材料的吸声系数.docx
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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(α)。
α=Eα/Ei=(Ei-Er)/Ei=1-r
式中:
Ei——入射声能;Eα——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xx。
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,α=0,表示无吸声作用;当入射声波完全没有被反射时,α=1,表示完全被吸收。
一般材料或结构的吸声系数α=0~1,α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,厚的/m3的离心玻璃棉的NRC可达到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)
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W。
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)
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)
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/ρc式中:
ρ-空气密度,如以标准大气压与的空气密度和声速代入,得到ρ?
c=408国际单位值,也叫xx。
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2×10-5Pa,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)
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"xx",1xx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1xx的声音大n倍,即该声音的响度为nxx。
响度级(LN)
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——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)
2.座位和听众的吸声系数和吸声量(m2)(混响室值)
3.多孔吸声材料类(驻波管值)
4.共振类吸声结构(混响室值)
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xx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xx入射到这种材料表面时,因声xx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
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,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,厚的/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。
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- 材料 吸声 系数