簡要全面了解吸聲材料、結構、係數與應用（附各類吸聲材料與係數表）
分貝、聲功率、聲強和聲壓
分貝
人們日常生活中遇到的聲音，若以聲壓值表示，由於變化範圍非常大，可以達六個數量級以上，同時 聲音功率由於人體聽覺對聲信號強弱刺激反應不是線形的，而是成對數比例關係。所以採用分貝來表達聲學量值。所謂分貝是指兩個相同的物理量（例A1和A0）之比取以10為底的對數並乘以10（或20）
N = 10lg(A1/A0)
分貝符號為"dB"，它是無量綱的。式中A0是基準量（或參考量），A是被量度量。被量度量和基準量之比取對數，這對數值稱為被量度量的"級"。亦即用對數標度時，所得到的是比值，它代表被量度量比基準量高出多少"級"。
聲功率（W）
聲功率是指單位時間內，聲波通過垂直於傳播方向某指定面積的聲能量。在雜訊監測中，聲功率是指聲源總聲功率。單位為W。
聲功率級：
Lw =10lg(W/W0)
式中：Lw——聲功率級（dB）；
W—— 聲功率（W）；
W0—— 基準聲功率，為10-12 W。
聲強（I）
聲強是指單位時間內，聲波通過垂直於傳播方向單位面積的聲能量。單位為W/ m2。
聲強級：
LI = 10lg(I/I0)
式中：LI —— 聲壓級(dB)；
I —— 聲強（W/m2）；
I0 —— 基準聲強，為10-12 W/m2。
聲壓（P）
聲壓是由於聲波的存在而引起的壓力增值。單位為Pa。聲波在空氣中傳播時形成壓縮和稀疏交替變化，所以壓力增值是正負交替的。但通常講的聲壓是取均方根值，叫有效聲壓，故實際上總是正值，對於球面波和平面波，聲壓與聲強的關係是：I= P2 / ρc式中：ρ-空氣密度，如以標準大氣壓與20℃的空氣密度和聲速代入，得到ρ?c =408 國際單位值，也叫瑞利。稱為空氣對聲波的特性阻抗.
聲壓級：
LP = 20lg(P/P0)
式中：LP—— 聲壓級（dB）；
P ——聲壓（Pa）；
P0—— 基準聲壓，為2×10-5Pa，該值是對1000HZ聲音人耳剛能聽到的最低聲壓。
響度和響度級
響度（N）
響度是人耳判別聲音由輕到響的強度等級概念，它不僅取決於聲音的強度(如聲壓級)，還與它的頻率及波形有關。響度的單位為"宋",1宋的定義為聲壓級為40dB,頻率為1000Hz,且來自聽者正前方的平面波形的強度。如果另一個聲音聽起來比1宋的聲音大n倍，即該聲音的響度為n宋。
聲音和響度
響度級(LN)
響度級是建立在兩個聲音主觀比較的基礎上，選擇1000Hz的純音作基準音，若某一雜訊聽起來與該純音一樣響，則該雜訊的響度級在數值上就等於這個純音的聲壓級（dB）。響度級用LN表示，單位是"方"。如果某雜訊聽起來與聲壓級為80dB，頻率為1000Hz的純音一樣響，則該雜訊的響度級就是80方。
響度與響度級
根據大量的實驗得到，響度級每改變10方，響度加倍或減半。它們的關係可用下列數學式表示：N = 2[(LN-40)/10] 或 LN = 40+33lgN注意，響度級的合成不能直接相加，而響度可以相加。應先將各響度級換算成響度進行合成，然後再換算成響度級。
聲級
為了能用儀器直接反映人的主觀響度感覺的評價量，有關人員在雜訊測量儀器——聲級計中設計了一種特殊濾波器，叫計權網路。通過計權網路測得的聲壓級，已不再是客觀物理量的聲壓級，而叫計權聲壓級或計權聲級，簡稱聲級。通用的有A、B、C和D計權聲級。A計權聲級是模擬人耳對55dB以下低強度雜訊的頻率特性；B計權聲級是模擬55dB到85dB的中等強度雜訊的頻率特性；C計權聲級是模擬高強度雜訊的頻率特性；D計權聲級是對雜訊參量的模擬，專用于飛機雜訊的測量。計權網路是一種特殊濾波器，當含有各種頻率通過時，它對不同頻率成分的衰減是不一樣的。A、B、C計權網路的主要差別是在於對低頻成分衰減程度，A衰減最多，B其次，C最少。A、B、C、D計權的特性曲線見十四、等效連續聲級、雜訊污染級和晝夜等效聲級。
吸聲材料、吸聲原理與係數
吸聲材料，是具有較強的吸收聲能、減低雜訊性能的材料。借自身的多孔性、薄膜作用或共振作用而對入射聲能具有吸收作用的材料。
