
发布日期:2026-03-18 来源: 网络 阅读量()
α是表征声波撞击材料表面时能量损失程度的物理量,其定义为材料吸收声能与入射声能的比值,数值范围在0(全反射)至1(全吸收)之间
。吸声效果由材料吸声系数与使用面积共同决定,吸声系数随频率变化,常用100-5000Hz范围内测得的平均吸声系数评估材料整体性能,其中
(NRC)通过250Hz、500Hz、1kHz、2kHz四个频段的算术平均值计算,工程中NRC≥0.2作为吸声材料判定标准
,纤维类材料通过三维网状微结构实现中高频吸声,PET等新型材料通过结构优化拓展应用场景
。行业应用中,吸声材料需匹配噪声频谱特性,建筑、新能源汽车等领域对吸声板需求持续增长,智能调谐材料与环保型吸音棉等技术推动声学材料效能提升
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。更精确地说,吸声系数α是入射声能与反射声能的差值与入射声能的比值
。通常,平均吸声系数大于0.2的材料可称为吸声材料,大于0.5的材料被认为是理想的吸声材料
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
。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。为了简化评价,工程中常使用
(NRC),它是材料在250Hz、500Hz、1000Hz、2000Hz四个倍频带中心频率处吸声系数的算术平均值
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
吸声现象的本质是声波在介质中传播时,声能通过摩擦、黏滞或共振等形式转化为热能而被消耗
。多孔吸声材料具有微小间隙,声波入射引起孔隙内空气和材料振动,摩擦和黏滞作用使声能转化为热能
。共振吸声结构如穿孔板由许多单个共振器并联而成,入射声波激发孔颈中空气柱运动,与颈壁摩擦,声能转化为热能
。多孔吸声材料如玻璃棉、岩棉,通过材料内部孔隙的摩擦作用吸收声能,主要吸收中高频声波
。共振吸声材料如穿孔板、薄膜结构,通过共振作用消耗声能,主要吸收中低频
空间吸声体将吸声材料做成各种形状吊挂在空中,因其吸声面积比投影面积大得多,按投影面积计算,其吸声系数可大于1
。低频声波波长较长、穿透力强,一般材料难以吸收,需要专门设计的低频陷阱或厚重吸音层
。砖块在125Hz至4000Hz下的吸声系数值分别为0.03、0.03、0.03、0.04、0.05、0.07;薄地毯为0.02、0.06、0.14、0.37、0.60、0.65;厚地毯为0.08、0.24、0.57、0.69、0.71、0.73;普通玻璃为0.35、0.25、0.18、0.12、0.07、0.04;1/2英寸石膏板为0.29、0.10、0.05、0.04、0.07、0.09
。当声波射进多孔材料内部,与孔壁和空气产生摩擦,声波转化为热能并逐渐消耗
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,其原理是通过测量安装吸声材料前后混响室内混响时间的变化,利用
。而阻抗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,该方法通过测量管内声波的反射系数或传递函数来计算材料的法向入射吸声系数,适用于小尺寸样品在实验室进行精确测量
。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,这通常发生在测量空间吸声体时,因其有效吸声面积大于投影面积,按投影面积计算的吸声系数可能大于1
。但从能量守恒角度,材料吸收的声能不可能大于入射声能,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。
的测量遵循严格的国际和国内标准。混响室法主要依据ISO 354:2003《声学-混响室中声吸收的测量》或等同的GB/T 20247-2006标准;阻抗管法则依据ISO 10534-2:1998《声学-阻抗管中吸声系数和声阻抗的测量-第2部分:传递函数法》或等同的GB/T 18696.2-2002标准
。测量频率范围通常覆盖100Hz至5000Hz,采用1/3倍频程或倍频程进行分析
吸声系数作为衡量材料吸声性能的核心参数,在建筑声学、环境噪声控制和室内声环境优化中具有重要意义,其应用贯穿于建筑、工业、交通及家居等多个需要控制声环境的领域
等建筑的墙面、天花板及隔断,通过合理使用高吸声系数的材料来降低室内混响时间、控制背景噪声并提升语言清晰度
,吸声材料作为设备外壳内衬、噪声控制箱体内的填充物或用于厂房墙面和顶棚的处理,以降低机械设备噪声
在特种场合,吸声材料需兼顾其他功能,例如可熔断声学屏蔽功能材料可用于电力输电换流站制作隔离罩,在满足降噪需求的同时,达到一定高温时可自动熔断坍塌以满足消防要求
等室内吸音材料以及船舶和车辆内部专用的吸声材料被用于吸收反射声,减少回声和混响,以提升声学环境的舒适性
吸声降噪的实际效果取决于所用材料的吸声性能与总应用面积,吸声材料性能越好、面积越大,则降低噪声的效果就越好
。对于降低一般房间的噪声,可采取3~8dB的降噪量;假如房间的原有吸声性能比较差,可采用8~12dB的降噪量
。1975年,马大猷将多年成果撰写成论文《微穿孔板吸声结构的理论和设计》,发表在当年复刊的第一期《中国科学》上
微穿孔板吸声结构不需要另加多孔性材料,通过控制孔径大小和穿孔率,就可以控制其声阻抗和声质量,进而控制穿孔板的吸声效果
。孔径减小到丝米级,就可以获得足够的声阻抗,使其成为良好的宽频带吸声结构
。1999年,人民大会堂万人大礼堂进行维修改造,声学设计任务由声学所承担,使用微穿孔板理论改善音质
评选出7项百年噪声控制发展史上的里程碑式工作,微穿孔板结构的理论与设计就是其中之一
吸声性能检测主要包含混响室法吸声系数测定、阻抗管法吸声系数测定、吸声量现场测量以及
。降噪系数(NRC)作为单值评价指标,其分级体系依据GB/T 16731-1997,将吸声材料按NRC值分为从I级(NRC≥0.80)到VI级(0.15NRC)共六个等级
材料的吸声性能与环境的温度、湿度和气流等因素有关,湿度较大时吸声性能下降,温度下降时低频吸声性能增加,温度上升时下降
。在材料研发方面,微粒吸声材料作为一种环保新材料,以天然砂粒或经环保处理的固废颗粒黏合组成,可以循环利用