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视野丨你身边的一切都可能是吸声材料

2019-02-22http://www.jcdd.wang/来源:今日头条

上期回顾:知识丨噪声不是你想挡就能挡能量守恒定律告诉我们,能量既不

上期回顾:知识丨噪声不是你想挡就能挡能量守恒定律告诉我们,能量既不能被创造也不能被消减。但是能量可以从一种形式转化成另外一种形式。房间内的声音能量,是不会被消减的,只会转化成其它能量或传递到其它空间去。有些转化是有害的,例如引起门窗吊顶共震发出另外的声音,有些传递也是有害的,例如扰民,本文要讲其中一个无害的转化形式,吸声材料的作用。通常来说,吸声物体能被看成以下形式当中之一,既多孔相通吸声体、板吸声体和共振吸声体。通常来说,多孔吸声体是对于高频来说最为有效的吸声材料,而板及共振吸声体对低频的吸声更为有效。声音能量的损耗方式是这样的,声波在空气中传播,撞击到有覆盖声学材料的刚性墙面,首先声波在空气中传播会有较小的热量损失,主要在高频部分。声波撞击到声学材料和墙面,都会一部分反射分量从墙面反射回来。有意思的是,声波在进入吸声材料到达刚性墙面,以及被刚性墙面反射再穿透吸声材料的过程中,声波摩擦吸声料,会转化成热量散发到空气中。同时还会有部分声波进入密度比声学材料更大的刚性墙面中也会有热能损失。最后还会有一部分透过刚性墙面传到墙外去。声波消散所以不管空间是大还是小,吸声材料是多还是少,也不管发出的声音是大还是小,最后都会消失,只是消散时间的长和短,及是否被觉察而已。接下来说一下声波吸收的如何来量化计算的,在声学中就引用一个“吸声系数”来表示材料对声波吸收能力的强弱指标,并且声波因为各个频率波长的不同,所有各个频率一般来说单一材料的吸声系数是不同的,例如对500HZ,入射声波的能量60%被吸收,那么这个频率的吸声系数就是0.6,一个理想的吸声体,会吸收100%的入射声能量,因此吸声系数为1,但在实际测量中,常出现大于1的情况。就是因为受到上面分析中所提及的其它形式的吸收,同时还有说一个理相的反射面吸声系数为0,这在实际中也是不可能存在的。刚说了吸声系数,接下来我们说要说一下,一个声音在空间内消散快慢的另外一个量化指标:混响时间很多人都有过体验,在地下车库说一句话,要持续比较久的时间才会消失,声音也比较响亮,但在室外说话就比较干瘪,如果周围噪音还多的话,需要距离更近才能听得清楚,而在我们家里是感觉恰到好处,说起来不费劲,听起来又清晰,所以从主观体验上来讲,密闭空间越大,回声时间越长,越不清晰,混响时间越长,空间越小,越开放,吸声材料越多,混响时间越短,越清晰,越费劲。上面阐述了声学吸声的一些基础概念常识后,我们再回到生活中来,阐述一下时刻伴随着我们生活中的吸声材料和吸声现象,先从客厅观察起,随便举例一个客厅吧,右边客厅,左边饭厅,客厅一边是帘幕,沙发是皮的或布的,中国90%以上的客厅布局从图中我们可以明显的看出,空间中的软装,有着明显吸声能力就是窗帘和沙发,那接下来我们从数据上看一下有什么关联。右箱:因为右边有帘幕,吸音多一些;国际6个倍频125Hz-4kHz混响时间0.5到0.66s;0.58秒正负0.08s然后我们再看比较空旷开放,没有多少纤维织物的靠近左边饭厅区的混响时间:国际6个倍频125Hz-4kHz混响时间0.54s到0.77s基本是各频段都高出右边0.1s所以我们可以极其明确的看出窗帘这种纤维织物,对声波具有比较强的吸声能力,特别是例如靠枕这些里面还有多孔相连的纤维,吸声能力也是超强的,说到这里再更正一些误解:表面粗糙,例如拉毛的水泥是不具备吸声能力的内部存在大量孔洞但是所有孔洞是密闭的材料,如聚苯、聚乙烯、闭孔聚氨脂(颗粒泡沫或珍珠棉)等,是没有吸声能力的因此具备吸声结构的多孔吸声材料具有大量的内外连通的微小孔隙和孔洞。当声波入射到多孔材料上,声波能顺着孔隙进入材料内部,引起空隙中空气分子的振动。由于空气的粘滞阻力、空气分子与孔隙壁的摩擦,使声能转化为摩擦热能而吸声。吸声频率特性是:随频率增加吸声系数逐渐增大,中高频吸声能力比低频强。然后就是共振吸结构,例如皮沙发是膜共振吸收低频,吊顶石膏板共振吸低频;还有柜子,纸箱,架空木地板等。还有一种空腔共振吸声结构,原理为亥姆霍兹共振,如穿孔石膏板、穿孔铝板、木槽板、狭缝吸音砖等。吸声特点为:在共振频率附近有较大吸收。这些一般在公司的办公室或会议室中出现,这种结构在中国出现比较久远了,明永乐皇帝还是燕王的时候,为了日后起兵夺权,在后花园秘密建地下室“私铸兵器”,为防止声音外传泄密,其谋臣姚广孝采用在墙壁上埋入大量的开口向室内的瓮罐进行吸声降噪,可见声学领域早在中国历史上就有所应用。杨迎春,全国圈内知名小空间声学设计达人,Cedia巡回展受邀12城讲师访问Fi-Play.com,浏览更多精彩资讯!
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