楊迎春

國(guó)內(nèi)知名小空聲學(xué)設(shè)計(jì)專(zhuān)家

塞迪亞巡回展覽邀請(qǐng)了12個(gè)城市的講師，成都國(guó)際音頻節(jié)邀請(qǐng)了聲學(xué)方面的講師

最后評(píng)論:知識(shí)和噪音，想屏蔽就屏蔽不了

能量守恒定律告訴我們，能量既不能創(chuàng)造，也不能減少。但是能量可以從一種形式轉(zhuǎn)換成另一種形式。房間內(nèi)的聲能不會(huì)減少，只會(huì)轉(zhuǎn)化為其他能量或者傳遞到其他空房間。有些轉(zhuǎn)變是有害的，比如導(dǎo)致門(mén)窗天花板一起振動(dòng)發(fā)出另一種聲音，有些傳遞也是有害的，比如擾民。本文將談?wù)劅o(wú)害的轉(zhuǎn)化形式之一，吸聲材料的作用。

一般來(lái)說(shuō)，吸聲體可以視為以下幾種形式之一，即多孔連通吸聲體、平板吸聲體和共振吸聲體。一般來(lái)說(shuō)，多孔吸聲體是高頻最有效的吸聲材料，而平板和共振吸聲體對(duì)低頻更有效。

聲能損失的方式如下:聲波在空空氣中傳播，撞擊覆蓋有聲學(xué)材料的剛性壁。第一，聲波在空空氣中傳播時(shí)，會(huì)有很小的熱損失，主要在高頻部分。聲波撞擊聲學(xué)材料和墻壁時(shí)，部分反射成分會(huì)從墻壁反射回來(lái)。

有趣的是，當(dāng)聲波進(jìn)入吸聲材料，到達(dá)剛性墻面，被剛性墻面反射后穿透吸聲材料，聲波與吸聲材料摩擦，將轉(zhuǎn)化為熱量，散發(fā)到空空氣中。同時(shí)，一些聲波會(huì)進(jìn)入比聲學(xué)材料密度更高的剛性壁，會(huì)有熱量損失。最后，它們中的一些會(huì)穿過(guò)剛性墻面到達(dá)墻的外部。

聲波耗散

所以不管空是大是小，吸音材料是多是少，發(fā)出的聲音是大是小，最后都會(huì)消失，只是消散的時(shí)間是長(zhǎng)是短，是否被感知。

接下來(lái)，我們來(lái)談?wù)勅绾瘟炕?。在聲學(xué)中，引用“吸聲系數(shù)”來(lái)表示材料吸聲能力的強(qiáng)度。由于聲波的波長(zhǎng)不同，單一材料的吸聲系數(shù)在所有頻率下一般都不同。比如500HZ，入射聲波的能量有60%被吸收，那么這個(gè)頻率的吸聲系數(shù)是0.6，理想的吸聲器會(huì)吸收100%

就是因?yàn)楸簧厦娣治鎏岬降钠渌问轿?，同時(shí)又說(shuō)一個(gè)有理反射面的吸聲系數(shù)為0，這在實(shí)際中是不可能的。

只說(shuō)吸聲系數(shù)，那么我們要說(shuō)的是聲音在空內(nèi)消散快慢的另一個(gè)量化指標(biāo):混響時(shí)間

很多人都經(jīng)歷過(guò)。在地下車(chē)庫(kù)說(shuō)一句話要很久，聲音更大。但是，在室外說(shuō)話，是干燥的。如果周?chē)胍舯容^大，需要靠近才能聽(tīng)清楚。在我們家，感覺(jué)剛剛好，說(shuō)起來(lái)容易，聽(tīng)起來(lái)也清楚。所以從主觀體驗(yàn)來(lái)說(shuō)，封閉空房間越大。

在闡述了聲學(xué)吸聲的一些基本概念和常識(shí)之后，讓我們回到生活中，來(lái)解釋我們生活中的吸聲材料和吸聲現(xiàn)象。首先觀察客廳，舉一個(gè)客廳的例子。右邊的客廳，左邊的餐廳，客廳的一邊是窗簾，沙發(fā)是皮革或者布料做的。國(guó)內(nèi)90%以上的客廳布局。

從圖中可以清楚的看到空房間里的軟裝有明顯的吸音能力，就是窗簾和沙發(fā)。然后，我們從數(shù)據(jù)來(lái)看相關(guān)性。

右框:因?yàn)橛覀?cè)有幕布，吸收的聲音比較多；6國(guó)際倍頻125Hz-4kHz混響時(shí)間為0.5-0.66s；0.58秒加減0.08秒

然后我們看對(duì)比空。六個(gè)國(guó)際倍頻125Hz-4kHz，左側(cè)附近沒(méi)有太多纖維織物的餐廳區(qū)域混響時(shí)間為0.54s到0.77s。基本上每個(gè)頻段都比右側(cè)高0.1s。

因此，我們可以清楚地看到，窗簾的纖維織物對(duì)聲波有很強(qiáng)的吸聲能力，尤其是例如枕頭中有多孔的連通纖維，吸聲能力也超級(jí)強(qiáng)。在這里，糾正一些誤解:

表面粗糙，例如拉毛的水泥是不具備吸聲能力的內(nèi)部存在大量孔洞但是所有孔洞是密閉的材料，如聚苯、聚乙烯、閉孔聚氨脂（顆粒泡沫或珍珠棉）等，是沒(méi)有吸聲能力的

因此，具有吸聲結(jié)構(gòu)的多孔吸聲材料具有大量?jī)?nèi)外連通的微孔和孔洞。

當(dāng)聲波入射到多孔材料上時(shí)，聲波可以沿著孔隙進(jìn)入材料，引起空間隙空中氣體分子的振動(dòng)。由于空氣體的粘滯阻力和空氣體分子與孔壁之間的摩擦，聲能轉(zhuǎn)化為摩擦熱能吸收聲音。吸聲頻率的特點(diǎn)是:吸聲系數(shù)隨著頻率的增加而逐漸增大，中高頻的吸聲能力強(qiáng)于低頻。然后就是共振吸收結(jié)構(gòu)，比如真皮沙發(fā)通過(guò)膜共振吸收低頻，天花板石膏板通過(guò)共振吸收低頻；有櫥柜，紙箱，貨架空木地板等。

還有一種空腔共振吸聲結(jié)構(gòu)，原理是亥姆霍茲共振，如穿孔石膏板、穿孔鋁板、木槽板、狹縫吸聲磚等。吸聲的特點(diǎn)是共振頻率附近吸收大。這些通常出現(xiàn)在公司的辦公室或會(huì)議室。這種結(jié)構(gòu)在中國(guó)已經(jīng)存在很長(zhǎng)時(shí)間了。明朝永樂(lè)皇帝還是皇子的時(shí)候，為了以后奪權(quán)，在后花園偷偷修建了一個(gè)地下室“私鑄兵器”。為了防止聲音外泄，他的謀士姚在墻壁上埋了大量的開(kāi)口，以吸收聲音，減少室內(nèi)酒壇的噪音?？梢?jiàn)，聲場(chǎng)早在中國(guó)歷史上就有應(yīng)用。