第7章吸聲和室內(nèi)聲場-hans

第7章吸聲和室內(nèi)聲場學(xué)習(xí)目的與要求：⑴識(shí)記：吸聲系數(shù)、多孔性吸聲材料、吸聲結(jié)構(gòu)、微穿孔析吸聲結(jié)構(gòu)⑵領(lǐng)會(huì)：吸聲材料的種類，吸聲原理、吸聲結(jié)構(gòu)的吸聲原理、室內(nèi)吸聲降噪的原理⑶簡單應(yīng)用：吸聲特性和影響因素⑷綜合應(yīng)用：吸聲降噪量的設(shè)計(jì)吸聲降噪是控制室內(nèi)噪聲常用的技術(shù)措施。通過吸聲材料和吸聲結(jié)構(gòu)來降低噪聲的技術(shù)稱為吸聲技術(shù)。一般情況下，吸聲控制能使室內(nèi)噪聲降低約3～5dBA，使噪聲嚴(yán)重的車間降噪6～10dBA。

第7章吸聲和室內(nèi)聲場吸聲機(jī)理吸聲：聲波通過媒質(zhì)或入射到媒質(zhì)分界面上時(shí)聲能的減少過程。主要是粘滯性和內(nèi)摩擦的作用。

媒質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度各處不同→速度梯度→使相鄰質(zhì)點(diǎn)間產(chǎn)生相互作用的粘滯力或內(nèi)摩擦力→對質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)起阻礙作用。聲能→熱能其次是熱傳導(dǎo)效應(yīng)

媒質(zhì)質(zhì)點(diǎn)疏密程度各不相同→各處媒質(zhì)溫度也不相同→溫度梯度→相鄰質(zhì)點(diǎn)間產(chǎn)生了熱量傳遞。聲能→熱能吸聲材料一室內(nèi)吸聲降噪三

吸聲結(jié)構(gòu)二第7章吸聲和室內(nèi)聲場

吸聲材料的基本類型吸聲材料多孔性吸聲材料共振吸聲結(jié)構(gòu)纖維狀顆粒狀泡沫狀穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)薄膜共振吸聲結(jié)構(gòu)薄板共振吸聲結(jié)構(gòu)吸聲材料一吸聲材料一(一)吸聲系數(shù)(二)吸聲量(二)多孔吸聲材料吸聲材料：能吸收消耗一定聲能的材料。吸聲系數(shù)：材料吸收的聲能（）與入射到材料上的總聲能()之比，即

(一)吸聲系數(shù)【討論】：表示材料吸聲能力的大小，值在0～1之間，值愈大，材料的吸聲性能愈好；＝0，聲波完全反射，材料不吸聲；＝1，聲能全部被吸收。

吸聲系數(shù)的影響因素

材料的結(jié)構(gòu)使用條件聲波頻率吸聲系數(shù)影響因素25341材料的性質(zhì)聲波入射角度【聲波頻率】同種吸聲材料對不同頻率的聲波具有不同的吸聲系數(shù)。平均吸聲系數(shù)：工程中通常采用125Hz、250Hz、500Hz、1000Hz、2000Hz、4000Hz六個(gè)頻率的吸聲系數(shù)的算術(shù)平均值表示某種材料的平均吸聲系數(shù)。通常，吸聲材料在0.2以上，理想吸聲材料在0.5以上?！救肷湮曄禂?shù)】工程設(shè)計(jì)中常用的吸聲系數(shù)有

混響室法吸聲系數(shù)(無規(guī)入射吸聲系數(shù))

駐波管法吸聲系數(shù)(垂直入射吸聲系數(shù))

應(yīng)用：測量材料的垂直入射吸聲系數(shù)，按表，將換算為無規(guī)入射吸聲系數(shù)。0.10.20.30.40.50.60.70.80.90.250.400.500.600.750.850.900.981表與的換算關(guān)系混響室：聲學(xué)實(shí)驗(yàn)室混響室法吸聲系數(shù)(無規(guī)入射吸聲系數(shù))

：在混響室中，使不同頻率的聲波以相等幾率從各個(gè)角度入射到材料表面，測得的吸聲系數(shù)。測試較復(fù)雜，對儀器設(shè)備要求高，且數(shù)值往往偏差較大，但比較接近實(shí)際情況。在吸聲減噪設(shè)計(jì)中采用。駐波管法簡便、精確，但與一般實(shí)際聲場不符。用于測試材料的聲學(xué)性質(zhì)和鑒定。設(shè)計(jì)消聲器。

