吸声处理与室内降噪

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/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。
   
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