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吸聲系數(shù) α

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吸聲系數(shù) α? （Sound Absorption Coefficient）是衡量材料吸收聲波能力的物理量，其數(shù)值介于 0 和 1 之間，表示入射聲能被材料吸收的比例。α 還隨頻率變化，以評估材料在不同頻段的吸聲性能。

吸聲系數(shù)在建筑聲學(xué)、環(huán)境噪聲控制和室內(nèi)聲環(huán)境優(yōu)化中具有重要意義。合理使用吸聲材料可降低混響時(shí)間、控制噪聲、提升語言清晰度，改善室內(nèi)聲環(huán)境和舒適度。

在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和工程實(shí)踐中，吸聲系數(shù)是評估吸聲材料性能與設(shè)計(jì)方案效果的關(guān)鍵指標(biāo)。

特性

  • 高精度混響室法吸聲系數(shù)測量
  • 完整的 1/3 倍頻程頻譜結(jié)果
  • 符合 GB/T 20247、ISO 354 等多種標(biāo)準(zhǔn)
  • 完整的測量解決方案

什么是吸聲系數(shù)？

吸聲現(xiàn)象的本質(zhì)是聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)，聲能以熱能或共振等形式損失消耗。

當(dāng)聲波入射到材料表面時(shí)，會發(fā)生三種情況：

  • 一部分聲波被反射；
  • 一部分聲能量被材料吸收；
  • 還有一部分聲波透射過去。

具體來說，吸聲的定義是入射聲減去反射聲。

而隔聲的定義則是入射聲減去透傳聲。

Sound-Attenuation

吸聲系數(shù)表示吸聲材料或吸聲結(jié)構(gòu)性能，用 α 表示。

  • 當(dāng) α=0 時(shí)，材料不吸聲；
  • 當(dāng) α=1 時(shí)，表示材料吸收了全部聲能。

吸聲系數(shù)的大小除取決于材料的性能和結(jié)構(gòu)外，還與聲波的入射頻率、入射方向有關(guān)。通常，平均吸聲系數(shù) > 0.2 的材料稱為吸聲材料，> 0.5的材料是理想的吸聲材料。

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常見誤區(qū)

吸聲和頻率

不同頻率的聲音在遇到材料時(shí)，吸收情況不同。

  • 低頻（低沉的聲音，如鼓聲）：波長較長、穿透力強(qiáng)，一般材料難以吸收，需要專門設(shè)計(jì)的低頻陷阱或厚重吸音層。
  • 中頻（人聲、普通背景音樂）：多數(shù)材料吸聲性能最佳的頻段。
  • 高頻（尖銳聲音、金屬碰撞聲）：波長短、易被粗糙表面或輕質(zhì)纖維材料吸收。

因此，在專業(yè)建筑聲學(xué)設(shè)計(jì)中，往往會根據(jù)實(shí)際用途選擇不同頻率段的吸聲材料組合，從而達(dá)到理想的聲學(xué)效果。

演播室2

吸聲 ≠ 隔聲！

  • 吸聲：減少空間內(nèi)的回聲和混響，提高聲音清晰度。比如電影院、錄音棚、會議室，用吸聲材料讓人聽得更清楚。
  • 隔聲：阻止聲音穿透墻體或門窗，防止噪聲從一個(gè)房間傳到另一個(gè)房間。
演播室7

兩者是不同的物理機(jī)制，但在實(shí)際設(shè)計(jì)中經(jīng)常配合使用，共同打造理想的聲環(huán)境。

典型材料的吸聲系數(shù)

專用吸聲材料主要可以分為三類：

  • 多孔吸聲材料：麻棉毛氈、無機(jī)纖維材料、玻璃棉、巖棉，吸收中高頻聲波為主
  • 共振作用吸聲的柔性材料：泡沫塑料、膜狀材料、板狀材料，吸收中低頻
  • 復(fù)合材料

專用材料的吸聲系數(shù)可能有很大差異，生活中常見材料的吸聲系數(shù)如表中所列。

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材料 吸聲系數(shù)
125 Hz 250 Hz 500 Hz 1000 Hz 2000 Hz 4000 Hz
磚塊 .03 .03 .03 .04 .05 .07
薄地毯 .02 .06 .14 .37 .60 .65
厚地毯 .08 .24 .57 .69 .71 .73
輕質(zhì)織物 .03 .04 .11 .17 .24 .35
厚重織物 .14 .35 .55 .72 .70 .65
木材 .15 .11 .10 .07 .06 .07
普通玻璃 .35 .25 .18 .12 .07 .04
1/2″石膏板 .29 .10 .05 .04 .07 .09

測量方法

測量吸聲系數(shù) α 有多種方法，其中工程實(shí)踐中使用較多的是混響室法。

混響室法

混響室法是一種常用于工程應(yīng)用的測量方法。這種方法在一個(gè)無規(guī)入射聲的環(huán)境中進(jìn)行，即聲波在房間內(nèi)多次反射，形成一個(gè)均勻的聲場。

