材料的吸声系数

材料的吸声系数吸声系数隔振vibrationisolation材料吸收和透过的声能与入射到材料上的总声能之比，叫吸声系数（a）。a=Ea/Ei=（Ei-Er）/Ei=1-r式中：Ei——入射声能；Ea——被材料或结构吸收的声能；Er被材料或结构发射的声能；r反射系数。名词解释吸音系数是按照吸音材料进行分类的。说明不同材料有不同吸音质量分贝（db）,是声压级大小的单位（声音的大小）。声音压力每增加一倍，声压量级增加6分贝。1分贝是人类耳朵刚刚能听到的声音。20分贝以下，我们认为它是安静。20-40分贝相当于情人耳边的轻轻细语。40-60分贝是我们正常谈话的声音。60分贝以上属于吵闹范围。70分贝很吵，并开始损害听力神经。90分贝会使听力受损。在100-120分贝的房间内呆1分钟，如无意外，人就会失聪（聋）。吸声原理当入射声能被完全反射时，a=0,表示无吸声作用；当入射声波完全没有被反射时，a=1,表示完全被吸收。一般材料或结构的吸声系数a=0~1,a值越大，表示吸声能越好，它是目前表征吸声性能最常用的参数。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和国家标准，吸声测试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NR湘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、1K2K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NRCJ、于0.2的材料是反射材料，NRC^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24kg/m3的离心玻璃棉的NRCM达到0.95。分贝、声功率、声强和声压分贝人们日常生活中遇到的声音，若以声压值表示，由于变化范围非常大，可以达六个数量级以上，同时声音功率由于人体听觉对声信号强弱刺激反应不是线形的，而是成对数比例关系。所以采用分贝来表达声学量值。所谓分贝是指两个相同的物理量（例A1和A0）之比取以10为底的对数并乘以10（或20）。N=10lg（A1/A0）分贝符号为"dB"，它是无量纲的。式中A0是基准量（或参考量），A是被量度量。被量度量和基准量之比取对数，这对数值称为被量度量的"级"。亦即用对数标度时，所得到的是比值，它代表被量度量比基准量高出多少"级"。声功率（W）声功率是指单位时间内，声波通过垂直于传播方向某指定面积的声能量。在噪声监测中，声功率是指声源总声功率。单位为Wo声功率级：Lw=10lg（W/W0）式中：Lw——声功率级（dB）;W——声功率（W）;W0——基准声功率，为10-12W。声强（I）声强是指单位时间内，声波通过垂直于传播方向单位面积的声能量。单位为W/m2。声强级：LI=10lg（I/I0）式中：LI——声压级（dB）;I——声强（W/m2）;I0——基准声强，为10-12W/m2。声压（P）声压是由于声波的存在而引起的压力增值。单位为Pa。声波在空气中传播时形成压缩和稀疏交替变化，所以压力增值是正负交替的。但通常讲的声压是取均方根值，叫有效声压，故实际上总是正值，对于球面波和平面波，声压与声强的关系是：I=P2/p式中：5空气密度，如以标准大气压与20C的空气密度和声速代入，得到p?c=408国际单位值，也叫瑞利。称为空气对声波的特性阻抗^声压级：LP=20lg（P/P0）式中：LP——声压级（dB）;P声压（Pa）；P0——基准声压，为2X10-5Pa，该值是对1000HZ声音人耳刚能听到的最低声压。响度和响度级响度（N）响度是人耳判别声音由轻到响的强度等级概念，它不仅取决于声音的强度（如声压级），还与它的频率及波形有关。响度的单位为"宋",1宋的定义为声压级为40dB,频率为1000Hz,且来自听者正前方的平面波形声音和响度的强度。如果另一个声音听起来比1宋的声音大n倍，即该声音的响度为n宋。响度级（LN）响度级是建立在两个声音主观比较的基础上，选择1000Hz的纯音作基准音，若某一噪声听起来与该纯音一样响，则该噪声的响度级在数值上就等于这个纯音的声压级（dB）。响度级用LN表示，单位是"方"。如果某噪声听起来与声压级为80dB,频率为1000Hz的纯音一样响，则该噪声的响度级就是80方。