吸声和室内声场

室内声场理论及声压级、混响时间计算一、室内声场理论1 声音在室内的传播声音在房间室内传播时，不但遵循室外大气中传播的规律，还会被房间天花、地面、墙面反射回来，声源不断发声时，入射声波与反射声波相叠加，形成复杂的室内声场。

大的平表面会象镜面一样反射声音，而且入射角等于反射角。

内凹型的表面会聚拢声音，形成声聚焦。

外秃的表面能够使将声音发散，形成扩散。

当房间表面起伏不平，而且起伏尺寸接近或小于声音波长时，声音入射后将不会形成定向反射，而是向各个方向无规则地反射，形成扩散。

就象光，表面平整的镜子能够反射出人像，这是镜面反射的结果，如果使用磨石将镜子磨毛，将成为乌玻璃，就是因为玻璃表面出现坑凹不平，尺寸与光的波长接近，形成光散射，各个角度都能看到入射的光，玻璃变得“发乌”了。

声音入射到房间表面一部分能量进入材料内部，一部分能量穿透材料到对面空间，这种能量损失的过程是吸声。

完全没有吸声的房间被称为理想混响室，如果在里面拍一下掌，声音将不断反射，在无限时间内回响。

现实情况下不存在这种房间，墙壁坚硬且光滑的房间混响时间很长，接近混响室，房间中声音会加强，接近混响室的房间中噪声比在一般房间内可能高15dB。

声音完全没有反射的房间被称为理想消声室，房间中只有声源的直达声，这样的声场叫做“自由场”。

在自由场中，距点声源距离增大一倍，声压级严格下降6dB。

现实情况下也不存在理想消声室，对房间进行强吸声处理可以近似看作消声室，因房间中只有直达声，声压级比普通房间可以降低10dB。

2 室内混响2.1 直达声与混响声声源发出的直接到达的声音是直达声，直达声总是最先到达人耳，这是因为直达声比反射声的声程短。

除了直达声以外，反射的声音形成了混响声，使室内声压级增加。

直达声只与声源强度有关，声源功率越大，直达声声压级越大，如果需要降低直达声，唯一的方法是使声源安静下来。

房间地面上立有阻挡直达声的屏障时，反射声会从天花反射过来，使屏障的隔声能力下降，如果天花吸声，减弱了反射声能量，屏障的降噪效果能够提高。

一、课程基本信息课程代码：260441课程名称：噪声污染控制英文名称：课程类别：专业选修课学时：45 〔讲授 36 学时＋实验 9 学时学分：2.5合用对象:环境工程考核方式：考试,期评成绩中考试成绩占 70%,平时成绩为 30%。

先修课程：二、课程简介中文简介随着现代工业、交通运输业和城市建设的发展,环境噪声污染已经成为国内外影响最大的公害之一。

本课程分两部份：噪声的基本知识,包括声波的定义、基本性质、评价和标准、噪声的测试以及噪声影响评价。

噪声控制的常用技术：吸声、隔声、消声器、隔振、阻尼减振。

最后通过应用实例,理论联系实际,综合运用以上的各种处理措施。

Brief introduction in EnglishWith the development of modern industry, transportation and urban construction, environmental noise pollution is becoming the serious problem inside and outside country.The course is divided into two parts: the fundamental knowledge, including the definition of noise/fundamental character/evaluation and standard/test of noise and noise impact assessment.The common technology of noise control: absorption sound/insulation sound/muffler/vibration isolation/damp vibration reduction.At last ,theory contacts fact. All kinds of treatment measure are used synthetically through the application example.三、课程性质与教学目的噪声污染控制是高等学校环境工程专业的一门重要专业课。

