吸声与隔声的区别
----------声学小知识
吸声是指声波能量被物体吸收的现象。当声波入射到物体的表面时,有一部分声波会反射回去,而另一部分声波会进入物体,进而被物体所吸收而转化成热能。吸声的微观物理机理十分复杂,但是大致上可以归结为声波在物体内由于产生强大的黏滞摩擦,使部分能量耗逸而转为热的过程。
实际上吸声现象是普遍存在的,而大量物体或多或少具有吸声本领。但是只有具有较强吸声能力的材料或结构,才可作为吸声材料或吸声结构而为实际工程所应用。
目前在工程应用中主要有两大类吸声原理:
一是通过振动消耗声能,它是利用入射声波在结构内产生共振,从而使大量能量耗逸;二是通过摩擦消耗声能,引起材料内部空气的振动,从而产生摩擦而消耗声能。
然而第一种共振吸声结构,它利用了共振原理,因而吸声的频带较窄,而后一种多孔吸声材料的吸声频带就比较宽广。
声学中可以利用多种共振结构来进行吸声,但是目前最为广泛应用的是一种亥姆霍兹共鸣器式的结构。它由一根短管和一个背腔构成,如外界作用的声波的频率与该固有频率一致时,系统将发生共振,而使系统内的声振动产生强烈放大。如果系统内存在适当声阻材料,则就会强烈消耗声能,达到良好吸声效果。
多孔材料实际上也是一种吸声结构,它由一定层厚的吸声材料与一定的背垫材料所构成的吸声体,一般贴装多孔材料的背垫常常是坚硬的背壁,如建筑物的砖墙,船舱内的钢板壁等。如果在多孔材料层与刚性背壁之间留有空腔,则可以有效地将共振吸声频率向低频方向偏移。
吸声尖劈具有极为优良的吸声性能,在噪声控制工程中也已获得广泛应用,它多被作为消声室中的壁面吸声体。
隔声原理具体内容包括单、多层板以及复合板的隔声原理,隔声罩的设计原理,室内和室外隔声屏障的设计。
利用材料(构件、结构或系统)来阻碍噪声的传播,使通过材料后噪声能量减少的方法,称为隔声。上述材料(构件、结构或系统)称为隔声材料(隔声构件、隔声结构或隔声系统)材料的隔声效果不仅和材料特性有关,还和材料的使用场合、安装方式及测试方法有关。描述材料隔声效果的常用量有三个:隔声量、噪声衰减量和插入损失。隔声量一般用来表示材料本身固有的隔声能力。
隔声包括单层薄型构件的隔声,双层薄板的隔声,弯曲薄板、复合板和多层板的隔声,组合结构的隔声。隔声设计有隔声罩与隔声间,室外与室内隔声屏等。
(1)声波通过媒质或入射到媒质分解面上时声能的减少过程,称为吸声或声吸收。用构件将噪声源和接收者分开,使声能在传播途径中受到阻挡,从而降低或消除噪声传递的措施,称为隔声。
(2)材料的吸声着眼于入射声源一侧反射声能的大小,目标是反射声能要小。材料隔声着眼于入射声源另一侧的透射声能的大小,目标是透射声能要小。吸声材料对入射声能的衰减吸收,一般只有十分之几,因此,其吸声能力即吸声系数可以用小数表示;而隔声材料可使透射声能衰减到入射声能的10-3~10-4或更小,为方便表达,其隔声量用分贝的计量方法表示。
(3)吸声处理和隔声处理所解决的目标和侧重点不同,吸声处理所解决的目标是减弱声音在室内的反复反射,也即减弱室内的混响声,缩短混响声的延续时间,配合音质设计。隔声处理则着眼于隔绝噪声自声源房间向相邻房间的传播,以使相邻房间免受噪声的干扰也即降低背景噪声,提高需要清晰度。