駐波管法吸聲系數(shù)(垂直入射吸聲系數(shù))駐波管法吸聲系數(shù)測試儀駐波管法n：駐波比，pmax為聲壓的最大值，pmin為聲壓的最小值吸聲材料一(一)吸聲系數(shù)(二)吸聲量(二)多孔吸聲材料

定義：吸聲系數(shù)與吸聲面積的乘積

式中——吸聲量，m2；

——某頻率聲波的吸聲系數(shù)；

——吸聲面積，m2。(二)吸聲量（等效吸聲面積）【注】工程上通常采用吸聲量評價(jià)吸聲材料的實(shí)際吸聲效果?？偽暳浚喝艚M成室內(nèi)各壁面的材料不同，則壁面在某頻率下的總吸聲量為

式中——第i種材料組成的壁面的吸聲量，m2；

——第i種材料組成的壁面的面積，m2；

——第i種材料在某頻率下的吸聲系數(shù)。(二)吸聲量（等效吸聲面積）練習(xí)某車間尺寸為7m6m3m，天花板和地板及墻在1000Hz時(shí)的吸聲系數(shù)分別為0.06、0.07和0.07，求總吸聲量和平均吸聲系數(shù)。吸聲材料一(一)吸聲系數(shù)(二)吸聲量(三)多孔吸聲材料多孔吸聲材料多孔吸聲材料是應(yīng)用最廣泛的吸聲材料。最初的多孔吸聲材料以麻、棉、棕絲、毛發(fā)、甘蔗渣等天然動(dòng)植物纖維為主；目前則以玻璃棉、礦渣棉等無機(jī)纖維為主。吸聲材料可以是松散的，也可以加工成棉絮狀或粘結(jié)成氈狀或板狀。

(二)多孔吸聲材料KTV軟包阻燃吸聲材料多孔槽型木質(zhì)吸聲材料木絲板吸聲材料木質(zhì)穿孔吸聲板絲質(zhì)吸聲材料混凝土復(fù)合吸聲型聲屏障輕質(zhì)復(fù)合吸聲型聲屏障吸聲門吸聲體主要種類常用材料實(shí)例使用情況纖維材料有機(jī)纖維材料動(dòng)物纖維：毛氈價(jià)格昂貴，使用較少。植物纖維：麻絨、海草、椰子絲防火、防潮性能差，原料來源廣，便宜。無機(jī)纖維材料玻璃纖維：中粗棉、超細(xì)棉、玻璃棉氈吸聲性能好，保溫隔熱，耐潮，但松散纖維易污染環(huán)境或難以加工成制品。礦渣棉：散棉、礦棉氈吸聲性能好，不燃、耐腐蝕，易斷成碎末，污染環(huán)境施工扎手。纖維材料制品軟質(zhì)木纖維板、礦棉吸聲磚、巖棉吸聲板、玻璃吸聲板、木絲板、甘蔗板等裝配式加工，多用于室內(nèi)吸聲。顆粒材料砌塊礦渣吸聲磚、膨脹珍珠巖吸聲磚、陶土吸聲磚多用于砌筑界面較大的消聲裝置。板材珍珠巖吸聲裝飾板質(zhì)輕、不燃、保溫、隔熱。泡沫材料泡沫塑料聚氨酯泡沫塑料、尿醛泡沫塑料吸聲性能不穩(wěn)定，吸聲系數(shù)使用前需實(shí)測其他吸聲型泡沫玻璃強(qiáng)度高、防水、不燃、耐腐蝕加氣混凝土微孔不貫通，使用少常用吸聲材料的使用情況吸聲材料構(gòu)造特性材料的孔隙率要高，一般在70%以上，多數(shù)達(dá)到90%左右；孔隙應(yīng)該盡可能細(xì)小，且均勻分布；微孔應(yīng)該是相互貫通，而不是封閉的；微孔要向外敞開，使聲波易于進(jìn)入微孔內(nèi)部。1吸聲原理

聲波入射到多孔吸聲材料的表面時(shí)，部分聲波反射，部分聲波透入材料內(nèi)部微孔內(nèi)，激發(fā)孔內(nèi)空氣與筋絡(luò)發(fā)生振動(dòng)，空氣與筋絡(luò)之間的摩擦阻力使聲能不斷轉(zhuǎn)化為熱能而消耗；空氣與筋絡(luò)之間的熱交換也消耗部分聲能，從而達(dá)到吸聲的目的。

