吸声和室内声场PPT.ppt

所以直达声声能密度： 又由于： 所以直达声声压级为： 2、混响声场 自由程：在室内声场中，声波每相邻两次反射所经过的路程。 平均自由程：声波经过相邻两次反射距离的平均值（d）。 由理论和实验均证实不论空间形状如何，均有： 其中：V为房间体积，S为房间总表面积。 设声音在1秒钟内传播的距离为c米，则1秒钟内的平均反射次数为： 设声源单位时间发出的声功率为W，则当声波被房间壁面部分吸收后剩余的声能量为: 设混响声平均声能密度为 ，则单位时间被吸收的声能量为： 亦即：声源提供的混响声能量。 当单位时间内声源贡献的混响声能与被吸收的混响声能相等时，体系达到稳定状态，即： 所以，室内混响声场平均声能密度为： 设： R：房间常数，m2 则混响声场平均声能密度为： 又由于直达声声能平均密度为： 当室内存在混响时，室内某点的平均声能密度应等于直达声和混响声能密度之和，即： 3）总声场 把直达声场和混响声场叠加形成总声场。 又因为声能密度与有效声压是平方正比关系，即： 则： 所以混响声压级为： 从混响声压级公式可看出：公式中第一项Lw为直达声，第二项为混响声。 当 时，即 r 很小，声场以直达声为主； 当 时 ，即 r 很大，声场以混响声为主； 当 时，直达声声能密度与混响声声能密度相等，这时r称为临界半径，即： 当Q＝1时的临界半径又称为混响半径。 当接受点与声源距离大于临界半径时，即混响声占主导地位，则吸声降噪处理效果明显； 当接受点与声源距离小于临界半径时，即直达声占主导地位，则吸声降噪处理效果不明显。 三、室内声音的衰减和混响半径 混响声：由于室内存在混响，声音发出后，不会立即消失，要持续一段时间，这一段时间内持续的声音成为“混响声”。 当声音经过第1次反射后， 平均声能密度降低为： 当声音经过第2次反射后， 平均声能密度降低为： 当声音经过第n次反射后， 平均声能密度降低为： 由于在t秒内总反射次数为： 第七章 吸声和室内声场 吸声是噪声污染控制的一种重要手段； 在噪声污染控制工程设计中，常利用吸声材料吸收声能量来降低室内噪声。 室内噪声的来源： 通过空气传来的直达声 室内各墙壁面反射回来的混响声 室内混响声对环境的影响： 混响使室内噪声级增加，如一列火车进入隧道以后的噪声级比行驶在空旷的野外可高出5-10dB; 混响对听觉的干扰； 一、吸声材料 多孔性吸声材料（针对高频噪声控制） 材料特征： 内部有许多小孔，并与材料表面相通，具有通气性。 吸声机理： 声波投射到多孔材料表面时，部分投入的声波与纤维或颗粒表面产生内摩擦（摩擦力来自空气的压缩、膨胀），部分声能转变成热能，从而使声音的能量减小。 多孔性吸声材料分类： 无机纤维（如玻璃棉、岩棉等） 有机纤维（如植物纤维、木质纤维等） 泡沫材料（如泡沫塑料、泡沫混凝土等） 吸声建筑材料（如微孔吸声砖） 二、吸声特性的描述 1）吸声系数： a代替τI 当a＝0时，无吸声 当a＝1时，完全吸收，无声能反射 1）吸声系数 a是频率的函数，为研究问题方便，常用中心频率为125，250，500，1000，2000，4000Hz的吸声系数的平均值，称为平均吸声系数 2）吸声量： A：材料的总吸声量 Si：材料i的吸声表面积 (m2) 可推知，吸声量A的单位是m2 2）驻波管法 基于振幅合成, 产生驻波时: 驻波比 n 波腹： 波节： 三、吸声系数的测量 1)混响室法（第四节中详细讲） 声强系数与声压系数之间为平方关系，即： 由于 a代替τI得到： 比较两种吸声测量方法可知： 基于声音传播方向的无规则性，混响室法测得的吸声系数更接近材料的实际应用环境；但测定吸声系数较困难，两种方法测定的吸声系数可以进行换算（书中121页，表7-1）。 第二节 多孔材料的吸声机理和影响吸声性能的因素 一、吸声机理 由于 当Zsm（材料声阻抗率）与ρc相等时，a＝1，说明材料将声音完全吸收，但在实际应用中不可能。理想吸声材料要求其声阻抗率接近于空气的特性阻抗率。 压缩、膨胀、摩擦、产热 降低声音能量 二、影响吸声性能的因素 材料的厚度 材料的密度 材料层于刚性面间的空气层 护面层（多应用于多孔疏松材料） 空间吸声体（室内悬挂吸声体） A：材料厚度 多孔材料对高频率声音吸声效果明显，即在高频区吸声系数较大； 多孔材料对低频率声音吸声效果差，即在低频区吸声系数较小； 随着材料厚度的增加，吸声最佳频率向低频方向移动； 厚度每增加1倍，最大吸收频率向低