吸聲學時的資料第1頁/共115頁在一般未做任何聲學處理的車間或房間內，壁面和地面多是一些硬而密實的材料，如混凝土天花板、抹光的墻面及水泥地面等。如果我們在這種空曠的房間里講話，會有什么現象呢？聲音在房間里回蕩，比平常響。原因是什么呢？問題的提出第2頁/共115頁這些材料與空氣的持性阻抗相差很大，很容易發生聲波的反射。若室內聲源向空間輻射聲波時，接收者聽到的不僅有從聲源直接傳來的聲音（稱之為直達聲），還會有從這些壁面反射回來的聲音（稱之為反射聲）。反射聲包括一次與多次反射形成的聲音。通常將一次與多次反射聲的合稱為混響聲。當兩個聲音到達人耳的時間差在50ms之內時，人耳就分辨不出是兩個聲音，室內恰好是這種情況。由于直達聲與混響聲的疊加，增強了接收者聽到的噪聲強度。同一機器在室內時，常感到比在室外響得多；列車通過隧道時，聲音也要響很多。第3頁/共115頁在房間內表面裝飾可以吸收聲能的材料或結構，使其吸收掉部分入射聲能，就能使反射聲減弱。這時，接收者聽到的只是直達聲和已減弱的混響聲，總噪聲級得到了降低。吸聲降噪原理第4頁/共115頁能夠吸收較高聲能的材料或結構稱作吸聲材料或吸聲結構。利用吸聲材料和吸聲結構吸收聲能以降低室內噪聲的辦法稱作吸聲降噪，通常簡稱吸聲。吸聲處理一般可使室內噪聲降低約3～5dBA，使混響聲很嚴重的車間降噪約6～10dBA。吸聲是一種最基本的減弱聲傳播的技術措施。第5頁/共115頁6.1吸聲系數和吸聲量6.1.1吸聲系數αErEtEa圖6-1聲傳播示意圖Ei聲源接受者第6頁/共115頁α值在0～1之間。α＝0，表示聲能全反射，材料不吸聲；α＝1，表示聲能全部被吸收，無聲能反射。α值愈大，材料的吸聲性能愈好。通常，α>0.2的材料方可稱為吸聲材料。吸聲系數α的大小與吸聲材料本身的結構、性質、使用條件、聲波入射的角度和頻率有關。α與入射聲波的頻率關系很大，因此吸聲材料或吸聲結構的吸聲性能常取用125、250、500、1000、2000、4000Hz六個中心頻率下的吸聲系數來表征。如表6-1，表6-2。第7頁/共115頁第8頁/共115頁6.1.2吸聲系數的測量混響室法把被測吸聲材料(或吸聲結構)按一定的要求放置于專門的聲學試驗室——混響室中進行測定。將吸聲材料(或吸聲結構)放進混響室內，使不同頻率的聲波以相同機率從各個角度入射到材料(或結構)的表面，然后根據混響時間的變化來確定材料(或結構)的吸聲性能。用此方法所測得的吸聲系數，稱為混響室吸聲系數或無規入射吸聲系數，記作αT。這種測量方法與吸聲材料在實際應用中聲波入射的情況比較接近。第9頁/共115頁混響聲場和混響室混響聲場有兩種含義：第一種是指擴散聲場。（擴散聲場是指空間各點聲能密度均勻，從各方向到達某一點的能流率相同，并且由各方向到達的聲波相位是無規的）另一種是指聲源在室內穩定地輻射聲波時，室內聲場在離聲源某個距離外，混響聲比較均勻的區域。第10頁/共115頁具有擴散聲場的實驗房間就是混響室。它是吸聲很小，混響時間很長。第11頁/共115頁混響室的體積比較大(一般大于180m3，壁面堅實、光滑具有良好的聲反射特性，在測量的聲音頻率范圍內反射系數大于0.98。所有混響室的側壁都是聲反射并且反平行的，這樣聲音就可以很好的分布至整個空間

