吸声系数 α
吸声系数 α 是衡量材料吸收声波能力的物理量,其数值介于 0 和 1 之间,表示入射声能被材料吸收的比例。α 还随频率变化,以评估材料在不同频段的吸声性能。
吸声系数在建筑声学、环境噪声控制和室内声环境优化中具有重要意义。合理使用吸声材料可降低混响时间、控制噪声、提升语言清晰度,改善室内声环境和舒适度。
在标准规范和工程实践中,吸声系数是评估吸声材料性能与设计方案效果的关键指标。
特性
什么是吸声系数?
吸声现象的本质是声波在介质中传播时,声能以热能或共振等形式损失消耗。
当声波入射到材料表面时,会发生三种情况:
- 一部分声波被反射;
- 一部分声能量被材料吸收;
- 还有一部分声波透射过去。
具体来说,吸声的定义是入射声减去反射声。
而隔声的定义则是入射声减去透传声。
典型材料的吸声系数
材料 | 吸声系数 | |||||
125 Hz | 250 Hz | 500 Hz | 1000 Hz | 2000 Hz | 4000 Hz | |
砖块 | .03 | .03 | .03 | .04 | .05 | .07 |
薄地毯 | .02 | .06 | .14 | .37 | .60 | .65 |
厚地毯 | .08 | .24 | .57 | .69 | .71 | .73 |
轻质织物 | .03 | .04 | .11 | .17 | .24 | .35 |
厚重织物 | .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 |
测量方法
测量吸声系数 α 有多种方法,其中工程实践中使用较多的是混响室法。
混响室法
混响室法是一种常用于工程应用的测量方法。这种方法在一个无规入射声的环境中进行,即声波在房间内多次反射,形成一个均匀的声场。
通过测量吸声材料安装前后混响时间的变化,可以计算出吸声材料的吸声系数。为了全面评估不同频率的吸声性能,标准要求测量 1/3 倍频程混响时间。
精确计算需要考虑诸多因素,而粗略计算公式为:
- α= A/S
- A= (0.16×V)/T
S 是吸声材料总面积(比如,双面吸声就计算两个面的面积),材料吸声量 AT = A2 - A1,即有试件的房间吸声量减去空场吸声量。
小混响室法
除了常规的混响室法,为了适用较小空间,比如汽车内部或其他小型空间,人们还使用小混响室法。由于空间较小,声波在室内的反射次数更多,形成的声场也较为均匀。这种方法同样通过测量混响时间的变化来计算吸声系数。
你需要什么样的仪器?
你需要一台频谱滤波器符合 GB/T 3241 要求的声级计。你需要十二面体扬声器或脉冲拍击器作为混响世家测量的声源,可能还需要能控制测量和处理数据的专业软件。
1)XL3 声学分析仪
1 级声级计 XL3 能精确测量 1/3 倍频程混响时间,确保了数据的可靠和一致性。脉冲声源或闸控粉噪声都可激发测量。
这台便携的声学分析仪能自动平均所有测量位置的声音衰减,计算房间的空间平均结果并同时测量 T30/T20/T15/EDT 结果。它甚至能录制声音衰减过程以便后续分析。
2)DS3 十二面体声源扬声器
DS3 十二面体扬声器是一个强大的全指向性声源。它内置十二支相同型号的扬声器,均匀排布在十二面体上。经优化的频谱能提供均衡的高声压级信号,用于建筑隔声、混响时间的精确测量。
也可选择更经济的 δ 脉冲拍击器。
标准
标准号 | 说明 | |||||
GB/T 20247-2006 | 声学 混响室吸声测量 | |||||
ISO 354:2003 | Acoustics - Measurement of sound absorption in a reverberation room | |||||
ASTM C423-17 | 混响室吸声测量 | |||||
SAE J2883-2015 | 使用小混响室无规入射吸声试验的实验室测量(Laboratory Measurement of Random Incidence sound Absorption Tests Using a Small Reverberation Room)(美国行业标准) | |||||
T/JAMIA 003-2023 | 吸声系数实验室测量:小型混响舱法(江苏行业标准) |
小混响室法优缺点
- 满足小型不规则吸声体的测量要求,造价更低,更灵活
- 受容积限制,截止频率更高,低频的误差较大
配置信息
吸声系数 α 测量系统
包含
- XL3 1 级声级计
+ 室内声学扩展选件 - M2230 1 级量测麦克风
- DS3 十二面体声源扬声器套件
- 室内声学报告软件
- 1 级 94dB 精准校准器