吸音係數是按照吸音材料進行分類的。說明不同材料有不同吸音質量
分貝(db)，是聲壓級大小的單位（聲音的大小）。聲音壓力每增加一倍，聲壓量級增加6分貝。1分貝是人類耳朵剛剛能聽到的聲音。20分貝以下，我們認為它是安靜。20-40分貝相當於情人耳邊的輕輕細語。40-60分貝是我們正常談話的聲音。60分貝以上屬於吵鬧範圍。70分貝很吵，並開始損害聽力神經。90分貝會使聽力受損。在100-120分貝的房間內呆1分鐘，如無意外，人就會失聰（聾）。
吸聲原理
當入射聲能被完全反射時， α=0，表示無吸聲作用；當入射聲波完全沒有被反射時，α=1，表示完全被吸收。一般材料或結構的吸聲係數 α=0~1， α值越大，表示吸聲能越好，它是目前表徵吸聲性能最常用的參數。
吸聲是聲波撞擊到材料表面後能量損失的現象，吸聲可以降低室內聲壓級。描述吸聲的指標是吸聲係數a，代表被材料吸收的聲能與入射聲能的比值。理論上，如果某種材料完全反射聲音，那麼它的a=0；如果某種材料將入射聲能全部吸收，那麼它的a=1。事實上，所有材料的a介於0和1之間，也就是不可能全部反射，也不可能全部吸收。
不同頻率上會有不同的吸聲係數。人們使用吸聲係數頻率特性曲線描述材料在不同頻率上的吸聲性能。按照ISO標準和國家標準，吸聲測試報告中吸聲係數的頻率範圍是100-5KHz。將 100-5KHz的吸聲係數取平均得到的數值是平均吸聲係數，平均吸聲係數反映了材料總體的吸聲性能。在工程中常使用降噪係數NRC粗略地評價在語言頻率範圍內的吸聲性能，這一數值是材料在250、500、1K、2K四個頻率的吸聲係數的算術平均值，四捨五入取整到0.05。一般認為NRC小於0.2的材料是反射材料，NRC大於等0.2的材料才被認為是吸聲材料。當需要吸收大量聲能降低室內混響及雜訊時，常常需要使用高吸聲係數的材料。如離心玻璃棉、岩棉等屬於高NRC吸聲材料，5cm厚的24kg/m3的離心玻璃棉的NRC可達到0.95。
吸聲材料有哪些？
1、吸音材料麻絨。便宜，防火、防潮性差。
2、石油纖維棉。遇火既融，不吸水，不耐臟。不易吸收高頻噪音，吸音效果差。
3、海綿。海綿是一種性能非常好的吸音材料，通常錄音棚里就大量使用海綿以達到隔音效果。表面做了吸音槽處理的海綿吸音效果更佳，這種海綿我們常常稱為波浪棉。只是海綿吸水能力強、容易吸附灰塵，如果作為窗戶的隔音材料，在陰雨天或者拿濕布擦拭的時候就容易吸水，讓窗戶上的鐵質邊框鏽蝕，不過現在很多人家的窗戶都是淋不到雨的，所以還是很實用的，大家在選擇的時候也可以再斟酌一下。
4、硅酸鋁棉。耐火、不吸水，不耐臟。不易吸收高頻噪音、不環保。
5、橡膠板。減震能力弱於瀝青板，吸音能力較強。自重大，施工難度大。
6、工業橡塑板。多用於哪些建築行業的保溫設備或空調行業。隔音、減震能力較強，便宜。不足：無吸音材料有異味。
7、改性海綿。吸水問題得到解決，隔音等能力減弱。
8、玻璃纖維棉。隔音等性能好，吸水，保溫隔熱，這種吸音材料不自燃，防腐防潮。很不環保，工業領域哪些也已經逐步淘汰。
9、纖維毯、工業毛氈。只適用於車底板和頂棚，便宜。無防水、防火、防腐性。
10、發泡硅膠板。不易燃燒、防水、環保。隔音效果和減震效果佳，壽命長。吸音性能一般。性價比不高。
11、瀝青板。防水、減震、吸音效果好。不能阻燃，有污染，吸音材料便宜。自重大。
12、發泡膠。不吸水，具有防火能力的價格較高。效果一般。
13、鋁箔複合材料。質量輕、對聲波的反射性能好。複合層一般吸水；防火性能差；反射大量熱能。
14、聚氨脂泡沫塑料。聚氨酯泡沫塑料是構成發泡膠的主要成分。固化的聚氨酯泡沫材料能起到較好的隔音、吸音性能，並且防腐、防水，而且較好的聚氨酯材料有阻燃設計，是隔音材料的好選擇。
15、吸音塗料。吸音材料效果一般。
16、隔聲氈。隔音氈是一種以橡膠、塑膠等彈性材料為主要原料製成的一種具有一定柔性的高密度卷材，主要用來與石膏板搭配，用於牆體隔音和吊頂隔音，也應用於管道、機械設備的隔音和阻尼減振。隔音氈的應用範圍通俗一點的說，只要是做隔音措施的，都能用的上，比如隔音氈加上石膏板可以做隔音牆，吊頂隔音也用的上隔音氈，也應用於管道、機械設備的隔音和阻尼減振。所以說隔音氈的隔音效果是毋庸置疑的。