?；祉懯业?2頁/共115頁第13頁/共115頁第14頁/共115頁第15頁/共115頁駐波管法將被測材料置于駐波管的一端，從駐波管的另一端向管內輻射平面波，聲波垂直入射到材料表面，部分吸收，部分反射。反射的平面波與入射波相互疊加產生駐波，波腹處的聲壓為極大值，波節處的聲壓為極小值。第16頁/共115頁利用探管可測出聲壓的極大值pmax和極小值pmin。

pmax和pmin之比稱為駐波比。駐波比n與反射系數r和法向吸聲系數(或駐波管吸聲系數）α0的關系為:第17頁/共115頁駐波管法比混響室法簡單方便，但所得的數據與實際情況相比有一定誤差。混響室法和駐波管法測得的吸聲系數可按下表進行換算。第18頁/共115頁6.1.3吸聲量吸聲系數反映某一材料在某一頻率下的吸聲性能，材料實際吸收聲能的多少，除了與材料的吸聲系數有關外，還與材料表面積大小有關。吸聲材料的實際吸聲量用A表示：A=Sα單位：m2-賽賓若50m2的某種材料，在某頻率的吸聲系數為0.2，則該頻率下的吸聲量應為10m2-賽賓。它的吸聲能力與吸聲系數為1面積為10m2的吸聲材料相同。第19頁/共115頁如果房間的各內壁面材料不同，則房間內壁在某頻率下的吸聲量A為：若房間中有敞開的窗，而且其邊長遠大于聲波的波長，則入射到窗戶上的聲能幾乎全部傳到室外，不再反射回來。這敞開的窗，即相當于吸聲系數為1的吸聲材料。房間中的其他物體如家具、人等等，也會吸收聲能，也應考慮這些物體的吸聲。第20頁/共115頁6.2多孔吸聲材料①無機纖維材料，如玻璃棉、巖棉及其制品。②有機纖維材料，如棉麻植物纖維及木質纖維制品。③泡沫材料，如泡沫塑料和泡沫玻璃、泡沫混凝土等。④吸聲建筑材料，如膨脹珍珠巖、微孔吸聲磚等。第21頁/共115頁玻璃棉是以石英砂、長石、硅酸鈉、硼酸等為主要原料，經高溫熔化制得小于2mm的纖維棉狀，再經高溫定型制造出各種形狀規格的產品，可生產為玻璃卷氈，玻璃棉板，玻璃棉管，應用于彩鋼房頂、風道、建筑吊頂、保溫管道等。第22頁/共115頁超細玻璃棉超細玻璃棉體質輕、導熱系數低、熱絕緣和吸聲性能好、耐腐蝕、耐熱、抗凍、抗震、不怕蟲蛀、不刺皮膚、并具有良好的化學穩定性，而且施工方便，是一種輕質、高效、耐久、經濟的工業保溫材料。

用途：廣泛應用于飛機、列車、輪船、石油化工、機械、冶金、水電、醫療器械、國防軍工等工業部門作設備容器、大小罐塔、冷熱管道、烘爐烘房、烘箱、電冰箱、干燥箱、冷凍機、制氧機、熱風機、恒溫室、空調系統、廠房屋面、外墻、柄板等各項工程的吸聲減噪、絕緣保溫，還廣泛用于電子儀表、半導體元件、空氣過濾器、氣體凈化等各方面。第23頁/共115頁巖棉巖棉制品是以玄武巖為主要原料，經高溫熔融后，由高速離心設備制成無機纖維,同時均勻加入一定比例的粘結劑、防塵油、硅油，然后根據用戶不同要求，制成巖棉板、巖棉管殼等不同產品。技術特性：1、保溫性能、機械性能、防火性能良好。2、酸度系數高，具有更好的化學穩定性及纖維耐久性。3、具有良好的吸音特性。應

