吸声材料 视野丨你身边的一切都可能是吸声材料

杨迎春

国内知名小空声学设计专家

塞迪亚巡回展览邀请了12个城市的讲师，成都国际音频节邀请了声学方面的讲师

最后评论:知识和噪音，想屏蔽就屏蔽不了

能量守恒定律告诉我们，能量既不能创造，也不能减少。但是能量可以从一种形式转换成另一种形式。房间内的声能不会减少，只会转化为其他能量或者传递到其他空房间。有些转变是有害的，比如导致门窗天花板一起振动发出另一种声音，有些传递也是有害的，比如扰民。本文将谈谈无害的转化形式之一，吸声材料的作用。

一般来说，吸声体可以视为以下几种形式之一，即多孔连通吸声体、平板吸声体和共振吸声体。一般来说，多孔吸声体是高频最有效的吸声材料，而平板和共振吸声体对低频更有效。

声能损失的方式如下:声波在空空气中传播，撞击覆盖有声学材料的刚性壁。第一，声波在空空气中传播时，会有很小的热损失，主要在高频部分。声波撞击声学材料和墙壁时，部分反射成分会从墙壁反射回来。

有趣的是，当声波进入吸声材料，到达刚性墙面，被刚性墙面反射后穿透吸声材料，声波与吸声材料摩擦，将转化为热量，散发到空空气中。同时，一些声波会进入比声学材料密度更高的刚性壁，会有热量损失。最后，它们中的一些会穿过刚性墙面到达墙的外部。

声波耗散

所以不管空是大是小，吸音材料是多是少，发出的声音是大是小，最后都会消失，只是消散的时间是长是短，是否被感知。

接下来，我们来谈谈如何量化吸声。在声学中，引用“吸声系数”来表示材料吸声能力的强度。由于声波的波长不同，单一材料的吸声系数在所有频率下一般都不同。比如500HZ，入射声波的能量有60%被吸收，那么这个频率的吸声系数是0.6，理想的吸声器会吸收100%

就是因为被上面分析提到的其他形式吸收，同时又说一个有理反射面的吸声系数为0，这在实际中是不可能的。

只说吸声系数，那么我们要说的是声音在空内消散快慢的另一个量化指标:混响时间

很多人都经历过。在地下车库说一句话要很久，声音更大。但是，在室外说话，是干燥的。如果周围噪音比较大，需要靠近才能听清楚。在我们家，感觉刚刚好，说起来容易，听起来也清楚。所以从主观体验来说，封闭空房间越大。

在阐述了声学吸声的一些基本概念和常识之后，让我们回到生活中，来解释我们生活中的吸声材料和吸声现象。首先观察客厅，举一个客厅的例子。右边的客厅，左边的餐厅，客厅的一边是窗帘，沙发是皮革或者布料做的。国内90%以上的客厅布局。

从图中可以清楚的看到空房间里的软装有明显的吸音能力，就是窗帘和沙发。然后，我们从数据来看相关性。

右框:因为右侧有幕布，吸收的声音比较多；6国际倍频125Hz-4kHz混响时间为0.5-0.66s；0.58秒加减0.08秒

然后我们看对比空。六个国际倍频125Hz-4kHz，左侧附近没有太多纤维织物的餐厅区域混响时间为0.54s到0.77s。基本上每个频段都比右侧高0.1s。

因此，我们可以清楚地看到，窗帘的纤维织物对声波有很强的吸声能力，尤其是例如枕头中有多孔的连通纤维，吸声能力也超级强。在这里，纠正一些误解:

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，具有吸声结构的多孔吸声材料具有大量内外连通的微孔和孔洞。

当声波入射到多孔材料上时，声波可以沿着孔隙进入材料，引起空间隙空中气体分子的振动。由于空气体的粘滞阻力和空气体分子与孔壁之间的摩擦，声能转化为摩擦热能吸收声音。吸声频率的特点是:吸声系数随着频率的增加而逐渐增大，中高频的吸声能力强于低频。然后就是共振吸收结构，比如真皮沙发通过膜共振吸收低频，天花板石膏板通过共振吸收低频；有橱柜，纸箱，货架空木地板等。

还有一种空腔共振吸声结构，原理是亥姆霍兹共振，如穿孔石膏板、穿孔铝板、木槽板、狭缝吸声砖等。吸声的特点是共振频率附近吸收大。这些通常出现在公司的办公室或会议室。这种结构在中国已经存在很长时间了。明朝永乐皇帝还是皇子的时候，为了以后夺权，在后花园偷偷修建了一个地下室“私铸兵器”。为了防止声音外泄，他的谋士姚在墙壁上埋了大量的开口，以吸收声音，减少室内酒坛的噪音。可见，声场早在中国历史上就有应用。