纤维吸音棉的吸声性能还与安装条件有着密切的关系。当吸音棉板背后有空气层时，与相同厚度无空气层的玻璃棉板吸声效果类似。尤其是中低频吸声性能比材料实贴在硬底面上会有较大提高，吸声系数将随空气层的厚度增加而增加，但增加到一定值后效果就不明显了。使用不同容重的玻璃棉叠和在一起，形成容重逐

36、渐增大的形式，可以获得更大的吸声效果。例如将一层2.5cm厚24kg/m3的棉板与一层2.5cm厚32kg/m3的棉板叠和在一起的吸声效果要好于一层5cm厚32kg/m3的棉板。将24kg/m3的吸音棉板制成1m长的断面为三角型的尖劈，材料面密度逐渐增大，平均吸声系数可接近于1。 聚脂吸音棉具有防火、保温、易于切割等优良特性，是建筑吸声最常用的材料之一。聚脂纤维吸音板经过处理后可以制成吸声吊顶板或吸声墙板。厚度0.9cm或2.5cm。这一类的建筑材料既有良好的装饰性吸声性能又好，降噪系数NRC一般可以达到0.85以上。 在体育馆、车间等大空间内，为了吸声降噪，常常使用以聚脂纤维吸音棉为主要吸声

37、材料的吸声体。吸声体可以根据要求制成板状、锥体或其他异型体。由于吸声体有多个表面吸声，吸声效率很高。 在道路隔声屏障中，为了防止噪声反射，需要在面向车辆一侧采取吸声措施，往往也使用聚脂纤维吸音棉作为填充材料、面层为穿孔金属板的屏障板。2.2 纸面穿孔石膏板 纸面穿孔石膏板常用于建筑装饰吸声。纸面石膏板本身并不具有良好的吸声性能，但穿孔后并安装成带有一定后空腔的吊顶或贴面墙则可形成“亥姆霍兹共振”吸声结构，因而获得较大的吸声能力。这种纸面穿孔吸声结构广泛地应用于厅堂音质及吸声降噪等声学工程中。 石膏板穿孔后，石膏板上的小孔与石膏板自身及原建筑结构的面层形成了共振腔体，声音与穿孔石膏板发生作用后，

38、圆孔处的空气柱产生强烈的共振，空气分子与石膏板孔壁剧烈摩擦，从而大量地消耗声音能量，进行吸声。这是穿孔纸面石膏板“亥姆霍兹共振”吸声的基本原理。穿孔纸面石膏板吸声对声音频率具有一定选择性，吸声频率特性曲线呈山峰形，当声音频率与共振频率接近时，吸声系数大；当声音频率远离共振频率时，吸声系数小。如果在纸面穿孔石膏板背覆一层桑皮纸或薄吸声毡时，空气分子在共振时的摩擦阻力增大，各个频率的吸声性能都将有明显提高，这就是人们常常在穿孔纸面石膏板后覆一层桑皮纸或薄吸声毡增加吸声的原因。影响纸面穿孔石膏板吸声性能的主要因素是穿孔率和后空腔大小，穿孔孔径、石膏板的厚度等对吸声性能影响较小。穿孔率从2%到15%之

39、间逐渐增大时，孔占的表面积增大，空气分子进入共振腔体参与共振的几率增加，吸声能力增大，若后空腔内放入吸声材料，吸声更强烈。穿孔率会影响共振频率，穿孔率增大，共振频率将向高频偏移，偏移量与穿孔率的开根号成正比。穿孔率增大，吸声频率特性曲线的“山峰”将向右侧（高频）移动，且“山峰”形态整体趋于抬高，平均吸声系数增加。增大穿孔率可以提高吸声性能，但因石膏板强度的限制，一般穿孔率在2%-15%的范围。 当后空腔增大时，共振腔内的空气分子数量增多，共振时参与消耗声能的空气分子数增多，吸声性能增加。改变后空腔大小是常用的调节穿孔石膏板吸声系数的方法。后空腔大小会影响共振频率，空腔增大，共振频率将向低频偏移

40、，偏移量与空腔深度的开根号成反比，吸声频率特性曲线的“山峰”将向左（低频）移动，“山峰”形态整体趋于抬高，平均吸声系数变大。但当空腔深度过大时，空腔内“空气弹簧”效果减弱，吸声性能下降，一般情况空腔深度在5-50cm以内为宜。 在通常范围内，穿孔孔径大小一般是3-10mm，石膏板厚度一般是9.5mm、12mm或15mm，这些因素较多地影响共振频率的高低，对穿孔纸面石膏板平均吸声性能的影响很小。孔径增大或厚度增加，共振频率将向低频偏移，偏移量与孔径或厚度的开根号成反比，吸声频率特性曲线的“山峰”将向左（低频）移动，“山峰”形态基本保持不变，因此平均吸声系数基本不变。根据实验，孔径大小或石膏板厚度