用：廣泛應用于石油、化工、冶金、紡織等各工業鍋爐及設備管道的保溫。也用于建筑行業的隔墻、吊頂、及內外墻的保溫和吸音。

第24頁/共115頁加氣混凝土第25頁/共115頁

第26頁/共115頁膨脹珍珠巖是由酸性火山玻璃質熔巖(珍珠巖)經破碎，篩分至一定粒度，再經預熱，在14000C以上高溫延時燒結而制成的一種白色或淺色的優質絕熱保溫材料。其顆粒內部是蜂窩狀結構、無毒、無味、不腐、不燃、耐酸、耐堿?？梢杂貌煌恼澈蟿┲瞥刹煌阅艿闹破?，其特點是容重輕、絕熱及吸音性能好，具有吸附能力。第27頁/共115頁6.2.1吸聲原理多孔材料內部具有無數細微孔隙，孔隙間彼此貫通，且通過表面與外界相通，當聲波入射到材料表面時，一部分在材料表面上反射，一部分則透入到材料內部向前傳播。聲傳播過程中，引起孔隙中的空氣質點振動，由于空氣本身的粘滯性和空氣與孔壁及纖維之間的摩擦作用，就將聲能轉變為熱能而耗散掉。同時孔隙中的空氣和孔壁與纖維之間的熱傳導而引起的熱損失也是聲衰減的原因。第28頁/共115頁注意：吸聲材料≠隔聲材科。吸聲材料質輕柔軟、多孔、透氣性好，可使入射的聲能不斷深入到材料中去，進而轉化為熱能而消耗掉。隔聲材料是把聲音隔絕開來，不讓聲波透過，它要求材料密實厚重，隔聲材料的吸聲能力是次要的。第29頁/共115頁輕質閉孔材料≠吸聲材料如聚苯乙烯是多孔輕質材料，由于表面無孔，內部互不連通，不能起吸聲作用，故不是吸聲材料，只能作為保暖、隔熱、包裝材料使用。而聚氨酯泡沫塑料具有吸聲材料的特性，因此它是良好的吸聲材料。表面粗糙或凹凸不平的材料≠吸聲材料如拉毛粉刷，因為拉毛粉刷同樣是表面無孔，也非多孔材料，僅能在建筑中作為裝飾使用。第30頁/共115頁6.2.2影響多孔吸聲材料吸聲性能的因素一、入射聲波吸收高頻聲效果好，常用于高中頻噪聲的吸收。聲波為低頻時，激發微孔內空氣與筋絡的相對運動少，摩擦損失小，因而聲能損失少；高頻聲容易使之快速振動，從而消耗較多的聲能。第31頁/共115頁二、材料內在因素材料中的空氣流阻它是多孔吸聲材料本身透氣性的一個物理參數，即聲波引起空氣振動時，空氣通過材料的難易程度。為了定量描述，使用單位面積流阻，即微量空氣穩定地流過材料時，材料表面的靜壓差與流速之比，單位是Pa·s/m。6.2.2影響多孔吸聲材料吸聲性能的因素第32頁/共115頁流阻的大小，一般與材料內部微孔多少、大小、互相連通的程度等因素有關。一般薄而稀疏的材料，流阻很低吸聲就差，閉孔、輕質的多孔材料，流阻很高，吸聲作用很小，甚至沒有對于一定厚度的多孔材料有一個相應合理的流阻值。材料流阻過低或過高的，吸聲系數較小，如圖所示：一般具有較高吸聲系數的吸聲材料，其流阻在10～103Pa·s/m6.2.2影響多孔吸聲材料吸聲性能的因素第33頁/共115頁孔隙率是指多孔材料的空氣體積與材料總體積之比，常用百分數表示。一般多孔吸聲材料的孔隙率高達70％，多達90％左右。結構因數在多孔材料吸聲作用的理論研究中，將材料間隙作為毛細管沿著厚度方向縱向排列的模型，但實際上多孔材料的間隙形狀和排列是很復雜的。為了使理論和實際相符合，考慮一項修正系數，這就是結構因數。通常其數值多在2～l0的范圍內，有時可達到25，當毛細方向雜亂分布時，結構因數是3。一般玻璃棉取2～4。木絲板取3～6，聚氨酯泡沫塑料取為2～8。6.2.2影響多孔吸聲材料吸聲性能的因素第34頁/共115頁材料的容重容重是指吸聲材料的單位體積重量，單位是kg/m3。改變材料的容重，可以間接地控制材料的內部微孔尺寸。容重增加時，材料孔隙率相應降低。吸聲頻譜曲線向低頻方向移動，如右圖，圖中給出5cm厚超細玻璃棉不同容重時吸聲頻譜曲線。6.2.2影響多孔吸聲材料吸聲性能的因素第35頁/共115頁理論分析與實踐結果表明：在一定條件下各種材料的容重均存在一個最佳值．例如：超細玻璃棉取15～25kg/m3；玻璃纖維取100kg/m3左右；礦渣棉取120kg/m3左右。6.2.2影響多孔吸聲材料吸聲性能的因素第36頁/共115頁三、構造和安裝使用方面因素材料厚度隨材料厚度加大，高頻吸收并不增加，只是低頻吸聲系數加大，如圖所示，四種不同厚度的材料吸聲特性的比較。6.2.2影響多孔吸聲材料吸聲性能的因素第37頁/共115頁當材料厚度增加一倍，頻譜曲線向低頻方向移動一個倍頻程。在實際應用中:多孔吸聲材料的厚度一般取30～50mm就夠了，如需提高低頻的吸聲效果，厚度可取50～100mm，必要時也可以大于100mm,再大就不太經濟了。工程應用上，推薦幾種多孔材料的厚度是：超細玻璃棉50～100mm泡沫塑料25～50mm木絲板20～50mm軟質纖維板13～20mm毛氈4～5mm