通過測量吸聲材料安裝前后混響時(shí)間的變化，可以計(jì)算出吸聲材料的吸聲系數(shù)。為了全面評估不同頻率的吸聲性能，標(biāo)準(zhǔn)要求測量 1/3 倍頻程混響時(shí)間。

混響室-吸聲系數(shù)測量配置-NTi-Audio

精確計(jì)算需要考慮諸多因素，而粗略計(jì)算公式為：

  • α=? A/S
  • A= ?(0.16×V)/T

S 是吸聲材料總面積（比如，雙面吸聲就計(jì)算兩個(gè)面的面積），材料吸聲量 AT = A2 - A1，即有試件的房間吸聲量減去空場吸聲量。

?? 混響室法計(jì)算出的 α 在某些情況下可能大于 1

小混響室法

除了常規(guī)的混響室法，為了適用較小空間，比如汽車內(nèi)部或其他小型空間，人們還使用小混響室法。由于空間較小，聲波在室內(nèi)的反射次數(shù)更多，形成的聲場也較為均勻。這種方法同樣通過測量混響時(shí)間的變化來計(jì)算吸聲系數(shù)。

你需要什么樣的儀器？

你需要一臺頻譜濾波器符合 GB/T 3241 要求的聲級計(jì)。你需要十二面體揚(yáng)聲器或脈沖拍擊器作為混響世家測量的聲源，可能還需要能控制測量和處理數(shù)據(jù)的專業(yè)軟件。

NTi-Audio_XL3_聲級計(jì)

1）XL3 聲學(xué)分析儀

1 級聲級計(jì) XL3 能精確測量 1/3 倍頻程混響時(shí)間，確保了數(shù)據(jù)的可靠和一致性。脈沖聲源或閘控粉噪聲都可激發(fā)測量。

這臺便攜的聲學(xué)分析儀能自動平均所有測量位置的聲音衰減，計(jì)算房間的空間平均結(jié)果并同時(shí)測量? T30/T20/T15/EDT 結(jié)果。它甚至能錄制聲音衰減過程以便后續(xù)分析。

2）DS3 十二面體聲源揚(yáng)聲器

DS3 十二面體揚(yáng)聲器是一個(gè)強(qiáng)大的全指向性聲源。它內(nèi)置十二支相同型號的揚(yáng)聲器，均勻排布在十二面體上。經(jīng)優(yōu)化的頻譜能提供均衡的高聲壓級信號，用于建筑隔聲、混響時(shí)間的精確測量。

也可選擇更經(jīng)濟(jì)的?δ 脈沖拍擊器。

3）室內(nèi)聲學(xué)報(bào)告軟件

在房間安裝/移除吸聲材料的狀態(tài)下分別測量混響時(shí)間。基于這些數(shù)據(jù)，室內(nèi)聲學(xué)報(bào)告軟件使用 ISO 354，ISO 11654 和 ASTM C423 標(biāo)準(zhǔn)中的方法計(jì)算吸聲系數(shù)。報(bào)告數(shù)據(jù)包括 class A-E 和單值數(shù)據(jù) NRC（降噪系數(shù)）和 SAA（平均吸聲量）。

軟件還能依據(jù)賽賓或伊林公式進(jìn)行室內(nèi)聲學(xué)模擬預(yù)測。

學(xué)習(xí)吸聲系數(shù)的混響室測量法

標(biāo)準(zhǔn)

標(biāo)準(zhǔn)號 說明
GB/T 20247-2006 聲學(xué) 混響室吸聲測量
ISO 354：2003 Acoustics - Measurement of sound absorption in a reverberation room
ASTM C423-17 混響室吸聲測量
SAE J2883-2015 使用小混響室無規(guī)入射吸聲試驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)室測量（Laboratory Measurement of Random Incidence sound Absorption Tests Using a Small Reverberation Room）（美國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)）
T/JAMIA 003-2023 吸聲系數(shù)實(shí)驗(yàn)室測量：小型混響艙法（江蘇行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)）
混響室-吸聲系數(shù)測量-NTi-Audio-1000px

小混響室法優(yōu)缺點(diǎn)

  • 滿足小型不規(guī)則吸聲體的測量要求，造價(jià)更低，更靈活
  • 受容積限制，截止頻率更高，低頻的誤差較大

配置信息

XL3_混響時(shí)間測量

吸聲系數(shù) α 測量系統(tǒng)

包含

  • XL3 聲學(xué)分析儀
    + 室內(nèi)聲學(xué)擴(kuò)展選件
  • M2230 1 級量測麥克風(fēng)
  • DS3 十二面體聲源揚(yáng)聲器套件
  • 室內(nèi)聲學(xué)報(bào)告軟件

可選

  • 1 級 94dB 精準(zhǔn)校準(zhǔn)器
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