2.吸聲特性及影響因素

特性:高頻聲吸收效果好，低頻聲吸收效果差。原因：低頻聲波激發(fā)微孔內(nèi)空氣與筋絡(luò)的相對運(yùn)動(dòng)少，摩擦損小，因而聲能損失少，而高頻聲容易使振動(dòng)加快，從而消耗聲能較多。所以多孔吸收材料常用于高中頻噪聲的吸收。

吸聲性能的影響因素

厚度吸聲性能影響因素25341孔隙率與密度空腔

使用環(huán)境護(hù)面層1

厚度對吸聲性能的影響

圖2-15不同厚度的超細(xì)玻璃棉的吸聲系數(shù)理論證明，若吸聲材料層背后為剛性壁面，最佳吸聲頻率出現(xiàn)在材料的厚度等于該頻率聲波波長的1/4處。使用中，考慮經(jīng)濟(jì)及制作的方便，對于中、高頻噪聲，一般可采用2～5cm厚的成形吸聲板；對低頻吸聲要求較高時(shí)，則采用厚度為5～10cm的吸聲板。同種材料，厚度增加一倍，吸聲最佳頻率向低頻方向近似移動(dòng)一個(gè)倍頻程

由實(shí)驗(yàn)測試可知：厚度越大，低頻時(shí)吸聲系數(shù)越大；＞2000Hz，吸聲系數(shù)與材料厚度無關(guān)；增加厚度，可提高低頻聲的吸收效果，對高頻聲效果不大?？紫堵剩翰牧蟽?nèi)部的孔洞體積占材料總體積的百分比。一般多孔吸聲材料的孔隙率＞70%；孔隙率增大，密度減小，反之密度增大；孔隙尺寸越大，孔隙越通暢，流阻越小。2孔隙率與密度

在穩(wěn)定氣流狀態(tài)下，吸聲材料中的壓力梯度與氣流線速度之比。過高空氣穿透力降低過低因摩擦力、粘滯力引起的聲能損耗降低吸聲性能下降【討論】密度太大或太小都會(huì)影響材料的吸聲性能。若厚度不變，增大多孔吸聲材料密度，可提高低中頻的吸聲系數(shù)，但比增大厚度所引起的變化小，且高頻吸收會(huì)有所下降。

一種多孔吸聲材料對應(yīng)存在一個(gè)最佳吸聲性能的密度范圍?？涨唬翰牧蠈优c剛性壁之間一定距離的空氣層；吸聲系數(shù)隨腔深D（空氣層）增加而增加；空腔結(jié)構(gòu)節(jié)省材料，比單純增加材料厚度更經(jīng)濟(jì)。3空腔對吸聲性能的影響

圖背后空氣層厚度對吸聲性能的影響

多孔材料的吸聲系數(shù)隨空氣層厚度增加而增加，但增加到一定厚度后，效果不再繼續(xù)明顯增加。當(dāng)腔深D近似等于入射聲波的1/4波長或其奇數(shù)倍時(shí)，吸聲系數(shù)最大。當(dāng)腔深為1/2波長或其整倍數(shù)時(shí)，吸聲系數(shù)最小。一般推薦取腔深為5～10cm。天花板上的腔深可視實(shí)際需要及空間大小選取較大的距離。3空腔對吸聲性能的影響

實(shí)際使用中，為便于固定和美觀，往往要對疏松材質(zhì)的多孔材料作護(hù)面處理。護(hù)面層的要求：良好的透氣性；微穿孔護(hù)面板穿孔率應(yīng)大于20%，否則會(huì)影響高頻吸聲效果；透氣性較好的紡織品對吸聲特性幾乎沒有影響。對成型多孔材料板表面粉飾時(shí)，應(yīng)采用水質(zhì)涂料噴涂，不宜用油漆涂刷，以防止涂料封閉孔隙。4護(hù)面層對吸聲性能的影響

