这些声学小知识，你知道多少？

oyx10163

我们知道声学材料主要用于控制和调整室内的混响时间，消除回声，以改善室内的听闻条件；用于降低喧闹场所的噪声，以改善生活环境和劳动条件；还广泛用于降低通风空调管道的噪声。小编专门搜集了声学方面的小知识，赶快来自检一下！

这些声学小知识，你知道多少？
9 W6 v& k5 _1 A5 X7 b# m5 }3 q8 O5 f1 p7 c
7 g! _; q6 R" l  M3 l6 h5 m材料的吸声系数
6 l8 g1 x1 z; C! G0 f3 M6 r) J; s
. U8 C& k# Y1 w2 t9 z( K0 s0 ^吸声系数
材料吸收和透过的声能与入射到材料上的总声能之比，叫吸声系数（α）。
α=Eα/Ei =（Ei-Er）/Ei=1-r
式中：Ei——入射声能； Eα——被材料或结构吸收的声能；Er——被材料或结构发射的声能； r——反射系数。
% l* K8 r5 z' V7 h, C吸音系数是按照吸音材料进行分类的。说明不同材料有不同吸音质量。
分贝(db)，是声压级大小的单位（声音的大小）。声音压力每增加一倍，声压量级增加6分贝。1分贝是人类耳朵刚刚能听到的声音。20分贝以下，我们认为它是安静。20-40分贝相当于情人耳边的轻轻细语。40-60分贝是我们正常谈话的声音。60分贝以上属于吵闹范围。70分贝很吵，并开始损害听力神经。90分贝会使听力受损。在100-120分贝的房间内呆1分钟，如无意外，人就会失聪（聋）。
/ M- Q: i# j# S0 w. a4 ?" t% U+ ?
吸声原理
当入射声能被完全反射时， α=0，表示无吸声作用；当入射声波完全没有被反射时， α=1，表示完全被吸收。一般材料或结构的吸声系数 α=0~1， α值越大，表示吸声能越好，它是目前表征吸声性能最常用的参数。
9 J, Q" I+ d; V9 K6 P( q吸声是声波撞击到材料表面后能量损失的现象，吸声可以降低室内声压级。描述吸声的指标是吸声系数a，代表被材料吸收的声能与入射声能的比值。理论上，如果某种材料完全反射声音，那么它的a=0；如果某种材料将入射声能全部吸收，那么它的a=1。事实上，所有材料的a介于0和1之间，也就是不可能全部反射，也不可能全部吸收。
不同频率上会有不同的吸声系数。人们使用吸声系数频率特性曲线描述材料在不同频率上的吸声性能。按照ISO标准和国家标准，吸声测试报告中吸声系数的频率范围是100-5KHz。将 100-5KHz的吸声系数取平均得到的数值是平均吸声系数，平均吸声系数反映了材料总体的吸声性能。在工程中常使用降噪系数NRC粗略地评价在语言频率范围内的吸声性能，这一数值是材料在250、500、1K、2K四个频率的吸声系数的算术平均值，四舍五入取整到0.05。一般认为NRC小于0.2的材料是反射材料，NRC大于等0.2的材料才被认为是吸声材料。当需要吸收大量声能降低室内混响及噪声时，常常需要使用高吸声系数的材料。如离心玻璃棉、岩棉等属于高NRC吸声材料，5cm厚的24kg/m3的离心玻璃棉的NRC可达到0.95。
( `! }, m1 y2 p
分贝、声功率、声强和声压
: v" f/ X0 x0 Q8 G* y) f  \2 m
分贝
人们日常生活中遇到的声音，若以声压值表示，由于变化范围非常大，可以达六个数量级以上，同时 声音功率由于人体听觉对声信号强弱刺激反应不是线形的，而是成对数比例关系。所以采用分贝来表达声学量值。所谓分贝是指两个相同的物理量（例A1和A0）之比取以10为底的对数并乘以10（或20）。N = 10lg(A1/A0) 分贝符号为"dB"，它是无量纲的。式中A0是基准量（或参考量），A是被量度量。被量度量和基准量之比取对数，这对数值称为被量度量的"级"。亦即用对数标度时，所得到的是比值，它代表被量度量比基准量高出多少"级"。

声功率（W）
声功率是指单位时间内，声波通过垂直于传播方向某指定面积的声能量。在噪声监测中，声功率是指声源总声功率。单位为W。

声功率级
Lw =10lg(W/W0)
. S  `7 _( \) \) S3 o% {, V9 N式中：Lw——声功率级（dB）；W—— 声功率（W）；W0—— 基准声功率，为10-12 W。