17、隔音阻尼氈。隔音阻尼氈是引進國外先進技術由多種有機礦物質按照一定比例精製而成,隔音氈具有良好的寬頻段隔音性能和高阻尼性能,是控制雜訊在傳遞途徑中衰減的新型隔音材料。高密度特種材料混合後實現了非常好的隔音降噪效果，使隔音氈在隔絕空氣聲和撞擊聲方面表現出優異的性能，聲音能量在隔音材料內部損耗大，對於中低頻雜訊的隔絕有其餘材料不可比擬的效果,是優秀的多用途隔音材料。
18、中空玻璃。中空玻璃由兩層或多層平板玻璃構成，四周用高強度氣密性好的複合黏劑將兩片或多片玻璃與鋁合金框或橡皮條黏合，密封玻璃之間留出空間，充入惰性氣體以獲取優良的隔熱隔音性能。由於玻璃間內封存的空氣或氣體傳熱性能差，因而產生優越的隔音效果。
有機纖維吸聲材料：棉麻纖維、甘蔗纖維板、木質纖維板等；受環境條件制約。
無機纖維吸聲材料：岩棉、玻璃棉、礦渣棉、硅酸鋁纖維棉等；不老化，取代有機纖維吸聲材料；脆，粉塵，不易降解，污染環境。
金屬纖維吸聲材料：強度高、耐衝擊、易加工、耐高溫可用於高溫、承載、振動等特殊場合的吸聲材料。
測量材料吸聲係數的方法有兩種，一種是混響室法，一種是駐波管法。混響室法測量聲音無規入射時的吸聲係數，即聲音由四面八方射入材料時能量損失的比例，而駐波管法測量聲音正入射時的吸聲係數，聲音入射角度僅為90度。兩種方法測量的吸聲係數是不同的，工程上最常使用的是混響室法測量的吸聲係數，因為建築實際應用中聲音入射都是無規的。在某些測量報告中會出現吸聲係數大於1的情況，這是由於測量的實驗室條件等造成的，理論上任何材料吸收的聲能不可能大於入射聲能，吸聲係數永遠小於1。任何大於1的測量吸聲係數值在實際聲學工程計算中都不能按大於1使用，最多按1進行計算。
在房間中，聲音會很快充滿各個角落，因此，將吸聲材料放置在房間任何錶面都有吸聲效果。吸聲材料吸聲係數越大，吸聲面積越多，吸聲效果越明顯。可以利用吸聲天花、吸聲牆板、空間吸聲體等進行吸聲降噪。
常用吸音材料特性
1．常用建築材料類（混響室值）
2．座位和聽眾的吸聲係數和吸聲量（m2）(混響室值）
3．多孔吸聲材料類（駐波管值）
4．共振類吸聲結構（混響室值）
多孔材料
一般多孔材料內部具有大量的小孔，這些微小細孔相互連通並直接通向材料的表面，當聲波入射到這種開孔性材料表面時，一部分聲波會透入材料內部，一部分聲波在材料表面反射。透入材料內部的聲波在縫隙和小孔中傳播，空氣運動會產生粘滯和摩擦作用，同時小孔中空氣受壓縮時溫度升高，稀疏時溫度降低，以及材料的熱傳導效應，從而使聲能逐漸轉變成熱能所消耗，這種能量的轉變是不可逆的，因此材料就產生了吸聲作用。對於這種具有良好吸聲性能的材料，一般被稱為多孔吸聲材料。其吸聲性能與小孔的大小、數量、構造形式等有關，而且材料就產生了一定的厚度才能起吸聲作用。對於材料內部雖具有大量微孔，但這些微小細孔相互封閉而不連通的多孔材料，當使波入射到這種材料表面時，因聲波無法透入材料內部，因此它不會產生吸聲作用。這類多孔材料一般具有良好的隔熱保溫作用，被稱為隔熱或者絕熱材料。如聚苯乙烯泡沫板、硬質聚氨酯板、酚醛泡沫板等。開孔型多孔吸聲材料和閉孔型多孔隔熱材料中的小孔。多孔型吸聲材料一般是中高頻的吸聲係數比較大，而低頻段的吸聲係數比較小。
影響多孔材料吸聲性能的因素：
1.空氣流阻（材料兩面的靜壓差和氣流線速度之比）：流阻值越大，透氣性小；流阻值太小，聲能轉化為熱能效率低。最佳流阻值。
2.孔隙率（孔隙體積和材料總體積之比）：孔隙率越大，泡沫金屬的吸聲係數越大。
3.孔徑：孔徑越小，高頻吸聲性能越高，低頻吸聲性能沒有很大變化。
4.厚度：高頻聲波在材料表面吸收，低頻聲波在內部吸收，故厚度越大，低頻吸聲效果越好，但高頻吸聲效果有所下降。
5.背後空腔：對閉孔材料，可作為亥姆霍茲共振腔，提高低頻吸聲性能。
各類吸聲材料係數表
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