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24kg/m?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.1.2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.
吸声材料在结构上与绝热材料有何区别?吸声材料的作用原理来解释圆形报告厅或流线型体育馆等的声学设计.