溫度濕度氣流

5

使用環(huán)境對吸聲性能的影響

溫度引起聲速、波長及空氣粘滯性變化，影響材料吸聲性能。溫度升高，吸聲性能向高頻方向移動(dòng)；溫度降低則向低頻方向移動(dòng)。

通風(fēng)管道和消聲器內(nèi)氣流易吹散多孔材料，吸聲效果下降；飛散的材料會(huì)堵塞管道，損壞風(fēng)機(jī)葉片；應(yīng)根據(jù)氣流速度大小選擇一層或多層不同的護(hù)面層?？諝鉂穸纫鸲嗫撞牧虾首兓?。濕度增大，孔隙吸水量增加，堵塞細(xì)孔，吸聲系數(shù)下降，先從高頻開始。濕度較大環(huán)境應(yīng)選用耐潮吸聲材料。

外墻保溫吸聲層

保溫吸聲層

阻燃吸聲板

羊毛阻燃吸聲板

注意特殊的使用條件，如腐蝕、高溫或火焰等情況對多孔材料的影響。第七章噪聲控制技術(shù)——吸聲吸聲材料一室內(nèi)吸聲降噪三

吸聲結(jié)構(gòu)二吸聲處理中常采用吸聲結(jié)構(gòu)。

吸聲結(jié)構(gòu)二(一)薄板共振吸聲結(jié)構(gòu)

(二)穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)

(三)微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)

吸聲結(jié)構(gòu)機(jī)理：共振吸聲原理常用的吸聲結(jié)構(gòu)圖薄板共振吸聲結(jié)構(gòu)示意圖(一)薄板共振吸聲結(jié)構(gòu)

空氣層龍骨龍骨3—阻尼材料4—薄板1－剛性壁面機(jī)理：聲波入射引起薄板振動(dòng)，薄板振動(dòng)克服自身阻尼和板-框架間的摩擦力，使部分聲能轉(zhuǎn)化為熱能而耗損。當(dāng)入射聲波的頻率與振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率相同時(shí)，發(fā)生共振，薄板彎曲變形最大，振動(dòng)最劇烈，聲能消耗最多。結(jié)構(gòu)入射聲波薄金屬板、膠合板、硬質(zhì)纖維板、石膏板等薄板共振吸聲結(jié)構(gòu)的共振頻率式中——板的面密度，kg／m2，，其中m為板密度，kg/m3，t為板厚,m；

——板后空氣層厚度，㎝?！居懻摗?/p>

增大或增加，共振頻率下降。通常取薄板厚度3～6mm，空氣層厚度3～10mm，共振頻率多在80～300Hz之間，故一般用于低頻吸聲；吸聲頻率范圍窄，吸聲系數(shù)不高，約為0.2～0.5?？諝鈱育埞驱埞?—阻尼材料4—薄板1－剛性壁面改善薄板共振吸聲性能的措施：在薄板結(jié)構(gòu)邊緣（板-龍骨交接處）填置能增加結(jié)構(gòu)阻尼的軟材料，如泡沫塑料條、軟橡皮、海綿條、毛氈等，增大吸聲系數(shù)。在空腔中，沿框架四周放置多孔吸聲材料，如礦棉、玻璃棉等。采用組合不同單元或不同腔深的薄板結(jié)構(gòu)，或直接采用木絲板、草紙板等可吸收中、高頻聲的板材，拓寬吸聲頻帶。吸聲處理中常采用吸聲結(jié)構(gòu)。吸聲結(jié)構(gòu)機(jī)理：亥姆霍茲共振吸聲原理。常用的吸聲結(jié)構(gòu)

吸聲結(jié)構(gòu)二(一)薄板共振吸聲結(jié)構(gòu)

(二)穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)

(三)微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)

分類：按薄板穿孔數(shù)分為單腔共振吸聲結(jié)構(gòu)多孔穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)材料：輕質(zhì)薄合金板、膠合板、塑料板、石膏板等。

穿孔吸聲板

(二)穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)

特征：穿孔薄板與剛性壁面間留一定深度的空腔所組成的吸聲結(jié)構(gòu)。又稱“亥姆霍茲”共振吸聲器或單孔共振吸聲器入射聲波≈結(jié)構(gòu)：1.單腔共振吸聲結(jié)構(gòu)封閉空腔壁上開一個(gè)小孔與外部空氣相通；腔體中空氣具有彈性，相當(dāng)于彈簧；孔頸中空氣柱具有一定質(zhì)量，相當(dāng)于質(zhì)量塊。圖單腔共振吸聲結(jié)構(gòu)示意圖