6.2.2影響多孔吸聲材料吸聲性能的因素第38頁/共115頁背后空腔的影響在實際應用中，常在多孔材料背面留有一定深度的空腔，這就相當于增大了材料的有效厚度，可以改善低頻噪聲的吸聲效果。實踐證明：當空腔厚度近似于入射聲波的l/4波長時，吸聲系數最大。當腔深為1/2波長或其整倍數時，吸聲系數最小。實用時，過厚不切實際，過薄對低頻聲不起作用。故常取腔深為5～10cm。天花板上的腔深可視實際需要及空間大小選取更大的距離。6.2.2影響多孔吸聲材料吸聲性能的因素第39頁/共115頁材料表面鉆孔的吸聲效果6.2.2影響多孔吸聲材料吸聲性能的因素在吸聲板面上鉆些不穿透的深洞或開一些狹槽，使暴露在聲場中的總吸聲面積增大。可以提高吸聲效果。一般鉆孔的深度為材料厚度的2/3或3/4，孔徑為6～8mm，鉆孔面積小于l0％。且不要求穿透。鉆孔板可以加工成不同的花紋，對建筑安裝設計有較好的效果。第40頁/共115頁油漆和噴漿油漆、粉刷對于材料吸聲都有不利的影響。6.2.2影響多孔吸聲材料吸聲性能的因素第41頁/共115頁溫、濕度的影響溫度升高會使材料的吸聲性能向高頻方向移動，溫度降低則向低頻方向移動。濕度增大，使吸聲系數下降，而且是先從高頻開始，因此對于濕度較大的車間或地下建筑的吸聲處理，應選用吸水量較小的耐潮多孔材料，如防潮超細玻璃棉氈和礦棉吸聲板等。氣流及其他特殊使用條件的影響6.2.2影響多孔吸聲材料吸聲性能的因素第42頁/共115頁有護面的多孔吸聲結構6.2.3多孔吸聲材料吸聲結構它的構造主要是由骨架、護面層、吸聲層等構成。鋼板網/袋裝吸音棉1234第43頁/共115頁骨架常用木筋、角鋼或薄壁型鋼，其規格大小視吸聲結構面積大小而定。吸聲層一般采用超細玻璃棉、礦棉氈等多孔材料，厚度取5～10cm，由于多孔吸聲材料多是松散的，為防止其脫落，一般用玻璃布、細布等透氣性好的織物先把它包起來，做成棉胎狀。護面材料主要有穿孔護面鋼板，鋼板拉網，金屬絲網等。6.2.3多孔吸聲材料吸聲結構第44頁/共115頁使用穿孔鋼板、膠合板、塑料板或硬質纖維板等做穿孔護面板，穿孔率在不影響板材強度的條件下盡可能加大，一般要求穿孔率不小于20％，孔的形狀大小不起主要作用，目前噪聲控制工程中常用護面板的孔徑為6mm，8mm，孔心距為11，18，20cm。如果室內噪聲是低頻性或出現低頻峰值時。則可設計采用穿孔率低于5%的穿孔護面板，以便有針對性地吸收低頻噪聲。6.2.3多孔吸聲材料吸聲結構第45頁/共115頁2.空間吸聲體空間吸聲體就是把有罩面的多孔材料吸聲結構做成各種形狀的單元體。6.2.3多孔吸聲材料吸聲結構空間吸聲體七彩吸聲棒第46頁/共115頁第47頁/共115頁南京藝術學院音樂廳