响度与响度级根据大量的实验得到，响度级每改变10方，响度加倍或减半。它们的关系可用下列数学式表示：N=2[（LN-40）/10]或LN=40+33lgN注意，响度级的合成不能直接相加，而响度可以相加。应先将各响度级换算成响度进行合成，然后再换算成响度级。声级为了能用仪器直接反映人的主观响度感觉的评价量，有关人员在噪声测量仪器一一声级计中设计了一种特殊滤波器，叫计权网络。通过计权网络测得的声压级，已不再是客观物理量的声压级，而叫计权声压级或计权声级，简称声级。通用的有A、B、C和D计权声级。A计权声级是模拟人耳对55dB以下低强度噪声的频率特性；B计权声级是模拟55dB到85dB的中等强度噪声的频率特性；C计权声级是模拟高强度噪声的频率特性；D计权声级是对噪声参量的模拟，专用于飞机噪声的测量。计权网络是一种特殊滤波器，当含有各种频率通过时，它对不同频率成分的衰减是不一样的。A、B、C计权网络的主要差别是在于对低频成分衰减程度，A衰减最多，B其次，C最少。A、B、C、D计权的特性曲线见十四、等效连续声级、噪声污染级和昼夜等效声级。1.常用建筑材料类（混响室值）材料名雅和规格频率（H。1252501000200040QG琏墙抹光0.030.030.030.040.050.07厚地毯铺在混凝土上0.020.063：140.37Q.S0.65韩在毛毡或值糅椽皮上0.030.240.570.690,710.73同上，背而加防潮统0.OS0.2?6.390.340.480.63混褫土埴粗槌~360?44玉310.29|.：-0.25刷1瀛0.10.0S0.060.070.090.03木地桢0.150.110.10.070.060.07上铺漆布.沥青、椽皮或软木极0.020.030.030.030.030.02铺沥育且嵌木地桢0.040.040.070.060.060.07嘛大块嘲0.180.060.040.030.020.02普通玻璃0.350.250.180.120.070.04石膏板0?1己品携骨30勺0血间3巨400皿）0.290.10.0S0.040.070.09大理石或水磨石0.010.01Q.010.010.020.02抹灰0.140.10.060.050.040.03抹■灰再抹光0.140.10.060.040.040.03胶台板，厚9nm。巨0.22S17-0.090.10.11水面0.0030,0030.0130.0150.020.025口0.15-0.502.座位和听众的吸声系数和吸声量（M）（混响室值）听众和座位频率（He）1252505001000200040001听众，坐于软椅，按地搅面积计0.60.740.SB0.960.930.85蒙布敢椅，按地板面枳计0.490.66~80*80.820.7成软椅，按地板面积计8.440.540.60.620.58。・5听众，坐于木椅上，按地板面积计0.57。・610,750.860.910.861金属软椅，或木软椅，按每一屋措的吸声量（m2）计算0.0140.0130+020.0360.0350.038)3.多孔吸声材料类（驻波管值）⑴纤维类名称厚度（5〉容重(kg/m3)频率CUz）125250500100020004000散装纤维玻璃纤雄5100(115a330.810.870.910,86超细班瑙绵530Ckl50.370.82o.ei0,70.75■r渣绵62400.250.550.79cieo.se0.S5石篇2-5210Cl060.350.50.460.520.65桢材甘蔗板1.3200(1120,19Ol2S0.540.49Oi7木逐板3520aos0,150l250.56ac——麻纤维械2260ao9Ol11Oi160.220.28——玻璃*臧5640ClO60,170.490.610.95——石鼎植0.S1S300l020l03(Hi'S~.O60.110.2S毡类工业毛毡2370时l.JCO.i2UM0.550.56濒青妙蛹毡360CL08Ol240l690.690.77—濒青矿绵毡~~32000L03Oi13Cl56.680.010.S9徂沫壑料类聚胺甲酸酯2400111Ol130i270.690.980.79216。oioaOl15Cl30.520.56o.