你身邊的一切都可能是吸聲材料

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　  能量守恒定律告訴我們，能量既不能被創(chuàng)造也不能被消減。但是能量可以從一種形式轉(zhuǎn)化成另外一種形式。房間內(nèi)的聲音能量，是不會被消減的，只會轉(zhuǎn)化成其它能量或傳遞到其它空間去。有些轉(zhuǎn)化是有害的，例如引起門窗吊頂共震發(fā)出另外的聲音，有些傳遞也是有害的，例如擾民，本文要講其中一個無害的轉(zhuǎn)化形式，吸聲材料的作用。

　　通常來說，吸聲物體能被看成以下形式當(dāng)中之一，既多孔相通吸聲體、板吸聲體和共振吸聲體。通常來說，多孔吸聲體是對于高頻來說為有效的吸聲材料，而板及共振吸聲體對低頻的吸聲更為有效。

　　聲音能量的損耗方式是這樣的，聲波在空氣中傳播，撞擊到有覆蓋聲學(xué)材料的剛性墻面，首先聲波在空氣中傳播會有較小的熱量損失，主要在高頻部分。聲波撞擊到聲學(xué)材料和墻面，都會一部分反射分量從墻面反射回來。

　　有意思的是，聲波在進(jìn)入吸聲材料到達(dá)剛性墻面，以及被剛性墻面反射再穿透吸聲材料的過程中，聲波摩擦吸聲料，會轉(zhuǎn)化成熱量散發(fā)到空氣中。同時(shí)還會有部分聲波進(jìn)入密度比聲學(xué)材料更大的剛性墻面中也會有熱能損失。最后還會有一部分透過剛性墻面?zhèn)鞯綁ν馊ァ?/p>

　　聲波消散

　　所以不管空間是大還是小，吸聲材料是多還是少，也不管發(fā)出的聲音是大還是小，最后都會消失，只是消散時(shí)間的長和短，及是否被覺察而已。

　　接下來說一下聲波吸收的如何來量化計(jì)算的，在聲學(xué)中就引用一個“吸聲系數(shù)”來表示材料對聲波吸收能力的強(qiáng)弱指標(biāo)，并且聲波因?yàn)楦鱾€頻率波長的不同，所有各個頻率一般來說單一材料的吸聲系數(shù)是不同的，例如對500HZ，入射聲波的能量60%被吸收，那么這個頻率的吸聲系數(shù)就是0.6，一個理想的吸聲體，會吸收100%的入射聲能量，因此吸聲系數(shù)為1，但在實(shí)際測量中，常出現(xiàn)大于1的情況。

　　就是因?yàn)槭艿缴厦娣治鲋兴峒暗钠渌问降奈眨瑫r(shí)還有說一個理相的反射面吸聲系數(shù)為0，這在實(shí)際中也是不可能存在的。

　　剛說了吸聲系數(shù)，接下來我們說要說一下，一個聲音在空間內(nèi)消散快慢的另外一個量化指標(biāo)：混響時(shí)間

　　很多人都有過體驗(yàn)，在地下車庫說一句話，要持續(xù)比較久的時(shí)間才會消失，聲音也比較響亮，但在室外說話就比較干癟，如果周圍噪音還多的話，需要距離更近才能聽得清楚，而在我們家里是感覺恰到好處，說起來不費(fèi)勁，聽起來又清晰，所以從主觀體驗(yàn)上來講，密閉空間越大，回聲時(shí)間越長，越不清晰，混響時(shí)間越長，空間越小，越開放，吸聲材料越多，混響時(shí)間越短，越清晰，越費(fèi)勁。

　　上面闡述了聲學(xué)吸聲的一些基礎(chǔ)概念常識后，我們再回到生活中來，闡述一下時(shí)刻伴隨著我們生活中的吸聲材料和吸聲現(xiàn)象，先從客廳觀察起，隨便舉例一個客廳吧，右邊客廳，左邊飯廳，客廳一邊是簾幕，沙發(fā)是皮的或布的，中國90%以上的客廳布局