41、的改变，平均吸声系数基本无大的变化，一般在10%以内，共振频率的改变也只在一到两个1/3倍频程的范围内。在降噪实际工程中孔径和板厚的选取主要根据应用场合所需的强度确定，孔径选3-10mm，板厚选9-15mm均可，不同的板厚或孔径基本可以忽略对吸声性能的影响。2.3 其他常用吸声材料 与聚脂纤维吸音棉类似的多孔纤维吸声材料还有岩棉、矿棉板、开孔聚阻燃氨脂、纤维素喷涂、吸声帘幕等。岩棉是玄武岩熔化后甩拉而成，纤维直径一般在10左右，离心玻璃棉是玻璃熔化后甩拉形成，纤维直径更细，一般在6以下，因此岩棉容重往往比离心玻璃棉大。岩棉的吸声性能和离心玻璃棉接近，5cm厚的容重80kg/m3的岩棉与24kg

42、/m3的离心玻璃棉吸声性能相当，NRC大约0.95左右。矿棉板是高炉矿渣经熔化喷吹形成纤维，再烘干成型成为板材，厚度一般在12-18mm，NRC在0.3-0.4，常作为吊顶天花使用。阻燃聚氨脂是一种软性泡沫材料，分为开孔和闭孔两种，开孔型泡孔之间相互连通，弹性好，吸声性能好，常用于剧场吸声座椅内胆或隔声罩内衬，50cm厚容重40kg/m3时NRC约 0.5-0.6；闭孔型泡孔封闭，不吸声，常用于保温或防水密封材料。纤维素喷涂材料是将纤维吸声材料与水、胶混合后在天花或墙壁上喷涂而成，施工简便，常适用于改造或面层复杂工程的施工，代表性材料有K13，在硬壁上喷涂2.5cm厚的K13，NRC可达到0.

43、75。厚重多皱的经防火处理的帘幕也常用于建筑吸声，因帘幕便于拉开和闭合，常用于可变吸声。将岩棉或玻璃棉做成1m长左右的尖劈状可以形成强吸声结构，各频率的吸声系数可达0.99，是吸声性能最强的结构，常用于消声实验室或车间强吸声降噪。 与穿孔纸面石膏板类似的穿孔共振吸声结构还有水泥穿孔板、木穿孔板、金属穿孔板等。水泥和木穿孔板的吸声性能接近于穿孔纸面石膏板，水泥穿孔板造价低，但装饰性差，常用于机房、地下室等吸声；木穿孔板美观，装饰性好，但防火、防水性能差，价格高，常用于厅堂吸声装修。金属穿孔板常用做吸声吊顶，或吸声墙面，穿孔率可高达35%，后空20cm以上，内填玻璃棉、岩棉，NRC可达到0.99。

44、在穿孔板后贴一层吸声纸或吸声毡能提高孔的共振摩擦效率，大大提高吸声性能。在板厚小于1mm的薄金属板上穿直径小于1.0mm的微孔，形成微穿孔吸声板。微穿孔板比普通穿孔板吸声系数高，吸声频带宽，一般穿孔率在1%-2%，后部无须衬多孔吸声材料。三、吸声降噪效果的计算3.1 吸声降噪的计算 吸声降噪降低反射声的声能，若忽略直达声的影响，吸声量增加1倍，噪声降低3dB。 如果房间未做吸声处理，反射较严重，吸声量少，混响时间长，那么吸声降噪的效果比较好。如果原房间已经有大量的吸声，混响时间短，那么吸声效果比较差。例：一房间体积V=400m3,混响时间为6s，加入100m2的吸声系数0.9吸声吊顶，请问降噪

45、量为多少？根据降噪公式，L=10lg890(0.161400)=9.2dB。3.2 室内声源情况对吸声降噪效果的影响 如果室内分布多个声源，室内各处的直达声都很强，吸声效果就比较差，往往只能降低3-4dB。尽管降低量有限，但减少了混响声，室内工作人员的主观上消除了噪声来自四面八方的混乱感，反映较好。吸声处理对于声源距离近的位置效果差，对于声源距离远的位置效果好，对传到室外的噪声降低效果也很明显。3.3 吸声降噪效果与房间形状、尺寸、吸声位置有关 如果房间容积很大，人们的活动区域靠近声源，直达声占主导地位，此时吸声效果差。容积较小的房间，声音在天花和墙壁上反射多次后与直达声混合，反射声多，此时吸

46、声处理效果就明显。经验表明，3000m3以下的房间吸声降噪效果好，更大的房间，吸声效果不理想。不过，若房间体型瘦长，顶棚低，房间长度大于高宽的5倍以上，由于声音的反射类似与在管道中爬行，吸声处理的降噪效果也较好。3.4 吸声材料的频谱特性应与噪声源的频谱特性相适应 应针对声源的频谱特性选择吸声材料，吸声材料的频谱应与噪声源的频谱特性匹配。高频噪声大用高频吸声多的材料，低频噪声大用低频吸声多的材料。如使用穿孔共振吸声材料，最好使吸声频率峰值与噪声频率最大值相对应，若噪声在中高频存在峰值，这样处理的降噪效果就非常显著。3.5 建筑应用的考虑 在建筑中应用时，吸声材料与吸声结构的吸声性能应稳定，防火，耐久，无毒，价格要适中，施工应方便，无二次污染，美观实用。专心-专注-专业