&微孑霸醋4300.1Ol14a260i30.820.77粗孔聚醛4400l050.1CL2[.如0.6B0.85眼基米彼罗3NO0.1Ol170.450.670.650.S5⑵娄孑醍灰制祕吸声器微孔吸声砖9.5340(141Ol750i660.760.81谊沫混凝土块329Q0l21a39a150.50.58加气混凝土155000i08Ol14Ol190.280.3i0.45泡沫石膏2.52100l06Ol18Ol5OlT0.55Ol5水泥蛭石板5*10430500—0.10i230.450.43o.a加气混褫土空拘1,表面上开两槽.内填砍孺末经喷潦0.5Ol680i2S成30.480.56经过项漆0.62OlB4a360.430.27Ol54.共振类吸声结构（混响室值）（1）板材和板共哺辰器结构与规格空腔距离（cm）频率（He）125250500100020004000木丝板，厚跚龙骨间距45cm50.050.30.91Fa630.70.91100.090.360.610.530.710.89三夹板龙骨间距50x5Qce五夹板龙骨间距45*45cm七夹板龙骨间距50x45cid50.210.740.210.10.080.1250.370.570.280.120.090.1250.090.520.17_0,060.10.12100.410,30.146,050.10.16160.580.140.090.040.040.07250.370.130.10.050.050.1塑料五夹彳塑料五夹*间距B0x5〔乩中填矿绵权吊顶，放宽矿绵，龙骨）cm50.470,410.20,090.090.121700.36Q190.150.030.070.07（2）穿孔板吸声结构（d*L径（me),D-JL距(nrn))穿孔三夹板d=5.D=40,填矿绵100.690.730.510・280.190.17不填100.040.540.290.090.11。・19穿孔五夹板d=5,。涸5,填矿绵50.230.690.860.470.260.27不填100-090.450.480.180.190.22穿缝三夹板，缝长2Cta缝宛10皿向距30五皿内重矿3帛500.210.350.40.430.42CL39（3）微穿孔板结彳却（中TL径（皿）,DTU巨（皿））穿孔率空腔距离频率（Hz）125250500100020004000⑴单信（驻波管值）中二0_&1=0,81%50.050.290.270,,780,12—中二0.8门二0.82%50.050,170.6[0.780.22一一=0.8;1=0.850.110.250.430,70.25—多孔材料是如何吸声的?一般多孔材料内部具有大量的小孔，这些微小细孔相互连通并直接通向材料的表面，当声波入射到这种开孔性材料表面时，一部分声波会透入材料内部，一部分声波在材料表面反射。透入材料内部的声波在缝隙和小孔中传播，空气运动会产生粘滞和摩擦作用，同时小孔中空气受压缩时温度升高，稀疏时温度降低，以及材料的热传导效应，从而使声能逐渐转变成热能所消耗，这种能量的转变是不可逆的，因此材料就产生了吸声作用。对于这种具有良好吸声性能的材料，一般被称为多孔吸声材料。其吸声性能与小孔的大小、数量、构造形式等有关，而且材料就产生了一定的厚度才能起吸声作用。对于材料内部虽具有大量微孔，但这些微小细孔相互封闭而不连通的多孔材料，当使波入射到这种材料表面时，因声波无法透入材料内部，因此它不会产生吸声作用。这类多孔材料一般具有良好的隔热保温作用，被称为隔热或者绝热材料。如聚苯乙烯泡沫板、硬质聚氨酯板、酚醛泡沫板等。开孔型多孔吸声材料和闭孔型多孔隔热材料中的小孔。多孔型吸声材料一般是中高频的吸声系数比较大，而低频段的吸声系数比较小。吸声材料HYPERLINK"http://www.silentecpj.com"www.silentecpj.com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NRCJ、于0.2的材料是反射材料，NRC^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NR破声材料，5cm厚的24kg/m3的离心玻璃棉的NRC可达到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。