室内声场的组成1. 引言室内声场是指在室内环境中的声音分布和声音品质等特征。

一个好的室内声场可以提供良好的听觉享受，对于音乐会厅、剧院、会议厅、录音棚等场所尤为重要。

本文将介绍室内声场的组成，并深入探讨各种因素对室内声场的影响。

2. 室内声学基础知识在了解室内声场的组成之前，我们首先需要了解一些室内声学基础知识。

声音是通过空气中的震动传播的，而室内空间的结构、形状和材质会对声音的传播产生影响。

以下是一些基本的概念：2.1 回声回声指的是声音在空间中反射多次后形成的重复声音。

回声会导致声音混响时间增加，影响声音的清晰度和可听性。

2.2 吸声吸声是指材料吸收声波能量的能力。

吸声材料可以减少回声，提高声音的清晰度。

2.3 演化声音在室内空间中传播时会经历多次反射、漫射和衰减，这些过程被称为声场的演化。

不同的演化过程会对声音的品质产生影响。

3. 室内声场的组成室内声场的组成涉及多个因素，包括空间形状、尺寸、材料、声源位置等。

以下是各个因素的详细介绍：3.1 空间形状和尺寸空间形状和尺寸对声场的分布和反射产生显著影响。

不同的形状和尺寸会导致不同的声学效果。

例如，狭长的空间会产生严重的回声，而高大的空间则可能导致声音分散。

3.2 声学材料室内的墙壁、地板、天花板和家具等材料会影响声音的传播和吸收。

吸声材料可以减少回声，提高声音的清晰度和可听性。

常见的吸声材料包括吸声板、吸声瓷砖等。

3.3 声源位置声源的位置会对声场产生显著影响。

声源离听众越近，声音越直接、清晰，而声源离听众越远，声音则会衰减和分散。

3.4 演讲台设计在一些会议厅和讲堂等场所，演讲台的设计也是室内声场的重要组成部分。

演讲台的位置应该合理，以便演讲者的声音能够传播到整个场所，并保持清晰和高可听性。

3.5 音频系统音频系统包括扬声器、放大器和混音器等设备。

合适的音频系统可以增强声音的质量和可听性。

不同类型的场所需要使用不同类型的音频系统来满足其特定的声音需求。

第七章 吸声和室内声场7.1 材料的声学分类和吸声特性7.1.1 材料的声学分类在噪声控制工程设计中，常用吸声材料和吸声结构来降低室内噪声，尤其在体积较大，混响时间较长的室内空间，应用相当普遍。

吸声体按其吸声机理来分类，可以分成多孔性吸声材料及共振吸声结构两大类。

1．多孔性吸声材料多孔性吸声材料的内部有许多微小细孔直通材料表面，或其内部有许多相互连通的气泡，具有一定的通气性能。

凡在结构上具有以上特征的材料都可以作为吸声材料。

吸声材料的种类很多，我国目前生产的大体可分四大类。

（1）无机纤维材料，如玻璃棉、岩棉及其制品。

（2）有机纤维材料，如棉麻植物纤维及木质纤维制品（软质纤维板、木丝板等）。

（3）泡沫材料，如泡沫塑料和泡沫玻璃等。

（4）吸声建筑材料，如膨胀珍珠岩、微孔吸声砖、泡沫混凝土等。

2．共振吸声结构由于共振作用，在系统共振频率附近对入射声能具有较大的吸收作用的结构，称为共振吸声结构。

常见的有穿孔板吸声结构，微穿孔板吸声结构，薄板和薄膜吸声结构等。

7.1.2 吸声系数和吸声量1．吸声系数用吸声系数来描述吸声材料或吸声结构的吸声特性。

吸声系数定义为材料吸收的声能与入射到材料上的总声能之比：r E E E E E i r i i a -=-==1α（7.1）式中E i 为入射声能，E a 为被材料或结构吸收的声能， E r 为被材料或结构反射的声能，r 为反射系数。

由式（7.1）可见，当入射声波被完全反射时，α=0，表示无吸声作用；当入射声波完全没有被反射时，α=1，表示完全吸收。

一般的材料或结构的吸声系数在0—1之间，α值越大，表示吸声性能越好，它是目前表征吸声性能最常用的参数。

吸声系数是频率的函数，同一种材料，对于不同的频率，具有不同的吸声系数。

为表示方便，有时还用中心频率125、250、500、4K 六个倍频程的吸声系数的平均值，称为平均吸声系数α。

2．吸声量吸声系数反映房间壁面单位面积的吸声能力，材料实际吸收声能的多少，除了与材料的吸声系数有关外，还与材料表面积大小有关。

吸声处理与室内降噪部分材料的吸声系数材料125Hz500Hz2kHz 4k 抹灰光滑砖墙各种磨光石材单面玻璃贴墙木制墙板地毯木地板贴墙悬挂布料贴墙悬挂丝绒上述材料离墙2cm泡沫塑料穿空纸吸音板纤维吸音板贴面玻璃纤维板贴面矿棉纤维板无贴面矿棉纤维板膨胀珍珠岩钙塑泡沫装饰板吸声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。

一般认为NRC小于的材料是反射材料，NRC大于等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。

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。

吸声处理与室内降噪部分材料的吸声系数材料 125Hz 500Hz 2kHz 4k 抹灰光滑砖墙0.013 0.02 0.028 0.05 各种磨光石材 0.01 0.01 0.015 单面玻璃 0.03 0.027 0.02 贴墙木制墙板0.05 0.06 0.1 0.1 地毯 0.11 0.28 0.29 0.29 木地板 0.05 0.06 0.1 0.22 贴墙悬挂布料 0.03 0.11 0.24 0.35 贴墙悬挂丝绒0.05 0.35 0.38 0.36 上述材料离墙2cm 0.08 0.440.44 0.35 泡沫塑料 0.07 0.06 0.14 0.32 穿空纸吸音板 0.31 0.47 0.59 0.64 纤维吸音板0.12 0.35 0.72 0.55 贴面玻璃纤维板 0.10 0.31 0.67 0.66 贴面矿棉纤维板 0.22 0.82 0.87 0.79 无贴面矿棉纤维板 0.15 0.89 0.94 0.84 膨胀珍珠岩 0.12 0.57 0.32 0.935 钙塑泡沫装饰板 0.08 0.34 0.140.17吸声1.1 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。

吸声
声波通过某种介质或射到某介质表面时，声能减少或转换为其他能量的过程称为吸声。

吸声，对同一个空间，改变室内声场的特性。

吸声的主要作用是吸收室内的混响声,对直达声不起作用,也就是说吸声可提高音质,但对降噪能力效果不好；且吸声材料是以多孔、疏散的材质。

表征材料吸声性能的参数是吸声系数，即被材料吸收的声能与入射声能
吸声材料。

常用的吸声材料有玻璃棉、矿渣棉、卡普隆纤维、棉麻等植物纤维、泡沫微孔吸声砖等。