吸聲系數(shù)直接決定了聲屏障的吸聲效果,它的計算核心是 “被材料吸收的聲能與入射到材料表面的總聲能之比”,需通過專業(yè)聲學測量獲取基礎數(shù)據后計算得出。
一、吸聲系數(shù)的核心定義與取值范圍
吸聲系數(shù)(α)是無量綱參數(shù),計算公式為:
α = E? / E?
其中:
E?:聲屏障材料吸收的聲能(包括材料內部損耗、透射后被其他結構吸收的聲能)。
E?:入射到聲屏障材料表面的總聲能。
吸聲系數(shù)的取值范圍為 0 ≤ α ≤ 1:
α=0:表示材料完全不吸聲,所有入射聲能都被反射(如光滑的金屬板)。
α=1:表示材料完全吸聲,所有入射聲能都被吸收(如理想的吸聲結構)。
實際聲屏障材料的吸聲系數(shù)多在 0.2-0.9 之間,如金屬微孔聲屏障的 α 值通常為 0.6-0.8。
二、核心計算方法:依賴專業(yè)聲學測量
吸聲系數(shù)無法通過理論公式直接推導,必須通過實驗室或現(xiàn)場測量獲取聲能數(shù)據后計算,常用兩種標準方法:
1. 混響室法(測量無規(guī)入射吸聲系數(shù) α?)
適用于測量材料在聲波無規(guī)則入射(多方向反射)條件下的吸聲系數(shù),是聲屏障材料的主流檢測方法。
測量原理:將聲屏障樣品(如一塊標準尺寸的吸聲屏體)放入混響室(內壁強反射,聲場均勻),分別測量 “放入樣品前” 和 “放入樣品后” 混響室的混響時間(聲音從一定聲壓級衰減到指定值的時間)。
計算邏輯:根據混響時間的變化,結合混響室的體積、表面積等參數(shù),通過公式計算出材料吸收的聲能,進而得到無規(guī)入射吸聲系數(shù) α?。
特點:測量結果更貼近聲屏障實際工作場景(聲波從多方向入射),是工程設計中常用的吸聲系數(shù)指標。
2. 駐波管法(測量垂直入射吸聲系數(shù) α?)
適用于測量材料在聲波垂直入射(單一方向)條件下的吸聲系數(shù),多用于材料研發(fā)或小型樣品檢測。
測量原理:將聲屏障樣品密封在駐波管的一端,管內另一端放置聲源,產生沿管軸傳播的平面波。聲波入射到樣品表面后,入射波與反射波疊加形成駐波,通過測量駐波的聲壓級和最小聲壓級,計算反射系數(shù)。
計算邏輯:根據反射系數(shù)(反射聲能與入射聲能的比值),通過公式換算得到垂直入射吸聲系數(shù) α?。
特點:測量條件簡單、數(shù)據,但因僅模擬垂直入射場景,與實際聲屏障的聲波入射情況有差異,通常作為參考指標。
三、關鍵注意事項
頻率依賴性:吸聲系數(shù)并非固定值,會隨聲波頻率變化。例如,某金屬聲屏障可能在 250Hz(低頻)時 α=0.3,在 1000Hz(中頻)時 α=0.8,因此檢測報告需標注不同頻率下的吸聲系數(shù)值。
樣品代表性:測量用的聲屏障樣品需與實際工程使用的產品規(guī)格、結構(如微孔孔徑、吸聲棉厚度)完全一致,否則測量結果無法反映真實吸聲效果。
工程應用:實際聲屏障安裝時,若屏體拼接存在縫隙、表面有灰塵覆蓋,會導致實際吸聲系數(shù)低于實驗室測量值,因此安裝時需做好密封和清潔處理。