6.2.3多孔吸聲材料吸聲結構第48頁/共115頁

深圳職業技術學院多功能報告廳第49頁/共115頁6.2.3多孔吸聲材料吸聲結構空間吸聲體適用于大面積、多聲源、高噪聲車間，如織布、沖壓鈑金、冷作車間、總裝試車車間，以及大型空氣動力站房等場合。第50頁/共115頁3.吸聲尖劈吸聲原理是利用特性阻抗逐漸變化，由尖劈端面特性阻抗接近于空氣的特性阻抗，逐漸過渡到吸聲材料的特性阻抗，這樣吸聲系數最高。6.2.3多孔吸聲材料吸聲結構第51頁/共115頁吸聲尖劈的長度l大約等于所需最低吸聲頻率波長的l/4，其吸聲系數可達0.99，幾乎吸收全部入射的聲能，如果要求不高，尖劈可適當短些。尖劈的底部寬度多在20cm左右，尖劈的長度可取80～100cm，這樣最低截止頻率可達70～100Hz6.2.3多孔吸聲材料吸聲結構第52頁/共115頁自由聲場和消聲室、半消聲室自由聲場是只有直達聲而沒有反射聲的聲場。消聲室是指一個具有自由聲場的房間或者聲吸收特別大的房間。在這種房間內，只有來自聲源的直達聲，沒有各個障礙物的反射聲，也沒有來自室外的環境噪聲。第53頁/共115頁消聲室為了使室內情況接近自由聲場，室內六個表面都應該敷設吸聲系數特別高的吸聲結構，在使用頻率范圍內吸聲系數應該大于0.99。對于消聲室內的吸聲結構，最常用的是尖劈。鋪在地面尖劈的上方應該裝設水平的鋼繩網，以便放置試件并可在房間內走動。第54頁/共115頁在一般消聲室的基礎上，利用鏡面反射原理，可以設計半消聲室。例如在一個矩形房間內，只在五面用尖劈作吸聲處理，另一面為鏡面，通常是將地板用瓷磚或水磨石鋪面以形成鏡面，使該房間在結構上相當于高度增大一倍的消聲室的一半，故稱為半消聲室。第55頁/共115頁

國家體育總局游泳訓練館第56頁/共115頁福建省晉江市祖昌體育館第57頁/共115頁福建省晉江市游泳館第58頁/共115頁6.3共振吸聲結構利用共振原理做成的吸聲結構稱作共振吸聲結構。大致可分為三種類型：薄板共振吸聲結構、穿孔板共振吸聲結構與微穿孔板吸聲結構。主要適用于對中、低頻噪聲的吸收。第59頁/共115頁6.3.1薄板共振吸聲結構1.構造2.吸聲機理當聲波入射到薄板上，使其被激振，由于板后空氣層的彈性、板本身具有的勁度與質量，薄板就產生振動，并發生彎曲變形。由于板的內阻尼及板與龍骨間的摩擦，將振動的能量轉化為熱能，從而消耗聲能。當入射聲波的頻率與板系統的固有頻率相同時，便發生共振，板的彎曲變形最大，振動最劇烈，聲能也就消耗最多。第60頁/共115頁3.薄板共振吸聲結構的共振頻率參數確定：K:薄板振動系統的勁度決定于板、空氣層以及安裝的狀況。板越薄，龍骨間距越大．板的勁度越小，此時空氣的勁度起主要作用。由聲學原理知空氣的體積彈性模量為ρ0