原理：入射聲波激發(fā)孔頸中空氣柱往復(fù)運(yùn)動(dòng)，與頸壁摩擦，部分聲能轉(zhuǎn)化為熱能而耗損，達(dá)到吸聲目的。當(dāng)入射聲波的頻率與共振器的固有頻率相同時(shí)，發(fā)生共振，空氣柱運(yùn)動(dòng)加劇，振幅和振速達(dá)最大，阻尼也最大，消耗聲能最多，吸聲性能最好。

單腔共振體的共振頻率式中——聲波速度，m/s；——小孔截面積，m2；

——空腔體積，m3；——小孔有效頸長，m，若小孔為圓形則有式中——頸的實(shí)際長度(即板厚度)，m；

——頸口的直徑，m?？涨粌?nèi)壁貼多孔材料時(shí)，有【討論】單腔共振吸聲結(jié)構(gòu)使用很少，是其它穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。改變孔頸尺寸或空腔體積，可得不同共振頻率的共振器，而與小孔和空腔的形狀無關(guān)。簡稱穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)：薄板上按一定排列鉆很多小孔或狹縫，將穿孔板固定在框架上，框架安裝在剛性壁上，板后留有一定厚度的空氣層。實(shí)際是由多個(gè)單腔（孔）共振器并聯(lián)而成。圖多孔穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)小孔或狹縫空氣層剛性壁框架2.多孔穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)多孔穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)的共振頻率式中：P——穿孔率，即板上穿孔面積與板的總面積的百分比；D——板（膜）與剛性壁之間空氣膜的厚度，m；t——板厚，m；d——為孔徑，m。穿孔率正方形排列：

三角形排列：

平行狹縫：

以上各式中，為孔間距，為孔徑。【討論】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。工程設(shè)計(jì)中，穿孔率控制為1%～10%，最高不超過20%，否則穿孔板就只起護(hù)面作用，吸聲性能變差。一般板厚2～13mm，孔徑為2～10mm，孔間距為10～100mm，板后空氣層厚度為6～100mm時(shí)，則共振頻率為100～400Hz，吸聲系數(shù)為0.2～0.5。當(dāng)產(chǎn)生共振時(shí)，吸聲系數(shù)可達(dá)0.7以上。練習(xí)7-2:在3mm厚的金屬板上鉆直徑為5mm的孔，板后空腔深20cm，今欲吸收頻率為200Hz的噪聲，試求三角形排列的孔中心距。7-3:穿孔板厚4mm，孔徑8mm，穿孔按正方形排列，孔距20mm，穿孔板后留有10cm厚的空氣層，試求穿孔率和共振頻率。吸聲帶寬：設(shè)在共振頻率處的最大吸聲系數(shù)為，則在左右能保持吸聲系數(shù)為/2的頻帶寬度。穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)的吸聲帶寬較窄，通常僅幾十Hz到200、300Hz。吸聲系數(shù)＞0.5的頻帶寬度可按式估算

式中

——共振頻率，Hz；

——共振頻率對應(yīng)的波長，cm；

——空腔深度，m。

【討論】多孔穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)的吸聲帶寬和腔深有很大關(guān)系，而腔深又影響共振頻率的大小，故需合理選擇腔深。

改善多孔穿孔板板共振吸聲性能的措施：為增大吸聲系數(shù)與提高吸聲帶寬，可采取的辦法：①組合幾種不同尺寸的共振吸聲結(jié)構(gòu)，分別吸收一小段頻帶，使總的吸聲頻帶變寬；②在穿孔板后面的空腔中填放一層多孔吸聲材料，材料距板的距離視空腔深度而定；③穿孔板孔徑取偏小值，以提高孔內(nèi)阻尼；④采用不同穿孔率、不同腔深的多層穿孔板結(jié)構(gòu)，以改善頻譜特性；⑤在穿孔板后蒙一薄層玻璃絲布等透聲紡織品，以增加大孔頸摩擦。在板后加吸聲材料時(shí)，吸收峰值變寬，不但提高吸聲系數(shù)，而且使共振頻率稍向低頻移動(dòng)，移動(dòng)量一般在一個(gè)倍頻程內(nèi)。吸聲處理中常采用吸聲結(jié)構(gòu)。吸聲結(jié)構(gòu)機(jī)理：赫姆霍茲共振吸聲原理。介紹常用的吸聲結(jié)構(gòu)

吸聲結(jié)構(gòu)二(一)薄板共振吸聲結(jié)構(gòu)

(二)穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)

(三)微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)

