吸聲系數(shù)直接決定了聲屏障的吸聲效果,它的計(jì)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(guò)專業(yè)聲學(xué)測(cè)量獲取基礎(chǔ)數(shù)據(jù)后計(jì)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(wú)量綱參數(shù),計(jì)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(nèi)部損耗、透射后被其他結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu))。
實(shí)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(jì)算方法:依賴專業(yè)聲學(xué)測(cè)量
吸聲系數(shù)無(wú)法通過(guò)理論公式直接推導(dǎo),必須通過(guò)實(shí)驗(yàn)室或現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量獲取聲能數(shù)據(jù)后計(jì)算,常用兩種標(biāo)準(zhǔn)方法:
1. 混響室法(測(cè)量無(wú)規(guī)入射吸聲系數(shù) α?)
適用于測(cè)量材料在聲波無(wú)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(cè)方法。
測(cè)量原理:將聲屏障樣品(如一塊標(biāo)準(zhǔn)尺寸的吸聲屏體)放入混響室(內(nèi)壁強(qiáng)反射,聲場(chǎng)均勻),分別測(cè)量 “放入樣品前” 和 “放入樣品后” 混響室的混響時(shí)間(聲音從一定聲壓級(jí)衰減到指定值的時(shí)間)。
計(jì)算邏輯:根據(jù)混響時(shí)間的變化,結(jié)合混響室的體積、表面積等參數(shù),通過(guò)公式計(jì)算出材料吸收的聲能,進(jìn)而得到無(wú)規(guī)入射吸聲系數(shù) α?。
特點(diǎn):測(cè)量結(jié)果更貼近聲屏障實(shí)際工作場(chǎng)景(聲波從多方向入射),是工程設(shè)計(jì)中常用的吸聲系數(shù)指標(biāo)。
2. 駐波管法(測(cè)量垂直入射吸聲系數(shù) α?)
適用于測(cè)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(cè)。
測(cè)量原理:將聲屏障樣品密封在駐波管的一端,管內(nèi)另一端放置聲源,產(chǎn)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(guò)測(cè)量駐波的聲壓級(jí)和小聲壓級(jí),計(jì)算反射系數(shù)。
計(jì)算邏輯:根據(jù)反射系數(shù)(反射聲能與入射聲能的比值),通過(guò)公式換算得到垂直入射吸聲系數(shù) α?。
特點(diǎn):測(cè)量條件簡(jiǎn)單、數(shù)據(jù),但因僅模擬垂直入射場(chǎng)景,與實(shí)際聲屏障的聲波入射情況有差異,通常作為參考指標(biāo)。
三、關(guān)鍵注意事項(xiàng)
頻率依賴性:吸聲系數(shù)并非固定值,會(huì)隨聲波頻率變化。例如,某金屬聲屏障可能在 250Hz(低頻)時(shí) α=0.3,在 1000Hz(中頻)時(shí) α=0.8,因此檢測(cè)報(bào)告需標(biāo)注不同頻率下的吸聲系數(shù)值。
樣品代表性:測(cè)量用的聲屏障樣品需與實(shí)際工程使用的產(chǎn)品規(guī)格、結(jié)構(gòu)(如微孔孔徑、吸聲棉厚度)完全一致,否則測(cè)量結(jié)果無(wú)法反映真實(shí)吸聲效果。
工程應(yīng)用:實(shí)際聲屏障安裝時(shí),若屏體拼接存在縫隙、表面有灰塵覆蓋,會(huì)導(dǎo)致實(shí)際吸聲系數(shù)低于實(shí)驗(yàn)室測(cè)量值,因此安裝時(shí)需做好密封和清潔處理。
