1.多孔材料空腔对吸声的影响
假设多孔材料的后背是刚性壁面，材料与壁面之间的距离，称为空腔的深度，简称空腔。材料空腔的大小对吸声有什么影响呢？以玻璃棉为例，当厚度和密度分别为50mm和32kg/m3的离心玻璃棉板，空腔分别为0（与刚性壁贴实）、50mm、100mm、150mm和200mm五种空腔实测的混响室法吸声频率特性如图2-9所示。图示曲线表明，空腔深度对低频的吸声影响较大，即材料低频的吸声系数随空腔深度的增大而提高。这与增加材料厚度或密度具有类似作用。但实际应用中，为了改善多孔材料的低频吸声性能，往往在材料与刚性壁面之间留有一定深度的空腔，相当于增加材料层的厚度，也相当于增加了材料的密度，但通过留空腔安装多孔材料的方法，要比增加材料的厚度或密度来提高低频的吸声性更加经济。
当材料后背空腔深度等于1/4波长的奇数倍时，其相应的频率可获得最大的吸声系数。因为离刚性壁面1/4波长处的声压为零，但空气质点的振动速度最大，因此材料所起的摩擦阻尼耗损的声能也最大，从而使材料产生最大的吸声效果。离刚性壁面1/2波长处的声压最大，这时的质点振动速度为零，相应频率材料的吸声系数最小。图2-10为材料空腔深度90mm，材料吸声频率特性曲线，其1/4波长相应的频率为1000Hz左右的吸声系数为最大，而1/2波长相应的频率为2000Hz左右的吸声系数为最小。
2.温度对多孔材料的吸声有什么影响？
吸声材料在高温和低温条件下使用时，主要影响是由于温度会使声速产生变化，即声速随温度的升高而增大，从而引起声波波长的变化。在高温下一定频率的吸声系数相当于在常温下较低频率的吸声系数。同样在低温下一定频率的吸声系数相当于常温下较高频率的吸声系数。温度变化对多孔材料吸声系数影响如图2-11所示。
3.湿度对多孔材料的吸声有什么影响？
多孔材料在潮湿的环境下使用时，如在地下工程、游泳馆以及露天等环境下使用。多孔材料吸湿或吸水一方面会使材料变质；另一方面会影响吸声特性。在此我们仅考虑对吸声的影响。多孔材料由于吸湿或吸水，其内部孔隙被注入水分，使材料内部的孔隙减小，从而影响它的吸声性能。图2-12为玻璃棉吸水率逐渐增加对吸声的影响。图示曲线表明，吸水率较小时，如5%，首先使高频的吸声系数降低，随着吸水量的逐渐增加，如吸水率增加到20%及50%，吸声系数不仅高频较低，而且会进一步扩大至中低频范围。
4.气流对多孔材料的吸声有什么影响？
多孔材料材质一般比较松软，特别是纤维材料，强度比较低。气流对多孔材料大致上有两方面影响。一方面是吹蚀材料，当气流速度较高时，容易把材料吹散，这在选用护面材料时应注意，如采用双层透声织物或塑料薄膜和金属箔等加以保护，使吸声系数保持稳定。另一方面是在气流速度较大时，也会引起声波波长变化。声波顺着气流方向传播时，相当于无气流情况下较高频率的吸声系数，同样，声波朝气流反方向传播时，相当于无气流情况下较低频率的吸声系数。这时吸声系数的变化规律和温度变化对多孔材料吸声的影响情况相似。
5.多孔吸声材料常用哪些护面装饰材料？
多孔吸声材料材质松软，强度和刚度较低，特别是纤维材料如玻璃棉、岩棉、矿渣棉等，为了防止纤维散落和表面装饰效果，往往需要在材料表面覆盖一层护面材料。
常用的护面材料有如下几种：
①网罩——塑料窗纱、塑料网、铁丝网、钢板网、铝板网等；
②织物护面材料——玻璃纤维布、阻燃装饰布等；
③薄膜——塑料薄膜、铝箔等；
④穿孔板——胶合板、硬质木纤维板、塑料板、石膏板、TK板、硅酸钙板、FC板、钢板、铝板等。孔的形状大多为圆孔，还有长方孔及菱形孔。
