聲源發出的聲波遇到頂棚、地面、牆面及其他物體表面時，會發生聲波的反射。聲波在室內多次反射形成疊加聲波，稱為混響聲。特別在無裝飾的大廳和大車間內，混響聲的存在使室內任何聲源的噪聲級比室外曠野的噪聲級明顯提高。如果在牆面或頂棚上飾以吸聲材料、吸聲結構，或在空間懸掛吸聲板、吸聲體，混響聲就會被吸收掉，室內的噪聲級也就相應降低。這種控制噪聲的方法稱作吸聲減噪。
基本介紹
- 中文名：吸聲減噪
- 外文名：Sound absorption and noise reduction
- 套用學科：噪聲控制
- 適用領域範圍：環境生態
- 吸聲機理：吸聲材料吸聲和共振吸聲結構吸聲
- 影響因素：材料密度、厚度、空氣空腔
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機理
當聲波入射到多孔、透氣、纖維類材料或吸聲結構的表面時，進入材料或吸聲結構中的聲波能夠引起空氣和吸聲材料或吸聲結構本身發生振動，由於摩擦和粘滯阻力作用以及材料的導熱使一部分聲能轉化為熱能而被消耗掉，從而使噪聲降低。
按吸聲機理不同，可分為吸聲材料吸聲和共振吸聲結構吸聲。吸聲材料大多都鬆軟多孔，孔與孔之間相互連通，並從表面深入到材料的內層。吸聲材料套用非常廣泛。多孔性材料包括纖維類、泡沫類和顆粒類，以纖維類材料為例，最常見的有超細玻璃棉、礦渣棉、化纖棉、木絲板、甘蔗板；泡沫類材料以泡沫塑膠、海綿乳膠、泡沫橡膠居多；顆粒類材料則以膨脹珍珠岩、多孔陶土磚、蛭石混凝土居多。共振吸聲結構又可分為薄板共振吸聲結構，共振器和穿孔薄板共振吸聲結構等。
設計原則
（1）先對聲源進行隔聲、消聲等處理，如改進設備，加隔聲罩、消聲器或建隔聲牆、隔聲間等。
（2）當房內平均吸聲係數很小時，採取吸聲處理才能達到預期效果。單獨的風機房、泵房、控制室等房間面積較小，所需降噪量較高，宜對天花板、牆面同時作吸聲處理；車間面積較大，宜採用空間吸聲體、平頂吸聲處理；聲源集中在局部區域時，宜採用局部吸聲處理，同時設定隔聲屏障；噪聲源較多且較分散的生產車間宜作吸聲處理。
（3）在靠近聲源直達聲占支配地位的場所，採取吸聲處理，不能達到理想的降噪效果。
（4）通常吸聲處理只能取得4～12dB的降噪效果。
（5）若噪聲高頻成分很強，可選用多孔吸聲材料；若中、低頻成分很強，可選用薄板共振吸聲結構或穿孔板共振吸聲結構；若噪聲中各個頻率成分都很強，可選用複合穿孔板或微穿孔板吸聲結構。通常要把幾種方法結合，才能達到最好的吸聲效果。
（6）選擇吸聲材料或結構，必須考慮防火、防潮、防腐蝕、防塵等工藝要求。
（7）選擇吸聲處理方式，必須兼顧通風、採光、照明及裝修、施工、安裝的方便因素，還要考慮省工、省料等經濟因素。
設計程式
（1）確定吸聲處理前房間的噪聲級和各倍頻帶的聲壓級，對現有車間進行實測；設計中的車間，由設備的聲功率譜及房間壁面情況推算。了解噪聲源的特性，選定相應的噪聲指標。
（2）確定降噪地點的允許噪聲級和各倍頻程的聲壓級，求出各倍頻程需要的吸聲降噪量。
（3）測量吸聲處理前室內各倍頻程的混響時間，了解房間壁面情況，計算吸聲處理前室內各倍頻程的平均吸聲係數。
（4）根據各倍頻程需要的吸聲降噪量，計算出吸聲處理後各倍頻程應達到的平均吸聲係數。
（5）確定吸聲面的吸聲係數，選擇合適的吸聲材料或吸聲結構，確定結構或材料的有關參數，如厚度、密度、面積、穿孔率以及安裝方式等。
主要因素
當聲波入射到多孔性材料的表面時，部分透入的聲能與纖維筋絡或顆粒之間產生摩擦，由於空氣的粘滯性和材料的熱傳導效應使聲能轉化為熱能而消耗。要使材料有良好的吸聲性能，則要求材料有良好的“透氣性”，材料內部和表面的孔隙相互貫通。影響材料吸聲性能的主要因素是：
（1）材料的厚度
多孔性吸聲材料的低頻吸聲係數一般較低，當材料厚度增加時，最佳吸聲頻率向低頻方向移動。對同種材料而言，材料厚度加倍，吸聲係數最大的頻率向低頻方向移動一個倍頻程。若吸聲材料背後為剛性壁面，最佳吸聲頻率出現在材料厚度等於該頻率對應聲波波長的1/4處。從工程實用上看，厚度取1/10～1/15波長，也可滿足要求。通常多孔性吸聲材料取3～5cm即可，為提高中、低頻吸聲性能，厚度取5～10cm，只有在特殊情況下取10cm以上。
（2）材料的密度
一般多孔性材料的密度增加時，材料內部的空隙率相對降低，可增加低頻吸聲效果。在一定條件下，各種吸聲材料的密度存在一個最佳值，密度過大，吸聲係數降低。例如，超細玻璃棉的密度為15～25kg/m3時最佳。
（3）空氣空腔
為了改善材料的低頻吸聲性能，可在材料層與剛性壁面之間留有一定厚度的空腔，這相當於增加了材料層的有效厚度，而且比單獨增加材料的厚度和密度更為經濟。當空氣空腔厚度接近入射聲波波長的1/4時，對該聲波的吸聲係數最大。實用中，牆上的空氣空腔厚度為5～10cm較為合適，對於平頂，則視空間尺寸可選更大的厚度。