c2，空腔厚為h的空氣層勁度應為K＝ρ0

c2/hM:單位面積板的質量，即板的面密度m。6.3.1薄板共振吸聲結構第61頁/共115頁共振頻率近似計算式:式中:c——聲速，m/s；

ρ0——空氣密度，1atm時干空氣的密度1.293kg/m3；

m——板的面密度，kg/m2

h——板后空氣層厚度，m。6.3.1薄板共振吸聲結構第62頁/共115頁討論：增大m或h，均可使f0下移；反之f0上移。實用中，薄板厚度通常取3～6mm，空氣層厚度一般取3～10cm，共振頻率多在80～300Hz之間，故通常用于低頻吸聲。吸聲頻率范圍窄，吸聲系數不高，約在0.2～0.5之間。吸聲性能改善：若在薄板與龍骨的交接處放置增加結構阻尼的軟材料，如海棉條，毛氈等，或在空腔中適當懸掛礦棉、玻璃棉氈等吸聲材料，可使薄板共振結構的吸聲性能得到明顯改善。組合不同單元大小或不同腔深的薄板結構，或直接采用木絲板、草紙板等可吸收中、高頻聲的板材，可以展寬吸聲頻帶。6.3.1薄板共振吸聲結構第63頁/共115頁第64頁/共115頁6.3.2穿孔板共振吸聲結構在薄板上穿以小孔，在薄板與剛性壁之間留一定深度的空腔，所組成的吸聲結構為穿孔板共振吸聲結構。第65頁/共115頁1.單孔共振吸聲結構又稱作“亥姆霍茲”共振吸聲器或單腔共振吸聲器。6.3.2穿孔板共振吸聲結構單孔共振吸聲結構l第66頁/共115頁吸聲機理6.3.2穿孔板共振吸聲結構單孔共振吸聲結構l聲順聲質量MKM聲阻第67頁/共115頁單孔共振吸聲結構共振頻率式中：S——小孔截面積，m2；

V——空腔體積,m3；

lk——小孔有效頸長，m；若小孔為圓形：

6.3.2穿孔板共振吸聲結構單孔共振吸聲結構l當空腔內壁貼多孔吸聲材料時：第68頁/共115頁2.穿孔板共振吸聲結構吸聲機理穿孔板共振吸聲結構，實際是單孔共振器的并聯組合(圖6-6)，其吸聲機理同單孔共振結構。6.3.2穿孔板共振吸聲結構第69頁/共115頁穿孔板共振吸聲結構共振頻率如果薄板上孔均勻分布且孔大小相同，則每一小孔占有的空腔體積相同，故穿孔板結構的共振頻率應與其單孔共振體相同。6.3.2穿孔板共振吸聲結構第70頁/共115頁P——穿孔率6.3.2穿孔板共振吸聲結構SFh穿孔板共振吸聲結構共振頻率第71頁/共115頁討論：板的穿孔面積越大，吸聲的頻率越高；空腔越深或板越厚，吸聲的頻率越低。一般穿孔板共振吸聲結構主要用于吸收低、中頻噪聲的峰值，吸聲系數約為0.4～0.7。穿孔板吸聲結構的吸聲帶寬較窄，通常僅幾十赫到200、300Hz。6.3.2穿孔板共振吸聲結構第72頁/共115頁f

