采用吸声材料进行声学处理也是常用的吸声降噪措施。工程上具有吸声作用并有工程应用价值的材料多为多孔性吸声材料,而穿孔板等具有吸声作用的材料,通常被归为吸声结构。
(1) 多孔性吸声材料的吸声机理
多孔性吸声材料要具有吸声性能,就一定要具备两个重要条件:一是具有大量的孔隙,二是孔与孔之间要连通。当声波入射到多孔性吸声材料表面后,一部分声波从多孔材料表面反射,另一部分声波透射进入多孔材料,进入多孔材料的这部分声波,引起多孔性吸声材料内的空气振动,由于多孔性材料中空气与孔的摩擦和粘滞阻力等,将一部分声能转化为热能。声波在多孔性吸声材料内经过多次反射衰减,当进入多孔性吸声材料内的声波再返回时,声波能量已经衰减很多,只剩下小部分的能量,大部分则被多孔性吸声材料损耗吸收掉。
(2) 影响多孔性吸声材料吸声系数的因素
影响多孔性吸声材料吸声性能的主要因素有:材料的厚度、材料的容重或空隙率、材料的流阻、温度和湿度。
流阻:
流阻Rj 是评价吸声材料或吸声结构对空气粘滞性能影响大小的参量。流阻的定义是:微量空气流稳定地流过材料时,材料两边的静压差和流速之比
材料的厚度:
大量的试验证明:吸声材料的厚度决定了吸声系数的大小和频率范围。加大厚度可以加大吸声系数,尤其是加大中低频吸声系数。同一种材料,厚度不同,吸声系数和吸声频率特性不同;不同的材料,吸声系数和吸声频率特性差别也很大。
材料的容重或空隙率:
材料的容重是指,吸声材料加工成型后单位体积的重量。有时,也用空隙率来描述。空隙率是指,多孔性吸声材料中连通的空气体积与材料总体积的比值
材料的容重或空隙率不同,对吸声材料的吸声系数和频率特性有明显影响。一般情况下,密实、容重大的材料,其低频吸声性能好,高频吸声性能较差;松软、容重小的材料,其低频吸声性能差,而高频吸声性能较好。
湿度和温度:
湿度对多孔性材料的吸声性能也有十分明显的影响。随着孔隙内含水量的变大,孔隙被堵塞,吸声材料中的空气不再连通,空隙率下降,吸声性能下降,吸声频率特性也将改变。在一些含水量较大的区域,应合理选用具有防潮作用的超细玻璃棉毡等,以满足南方潮湿气候和地下工程等使用的需要。
温度对多孔性吸声材料也有一定影响。温度下降时,低频吸声性能增加;温度上升时,低频吸声性能下降,在工程中,温度因素的影响也应该引起注意。
材料后空气层的影响:
在实际工程结构中,为了改善吸声材料的低频吸声性能,通常在吸声材料背后预留一定厚度的空气层。空气层的存在,相当于在吸声材料后又使用了一层空气作为吸声材料,或者说,相当于使用了吸声结构。