結(jié)構(gòu)特征：厚度小于1mm的金屬薄板上穿孔，孔徑小于1mm、穿孔率1%～5%，安裝方法同薄板共振吸聲結(jié)構(gòu),后部留有一定厚度的空氣層，起到共振薄板的作用?？諝鈱觾?nèi)不填任何吸聲材料。常用的是單層或雙層微穿孔板。

(三)微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)

薄板常用鋁板或鋼板制作，因板特別薄、孔特別小，為與一般穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)相區(qū)別，故稱作微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)。

單層、雙層微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)示意圖

20世紀(jì)60年代我國著名聲學(xué)專家馬大猷教授研制的。優(yōu)點(diǎn)：克服了穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)吸聲頻帶較窄的缺點(diǎn)。吸聲系數(shù)大；吸聲頻帶寬；成本低、構(gòu)造簡單；設(shè)計(jì)理論成熟。耐高溫、耐腐蝕，不怕潮濕和沖擊，甚至可承受短暫的火焰，適用環(huán)境廣泛，包括一般高速氣流管道中。缺點(diǎn)：孔徑太小，易堵塞，宜用于清潔場所。

特點(diǎn)小結(jié)吸聲結(jié)構(gòu)：薄板共振吸聲結(jié)構(gòu)、穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)單腔共振吸聲結(jié)構(gòu)、多孔穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)）、微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)吸聲材料：吸聲系數(shù)、吸聲量、多孔吸聲材料（吸聲原理、吸聲特性及影響因素）第七章噪聲控制技術(shù)——吸聲吸聲材料一室內(nèi)吸聲降噪三

吸聲結(jié)構(gòu)二室內(nèi)吸聲降噪三(一)室內(nèi)聲場

(二)室內(nèi)聲壓級

(三)吸聲降噪量計(jì)算

主要在室內(nèi)的天花板和四周墻壁上飾以某種吸聲性能好的材料，或懸掛適當(dāng)?shù)目臻g吸聲體，就可以吸收房間內(nèi)的一部分反射聲波，減弱室內(nèi)總的噪聲。

室內(nèi)吸聲處理室內(nèi)聲場按聲場性質(zhì)分為：直達(dá)聲場：由聲源直接到達(dá)聽者，是自由聲場；混響聲場：經(jīng)過壁面一次或多次反射。擴(kuò)散聲場：聲能密度處處相等，聲波在任一受聲點(diǎn)上各個(gè)傳播方向作無規(guī)分布的聲場。是一種理想聲場，為簡化討論，以下的基本概念和公式都建立在室內(nèi)擴(kuò)散聲場的基礎(chǔ)上。(一)室內(nèi)聲場

1.室內(nèi)聲場的衰減2.混響時(shí)間1.室內(nèi)聲場的衰減平均自由程單位時(shí)間內(nèi)，室內(nèi)聲波經(jīng)相鄰兩次反射間的路程的平均值

式中——平均自由程，m；

——房間容積，m3；

——室內(nèi)總表面積，m2聲音在空氣中的聲速為c，則聲波每秒平均反射次數(shù)n=c/d，即

平均吸聲系數(shù)

設(shè)室內(nèi)各反射面面積分別為S1、S2、…Sn，吸聲系數(shù)為α1、α2、…αn

，則室內(nèi)表面的平均吸聲系數(shù)為

圖室內(nèi)聲場的衰減增長穩(wěn)態(tài)衰減（混響過程）a-吸聲差b-吸聲中等c-吸聲好

室內(nèi)聲場經(jīng)1～2s即接近穩(wěn)態(tài)（左側(cè)曲線）若聲源停止，聲音消失需要一個(gè)過程：首先直達(dá)聲消失，混響聲逐漸減弱，直到完全消失（右側(cè)曲線）。

假設(shè)只考慮室內(nèi)壁面與空氣的吸收，則經(jīng)t秒后，室內(nèi)聲能密度為

式中——初始聲能密度，(w·s)／m3

；

——吸聲系數(shù)

——房間容積，m3；

——室內(nèi)總表面積，m2

——空氣衰減系數(shù)，m-1；,

為聲波在空氣中每傳播100m衰減的分貝數(shù)。定義：室內(nèi)聲場達(dá)到穩(wěn)態(tài)后，聲源立即停止發(fā)聲，室內(nèi)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(shí)間，記作，單位秒（s）計(jì)算公式——賽賓（W.C.Sabine）公式意義：表示由于室內(nèi)混響現(xiàn)象，室內(nèi)聲場的聲能在聲源停止發(fā)聲后衰減的快慢。