声强（I）
. Y9 I2 x# X. W2 Y7 L. T% T3 \声强是指单位时间内，声波通过垂直于传播方向单位面积的声能量。单位为 W / m2。
; ~* F( c7 H5 ?, p) V
声强级
LI = 10lg(I/I0)式中：LI —— 声压级(dB)；
I —— 声强（W/m2）；
+ {; l, h" Z4 M! a0 mI0 —— 基准声强，为10-12 W/m2。
: @, p9 G  p5 c6 e! ~
; N0 q* O. E$ }* L4 T声压（P）
# i, @7 `  @: s声压是由于声波的存在而引起的压力增值。单位为Pa。声波在空气中传播时形成压缩和稀疏交替变化，所以压力增值是正负交替的。但通常讲的声压是取均方根值，叫有效声压，故实际上总是正值，对于球面波和平面波，声压与声强的关系是：I= P2 / ρc式中：ρ-空气密度，如以标准大气压与20℃的空气密度和声速代入，得到ρ· c =408 国际单位值，也叫瑞利。称为空气对声波的特性阻抗。

声压级
- S/ I/ f! q! L# lLP = 20lg(P/P0)
式中：LP—— 声压级（dB）；P ——声压（Pa）；P0—— 基准声压，为2×10-5Pa，该值是对1000HZ声音人耳刚能听到的最低声压。
/ U' D9 N; j3 f" f' f$ W
9 d$ s- x/ F9 W8 a" @0 Q响度（N）
( A$ u- }/ G  p& l+ B. F响度是人耳判别声音由轻到响的强度等级概念，它不仅取决于声音的强度(如声压级)，还与它的频率及波形有关。响度的单位为"宋"，1宋的定义为声压级为40dB，频率为1000Hz，且来自听者正前方的平面波形的强度。如果另一个声音听起来比1宋的声音大n倍，即该声音的响度为n宋。

这些声学小知识，你知道多少？
' w2 A  v; g8 ?
- Q# y* K" g1 @: f响度级(LN)
9 A, q  N$ K3 _5 L7 ~) `+ b响度级是建立在两个声音主观比较的基础上，选择1000Hz的纯音作基准音，若某一噪声听起来与该纯音一样响，则该噪声的响度级在数值上就等于这个纯音的声压级（dB）。响度级用LN表示，单位是"方"。如果某噪声听起来与声压级为80dB，频率为1000Hz的纯音一样响，则该噪声的响度级就是80方。
+ d* E$ E$ i% Y% X9 v1 W  [3 h根据大量的实验得到，响度级每改变10方，响度加倍或减半。它们的关系可用下列数学式表示：N = 2[(LN-40)/10] 或 LN = 40+33lgN注意，响度级的合成不能直接相加，而响度可以相加。应先将各响度级换算成响度进行合成，然后再换算成响度级。
/ g9 F4 u4 W8 U/ A7 m
" ^1 {) H; l! b$ P% x+ p6 T" u声级
为了能用仪器直接反映人的主观响度感觉的评价量，有关人员在噪声测量仪器——声级计中设计了一种特殊滤波器，叫计权网络。通过计权网络测得的声压级，已不再是客观物理量的声压级，而叫计权声压级或计权声级，简称声级。通用的有A、B、C和D计权声级。A计权声级是模拟人耳对55dB以下低强度噪声的频率特性；B计权声级是模拟55dB到85dB的中等强度噪声的频率特性；C计权声级是模拟高强度噪声的频率特性；D计权声级是对噪声参量的模拟，专用于飞机噪声的测量。计权网络是一种特殊滤波器，当含有各种频率通过时，它对不同频率成分的衰减是不一样的。A、B、C计权网络的主要差别是在于对低频成分衰减程度，A衰减最多，B其次，C最少。A、B、C、D计权的特性曲线见十四、等效连续声级、噪声污染级和昼夜等效声级。

audioapp

1．常用建筑材料类（混响室值）

2 c+ i  y1 N% t9 @. J, f! ?
/ ]8 P# `) J% J4 [
2．座位和听众的吸声系数和吸声量（m2）(混响室值）

, F; ]6 p! J6 D$ Z# o4 _0 J: X1 [" t

0 B$ u2 S1 z& G9 S# \3．多孔吸声材料类（驻波管值）

4 n& l. ?! q! q* w: M; N' I$ j1 I- ^
! d4 G# s4 W5 K7 ^$ Z
1 x: [7 J- r4 G' y! h4．共振类吸声结构（混响室值）
2 @! ?6 Z( X5 n# s