αα/2f0Δf設在共振頻率f0處的最大吸聲系數為α,則在f0左右能保持吸聲系數為α/2的頻帶寬度Δf為吸聲帶寬。吸聲系數高于0.5的頻帶寬度Δf可依下式估算：第73頁/共115頁穿孔板吸聲性能改善(1)穿孔板孔徑取偏小值，以提高孔內阻尼；(2)在穿孔板后蒙一薄層玻璃絲布等透聲紡織品，以增加孔頸摩擦；(3)在穿孔板后面的空腔中填放一層多孔吸聲材料；(4)組合不同穿孔率、不同尺寸（孔徑、板厚、腔深）的穿孔板結構。其吸聲系數有的可達0.9以上，吸聲帶寬達2～3個倍頻程。6.3.2穿孔板共振吸聲結構第74頁/共115頁3.穿孔板共振吸聲結構設計通常是根據對噪聲的頻譜分析，確定出需要的共振頻率；根據可供選用的材料，現場空間條件并參考經驗數值選定孔徑、腔深，最后求取穿孔率P、孔距B；工程上一般取板厚為2～5mm，孔徑為2～10mm，穿孔率為1％～10％，腔深以l00～250mm為宜。有時一次不能得到合適的參數，還需要重新選擇與設計。6.3.2穿孔板共振吸聲結構第75頁/共115頁例6-1已知某車間內，設備噪聲的頻率特性在360Hz附近出現一峰值，為降低該頻率的噪聲，現擬選用4mm厚的三合板制做穿孔板共振吸聲結構，空腔厚度允許有10cm，試設計該結構的其它主要參數。f0＝360Hzl=4mmh=10cm6.3.2穿孔板共振吸聲結構第76頁/共115頁解：1.連線f0＝360Hz、h=10cm交參考軸J于Z點；2.根據孔徑的經驗值(

2～10mm)選定孔徑為5mm，則有效頸深lk=l+0.8d=8mm，連線lk與Z點，交P軸于0.035穿孔率P＝3.5%，符合經驗值（1％～10％）要求。3.計算孔間距B4.實驗室測定吸聲系數，根據減噪量確定敷設面積Zf0＝360Hzl=4mmh=10cm第77頁/共115頁6.3.3微穿孔板吸聲結構馬大猷教授于60年代研制成了金屬微穿孔板吸聲結構。結構在厚度小于1mm的金屬薄板上，鉆出許多孔徑小于1mm的小孔(穿孔率為1％～4％)，將這種孔小而密的薄板固定在剛性壁面上，并在板后留以適當深度的空腔，便組成了微穿孔板吸聲結構。薄板常用鋁板或鋼板制做．第78頁/共115頁吸聲機理吸聲特性（表6-5）6.3.3微穿孔板吸聲結構第79頁/共115頁第80頁/共115頁何立燕,徐穎,陳幸幸,陳挺,侯宏——

“孔中介質對厚微穿孔板吸聲性能的影響”