2.混響時(shí)間房間一定，∵吸聲量,∴愈大，愈小。通過調(diào)整各頻率的平均吸聲系數(shù)，獲得各主要頻率的“最佳”，使室內(nèi)音質(zhì)達(dá)到良好?！居懻摗渴覂?nèi)吸聲降噪三(一)室內(nèi)聲場

(二)室內(nèi)聲壓級

(三)吸聲降噪量計(jì)算

(二)室內(nèi)聲壓級

1.直達(dá)聲場在室內(nèi)，當(dāng)聲源的聲功率恒定時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)在某接收點(diǎn)處獲得的直達(dá)聲能是恒定的。一個(gè)各向發(fā)射均勻的點(diǎn)聲源，聲強(qiáng)I=W/4πr2，聲能密度與聲強(qiáng)的關(guān)系為所以對于指向性因數(shù)為的聲源，在距聲源中心

r米處的直達(dá)聲聲能密度為

(二)室內(nèi)聲壓級

2.混響聲場聲源輻射的聲能經(jīng)第一次吸收后，剩者為混響聲，單位時(shí)間內(nèi)聲源向室內(nèi)提供的混響聲能為。因聲功率恒定，故混響聲能也恒定。壁面吸聲僅吸收混響聲，設(shè)室內(nèi)聲場達(dá)穩(wěn)態(tài)時(shí)，平均混響聲能密度為，聲波每碰撞壁面一次，吸收的混響聲能則為，每秒鐘內(nèi)碰撞次n，吸收的則為。因室內(nèi)聲場達(dá)穩(wěn)態(tài)時(shí)，每秒鐘由聲源提供的混響聲能等于被吸收的混響聲能，所以即令

平均聲能密度

——房間常數(shù)，m2。室內(nèi)吸聲狀況愈好，值愈大。

(二)室內(nèi)聲壓級

3.室內(nèi)總聲場室內(nèi)某點(diǎn)的聲壓級為

指向性因數(shù)取決于聲源的指向性和在室內(nèi)的位置

Q=1，點(diǎn)聲源放置在房間中心；

Q=2，聲源放在地面或墻面中間；

Q=4，聲源放在兩墻面或墻面與地面的交線上；

Q=8，在三面墻的交點(diǎn)上。(二)室內(nèi)聲壓級

3.室內(nèi)總聲場室內(nèi)某點(diǎn)的聲壓級為

括號內(nèi)第一項(xiàng)來自直達(dá)聲。表達(dá)了直達(dá)聲場對該點(diǎn)聲壓級的影響，r愈大，該項(xiàng)值愈小，即距聲源愈遠(yuǎn)，直達(dá)聲愈??；第二項(xiàng)來自混響聲。當(dāng)r較小，即接受點(diǎn)離聲源很近時(shí)，，室內(nèi)聲場以直達(dá)聲為主，混響聲可忽略；反之,則以混響聲為主，直達(dá)聲忽略不計(jì)，此時(shí)聲壓與r無關(guān)。當(dāng)時(shí)，直達(dá)聲與混響聲聲能密度相等，r稱為臨界半徑(Q=1時(shí)的臨界半徑又稱為混響半徑)，記為?！居懻摗?二)室內(nèi)聲壓級

3.室內(nèi)總聲場臨界半徑為

臨界半徑與房間常數(shù)和聲源指向性因數(shù)有關(guān)。房間內(nèi)吸聲狀況愈好，聲源指向性愈強(qiáng)，臨界半徑則愈大，在聲源周圍較大范圍內(nèi)可近似地視為自由聲場；反之房間內(nèi)大部分范圍可視為混響聲場?！居懻摗渴覂?nèi)吸聲降噪三(一)室內(nèi)聲場

(二)室內(nèi)聲壓級

(三)吸聲降噪量計(jì)算

總原則：應(yīng)先對聲源進(jìn)行隔聲、消聲等處理，當(dāng)噪聲源不宜采用隔聲措施，或采用了隔聲手段后仍不能達(dá)到噪聲的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，可采用吸聲處理來作為輔助手段。基本原則：1.單獨(dú)的風(fēng)機(jī)房、泵房、控制室等房間面積較小，所需降噪量較高時(shí)，可對天花板、墻面同時(shí)作吸聲處理；2.車間面積較大時(shí)．宜采用空間吸聲體，平頂吸聲處理；3.聲源集中在局部區(qū)域時(shí)，宜采用局部吸聲處理，并同時(shí)設(shè)置隔聲屏障；1吸聲設(shè)計(jì)原則(三)吸聲降噪量計(jì)算