从声学角度看，由于护面层本身也具有声学作用，因此对其内的纤维材料的吸声特性也会有一定影响。一般来说，护面层通常具有一定的声质量和声阻，而不会有声顺。声质量的作用所产生的声抗与频率成正比。低频时声抗小，其影响可忽略。高频时因声抗提高，会产生明显影响，从而使材料吸声系数降低。如上所述，多孔材料使用的护面材料品种规格很多，应根据使用场合和环境等对材料的要求加以选择。
6.网罩会影响多孔材料的吸声么？
塑料窗纱、塑料网、金属丝网，钢板网和铝板网是工程中广泛使用的网型护面材料。其穿孔率高，约在70%以上。它的声阻和声质量可以忽略，因此网罩型面层对吸声没影响。在需要耐高温或需要具有较高力学强度的场合下，应选用金属网罩，而一般场合可选用价格低廉的塑料纱或塑料网，适宜于低造价和要求强吸声而又无装饰要求的场合使用，如水泵房、锅炉房等的吸声降噪。
7.织物护面层对多孔材料的吸声有什么影响？
玻璃纤维布透声、不燃、不腐、廉价，常作为玻璃棉、岩棉、矿渣棉等纤维材料的护套，是使用最多的护面材料。有时为了装饰需要，可选用阻燃装饰布作为护面层。近年有专门开发用玻璃纤维织造的装饰面料作为玻璃棉的护面层，其优点是美观、不吸湿、可冲洗，防火性更好。这类护面层本身流阻较小，相对声阻率0.1左右，相对声抗率可忽略不计，因此不会影响材料的吸声系数。如果在织物上涂刷油漆，会使大部分透气孔封闭，由于相应的声阻增加过大，会使材料中高频的吸声系数大大降低，而中低频的吸声系数会略有提高。织物油漆涂层对吸声的影响如图2-13所示。在音质设计中，为了减小材料对高频的吸声过大，有时就通过对护面层油漆的方法来实现。
8.薄膜护面对多孔材料的吸声有什么影响？
目前塑料薄膜广泛地用作纤维性吸声材料的护面层，它主要用在防止纤维散落、防水、防油、防潮、防尘等要求较高的场所，如游泳馆、食品厂、超净化车间及动力机电设备的的隔声罩等。与织物护面层对比，薄膜没有透气孔，主要靠其本身的振动来传递声波，因此，这种护面 层是一种声学元件。对材料吸声系数的影响取决于膜的厚度，图2-14是薄膜厚度分别为0.01mm、0.02mm、0.065mm和0.32mm时，对密度为24kg/m3、厚度为50mm离心玻璃棉毡吸声系数的影响。图示曲线表明塑料薄膜的厚度小于0.02mm一般对吸声没有影响。对吸声的影响随薄膜厚度的增加而增大，即薄膜厚度增加，材料吸声系数一般会显著降低。由于薄膜厚度增加后，本身有起共振吸声作用，因此其吸声特性是有较大起伏的。
塑料薄膜强度低，特别是对吸声没影响、厚度极小的薄膜，安装过程中易于破损，在户外因受阳光中紫外线的照射会使塑料薄膜加速老化而发脆破裂，很快失去薄膜对吸声材料的保护作用。对户外隔声屏障，玻璃棉吸水后，一方面使吸声系数急剧下降；另一方面，因水分难蒸发，造成结构质量增加，因此，塑料薄膜适宜于室内使用。
原文出处：三弦声学
延伸阅读：
声学课堂-01：视听影音室声学基本知识
https://www.hao4k.cn/thread-59463-1-1.html
声学课堂-02：视听影音室吸声基本知识
https://www.hao4k.cn/thread-59459-1-1.html
声学课堂-03：视听影音室吸声基本知识
https://www.hao4k.cn/thread-59458-1-1.html
声学课堂-04：材料区别及对吸声的影响
https://www.hao4k.cn/thread-60608-1-1.html |
[复制链接]
初级发烧友