《噪聲與振動控制》2009

Vol.29

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36-38摘要

典型的微穿孔板為孔徑與板厚均小于1mm的金屬或塑料板，這些極薄的板材因其強度低，通常不適用于民用，也因此使微穿孔板這一良好的吸聲共振結構的應用范圍受到局限。本文以厚度為10mm的環氧樹脂基厚微穿孔板為研究對象，分別選擇空氣、水、聚乙烯醇、羊毛纖維作為孔中介質，用阻抗管法測量吸聲系數，研究各種介質對微穿孔板吸聲性能的影響。結果發現，通過在孔中加入纖維材料可以在一定程度上彌補因材料厚度增加而導致的吸聲性能的減弱。當平均每孔中穿入53根羊毛纖維，后空腔深度為20mm時，厚微穿孔板共振吸收頻率為956Hz，峰值吸聲系數可達0.94。有效吸聲頻帶范圍為612Hz～1600Hz以上。第81頁/共115頁6.3.4薄塑盒式吸聲體第82頁/共115頁6.4室內聲場及降噪1.基本概念擴散聲場：（擴散聲場是指空間各點聲能密度均勻，從各方向到達某一點的能流率相同，并且由各方向到達的聲波相位是無規的）；擴散聲場是室內聲場的極端化。但為簡化討論，下面的基本概念與公式都建立在室內聲場是擴散聲場的基礎上。第83頁/共115頁平均自由程單位時間內，聲波在房間邊界面上兩次相鄰反射間走過路程的平均值稱為平均自由程。當聲速為c時，由上式得聲波在房間內傳播一個平均自由程所需的時間T為:單位時間內，聲波在壁面上反射的次數n則為:在t秒時間內的總反射次數為:第84頁/共115頁平均吸聲系數第85頁/共115頁二、室內穩態聲場的形成當聲源在室內持續穩定地輻射聲能時：一方面由于聲波被限制在房間內傳播，室內聲能逐漸增加，使聲能密度逐漸增大；另一方面，由于空氣與壁面的吸聲作用，聲能又不斷被吸收，而且，聲能密度愈大，被吸收掉的聲能愈多（入射聲能E增加，吸收聲能αE也增加）。第86頁/共115頁隨著聲能密度的增加，被吸收的聲能也增加，但可供積累的聲能則愈來愈少，聲能密度隨時間的增加相應愈來愈慢；直到某一時刻，聲源單位時間提供的聲能等于單位時間內被吸收掉的聲能時，聲能密度就不再增加，室內聲場就達到穩定狀態，形成穩態聲場。第87頁/共115頁從理論講，達到穩態聲場的時間需無限長；實際上，一般只至1-2s就可接近穩態聲場。0.51.01.52.02.5圖中1過程為增長過程，2為穩態過程。第88頁/共115頁三、室內穩態聲場的衰減室內形成穩態聲場后，突然關閉聲源，使其停止發聲，但由于混響聲的存在，室內聲音并不會馬上消失，而是還要存在一段時間。在這段時間內，出于壁面及空氣的吸收，聲能密度逐漸衰減，直到為零。這個過程稱為混響過程。圖中a線室內吸聲狀況差，衰減慢；b線室內吸聲狀況一般；c線室內吸聲狀況好，衰減很快?；祉戇^程的快慢影響室內音質效果第89頁/共115頁室內穩態聲場的衰減假定室內形成穩態聲場時，室內平均聲能密度為那么，聲源關閉t時間后，室內平均聲能密度為多少呢？假設先不考慮空氣的吸收聲音經第1次反射后,平均聲能密度降低為聲音經第2次反射后,平均聲能密度降低為聲音經第n次反射后,平均聲能密度降低為在t秒時間內的總反射次數為t時間后室內平均聲能密度為第90頁/共115頁室內穩態聲場的衰減考慮空氣吸收室內聲能密度因空氣吸收呈指數規律衰減。設聲波經過時間t后傳播的距離為x＝ct，可得經壁面與空氣吸收后的聲能密度為:第91頁/共115頁室內穩態聲場的衰減第92頁/共115頁四、混響時間W.C.賽賓研究發現：聲源停止后，聲衰減速率對室內音質有極為重要的意義?；祉憰r間：當室內聲場達到穩態后，聲源突然停止發聲，室內聲能密度衰減到原來的百萬分之一，即聲壓級衰減60dB所需要的時間。記作T60，單位為秒。第93頁/共115頁混響時間室溫293K（20℃）時，c=344m/s當室內聲音頻率低于2000Hz，μ值很小，可以忽略不計；若此時<0.2，則第94頁/共115頁例某混響室的容積為94.5m3，各壁面皆為混凝土，總面積為127.5m2，試估計250Hz和4000Hz時的混響時間，設空氣溫度為293K，相對濕度為50％。第95頁/共115頁利用“賽賓公式”根據廳堂內所使用的不同吸聲材料的吸聲系數，分別計算出125HZ、250HZ、500HZ、1KHZ、2KHZ、4KHZ六個頻率點上的混響時間：T60=0.161V/A式中，T60為混響時間，單位為S（秒）；V為吸聲材料的表面積；A為吸

聲量第96頁/共115頁五、室內穩態聲場1.直達聲場在距聲源中心r米處的直達聲場聲能密度為：對于指向性因數為Q的點聲源(聲源聲功率為W)，在某接收點r處聲強聲能密度與聲強的關系為（直達聲場+混響聲場）第97頁/共115頁2.混響聲場從前面知道：室內聲場達穩態時，每秒鐘由聲源提供的聲能等于被吸收的聲能，即W-1次反射吸收聲能=

2次反射吸收聲能＋…＋n次反射吸收聲能W=1次反射吸收聲能＋2次反射吸收聲能＋…＋n次反射吸收聲能單位時間由聲源提供的混響聲能單位時間被吸收的混響聲能第98頁/共115頁單位時間被吸收的混響聲能設室內聲