8 B- ~+ |; X: Y+ P* ]
& ^, j$ I) j; E0 i3 \. n( p4 @# Z多孔材料是如何吸声的？

- [9 o6 `) L. f/ k4 C
* A! h2 {4 b+ K# k
一般多孔材料内部具有大量的小孔，这些微小细孔相互连通并直接通向材料的表面，当声波入射到这种开孔性材料表面时，一部分声波会透入材料内部，一部分声波在材料表面反射。透入材料内部的声波在缝隙和小孔中传播，空气运动会产生粘滞和摩擦作用，同时小孔中空气受压缩时温度升高，稀疏时温度降低，以及材料的热传导效应，从而使声能逐渐转变成热能所消耗，这种能量的转变是不可逆的，因此材料就产生了吸声作用。对于这种具有良好吸声性能的材料，一般被称为多孔吸声材料。

5 m, k. o; o! Q' Z9 d其吸声性能与小孔的大小、数量、构造形式等有关，而且材料就产生了一定的厚度才能起吸声作用。对于材料内部虽具有大量微孔，但这些微小细孔相互封闭而不连通的多孔材料，当使波入射到这种材料表面时，因声波无法透入材料内部，因此它不会产生吸声作用。这类多孔材料一般具有良好的隔热保温作用，被称为隔热或者绝热材料。如聚苯乙烯泡沫板、硬质聚氨酯板、酚醛泡沫板等。开孔型多孔吸声材料和闭孔型多孔隔热材料中的小孔。多孔型吸声材料一般是中高频的吸声系数比较大，而低频段的吸声系数比较小。
1 ^  `5 M9 w. q& N
7 R7 I6 G/ Y9 i" v吸声材料

1 \0 W% K' |% _- d7 t吸声是声波撞击到材料表面后能量损失的现象，吸声可以降低室内声压级。描述吸声的指标是吸声系数a，代表被材料吸收的声能与入射声能的比值。理论上，如果某种材料完全反射声音，那么它的a=0；如果某种材料将入射声能全部吸收，那么它的a=1。事实上，所有材料的a介于0和1之间，也就是不可能全部反射，也不可能全部吸收。
' Q/ W: Z6 O& D9 U) Y8 Y0 M* p
不同频率上会有不同的吸声系数。人们使用吸声系数频率特性曲线描述材料在不同频率上的吸声性能。按照ISO标准和国家标准，吸声测试报告中吸声系数的频率范围是100-5KHz。将100-5KHz的吸声系数取平均得到的数值是平均吸声系数，平均吸声系数反映了材料总体的吸声性能。在工程中常使用降噪系数NRC粗略地评价在语言频率范围内的吸声性能，这一数值是材料在250、500、1K、2K四个频率的吸声系数的算术平均值，四舍五入取整到0.05。一般认为NRC小于0.2的材料是反射材料，NRC大于等0.2的材料才被认为是吸声材料。当需要吸收大量声能降低室内混响及噪声时，常常需要使用高吸声系数的材料。如离心玻璃棉、岩棉等属于高NRC吸声材料，5cm厚的24kg/m3的离心玻璃棉的NRC可达到0.95。
/ I* D$ u: X; P
! F, b, i" ^7 T, b8 l8 G6 f测量材料吸声系数的方法有两种，一种是混响室法，一种是驻波管法。混响室法测量声音无规入射时的吸声系数，即声音由四面八方射入材料时能量损失的比例，而驻波管法测量声音正入射时的吸声系数，声音入射角度仅为90度。两种方法测量的吸声系数是不同的，工程上最常使用的是混响室法测量的吸声系数，因为建筑实际应用中声音入射都是无规的。在某些测量报告中会出现吸声系数大于1的情况，这是由于测量的实验室条件等造成的，理论上任何材料吸收的声能不可能大于入射声能，吸声系数永远小于1。任何大于1的测量吸声系数值在实际声学工程计算中都不能按大于1使用，最多按1进行计算。

在房间中，声音会很快充满各个角落，因此，将吸声材料放置在房间任何表面都有吸声效果。吸声材料吸声系数越大，吸声面积越多，吸声效果越明显。可以利用吸声天花、吸声墙板、空间吸声体等进行吸声降噪。