　　空間中的軟裝，有著明顯吸聲能力就是窗簾和沙發(fā)。

　　所以我們可以極其明確的知道窗簾這種纖維織物，對聲波具有比較強(qiáng)的吸聲能力，特別是例如靠枕這些里面還有多孔相連的纖維，吸聲能力也是超強(qiáng)的，說到這里再更正一些誤解：

　　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，是沒有吸聲能力的

　　因此具備吸聲結(jié)構(gòu)的多孔吸聲材料具有大量的內(nèi)外連通的微小孔隙和孔洞。

　　當(dāng)聲波入射到多孔材料上，聲波能順著孔隙進(jìn)入材料內(nèi)部，引起空隙中空氣分子的振動。由于空氣的粘滯阻力、空氣分子與孔隙壁的摩擦，使聲能轉(zhuǎn)化為摩擦熱能而吸聲。吸聲頻率特性是：隨頻率增加吸聲系數(shù)逐漸增大，中高頻吸聲能力比低頻強(qiáng)。然后就是共振吸結(jié)構(gòu)，例如皮沙發(fā)是膜共振吸收低頻，吊頂石膏板共振吸低頻;還有柜子，紙箱，架空木地板等。

　　還有一種空腔共振吸聲結(jié)構(gòu)，原理為亥姆霍茲共振，如穿孔石膏板、穿孔鋁板、木槽板、狹縫吸音磚等。吸聲特點(diǎn)為：在共振頻率附近有較大吸收。這些一般在公司的辦公室或會議室中出現(xiàn)，這種結(jié)構(gòu)在中國出現(xiàn)比較久遠(yuǎn)了，明永樂皇帝還是燕王的時(shí)候，為了日后起兵奪權(quán)，在后花園秘密建地下室“私鑄兵器”，為防止聲音外傳泄密，其謀臣姚廣孝采用在墻壁上埋入大量的開口向室內(nèi)的甕罐進(jìn)行吸聲降噪，可見聲學(xué)領(lǐng)域早在中國歷史上就有所應(yīng)用。

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　　相關(guān)問答：

　　問：消聲與吸聲在原理上有什么區(qū)別

　　答：消聲是從源頭上減弱聲音，吸聲是在聲音傳播途徑上吸收音波能量。

　　消聲是通過減少物體間碰撞發(fā)聲，或用塑彈性材料做墊層，吸收物體振動的能量，以減弱傳遞到空氣中的能量;

　　吸聲是在遠(yuǎn)離振動源頭之外的空間里用吸聲材料，吸收聲波的能量，減弱聲音在空氣中遇物體再次反射的能量，使得空間里聲音多次反射的疊加能量減弱或把聲音在空間里的混音時(shí)間控制在一定的范圍，以提高音質(zhì)。

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　　問：隔聲與吸聲有何聯(lián)系

　　答：隔聲：

　　隔聲是指聲波在空氣中傳播時(shí)，一般用各種易吸收能量的物質(zhì)消耗聲波的能量 使聲能在傳播途徑中受到阻擋而不能直接通過的措施，這種措施稱為隔聲。

　　吸聲：

　　聲音進(jìn)入多孔材料或引起可彎曲變形的板振動后，聲能轉(zhuǎn)化為熱能的效應(yīng)。聲波在空氣中傳播與空氣質(zhì)點(diǎn)因振動摩擦使聲能轉(zhuǎn)化為熱能，引起的聲波隨傳播距離增加逐漸衰減的現(xiàn)象，稱為空氣吸收;當(dāng)聲波入射多孔吸聲材料時(shí)，由于空氣的粘滯阻力，空氣與孔壁的振動摩擦，使相當(dāng)一部分聲能轉(zhuǎn)化成熱能而被吸收，稱為材料吸聲。

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