4.噪聲源比較多而且較分散的生產(chǎn)車間宜作吸聲處理；

5.對于中、高頻噪聲，可采用20-50mm厚的常規(guī)成型吸聲板，當(dāng)吸聲要求較高時(shí)可采用50～80mm厚的超細(xì)玻璃棉等多孔吸聲材料，并加適當(dāng)?shù)淖o(hù)面層；6.對于寬頻帶噪聲，可在多孔材料后留50-100mm的空氣層，或采用80-150mm厚的吸聲層；對于低頻帶噪聲，可采用穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)，其板厚通?？扇?-5mm，孔徑可取3-6mm，穿孔率小于5％；1吸聲設(shè)計(jì)原則7.對于濕度較高的環(huán)境，或有清潔要求的吸聲設(shè)計(jì)，可采用薄膜覆面的多孔材料或單、雙層微穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)，穿孔板的板厚及孔徑均不大于lmm，穿孔率可取0.5％-3％，空腔深度可取50一200mm。8.進(jìn)行吸聲處理時(shí)，應(yīng)滿足防火、防潮、防腐、防塵等工藝與安全衛(wèi)生要求，兼顧通風(fēng)、采光、照明及裝修要求，也要注意埋設(shè)件的布置。1吸聲設(shè)計(jì)原則根據(jù)聲源特性估算受聲點(diǎn)的各頻帶聲壓級確定各吸聲面的吸聲系數(shù)了解環(huán)境特點(diǎn)，選定噪聲控制標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算各頻帶所需吸聲量計(jì)算室內(nèi)應(yīng)有的吸聲系數(shù)確定受聲點(diǎn)允許的噪聲級和各頻帶聲壓級選擇合適的吸聲材料2吸聲設(shè)計(jì)程序3吸聲降噪量表

聲源的指向性因素聲源位置指向性因素室內(nèi)幾何中心1室內(nèi)地面或某墻面中心2室內(nèi)某一邊線中心4室內(nèi)八個(gè)角處之一83吸聲降噪量3吸聲降噪量房間吸聲處理前接受點(diǎn)的聲壓級：房間吸聲處理后該接受點(diǎn)的聲壓級：吸聲處理前后該點(diǎn)噪聲降低量△Lp為：3吸聲降噪量（1）如果在一個(gè)大的房間，離聲源較近時(shí)，噪聲以直達(dá)聲為主，則：（2）如果在一個(gè)大的房間，離聲源足夠遠(yuǎn)時(shí)，噪聲以反射聲為主，則：設(shè)吸聲降噪前后室內(nèi)平均吸聲系數(shù)分別為和；吸聲量分別為和；混響時(shí)間分別為和，則吸聲降噪效果為

或(三)吸聲降噪量計(jì)算

混響時(shí)間可測，計(jì)算吸聲降噪量，免除了計(jì)算吸聲系數(shù)的麻煩和不準(zhǔn)確

(2-142)

越大，噪聲級降低越多；但大到一定程度，不再變化，因此應(yīng)取適當(dāng)值【例】尺寸為14m×10m×3m，體積為420m3，面積為424m2的控制室內(nèi)有一臺(tái)空調(diào)，安裝在10m×3m墻壁的中心部位，試通過設(shè)計(jì)計(jì)算使距噪聲源7m處符合NR-50曲線。①記錄控制室尺寸、體積、總表面積、噪聲源的種類和位置等；②記錄噪聲的倍頻程聲壓級測量值；③記錄NR-50的各個(gè)倍頻程聲壓級；④計(jì)算需要降噪量；⑤處理前混響時(shí)間的測量值，并計(jì)算出處理前平均吸聲系數(shù)；⑥計(jì)算出處理后平均吸聲系數(shù)；⑦參考各種材料的吸聲系數(shù)，然后選材確定控制室各部分的裝修。

【例】尺寸為14m×10m×3m，體積為420m3，面積為424m2的控制室內(nèi)有一臺(tái)空調(diào)，安裝在10m×3m墻壁的中心部位，試通過設(shè)計(jì)計(jì)算使距噪聲源7m處符合NR-50曲線。次序項(xiàng)目倍頻程中心頻率/Hz說明12525050010002000400