一、吸声材料及吸声结构

同一个声源，如置于未做任何声学处理的车间内，这时操作人员感觉到的噪声级比这个声源放在露天户外听起来要强。因为，一般工厂车间的内表面多是一些对声音反射强的坚硬材料，如混凝土、砖墙、玻璃等，室内声源发出的声波将从墙面、天花板、地面以及其他物体表面多次地反射，反射声与声源本身发出的直达声混合使用，使人感觉声音加强了，一般反射声可使噪声提高十几个棚。

为消除反射声，要在车间内表面上装饰一些吸声材料，即用吸声技术降低车间噪声。

(一)吸声原理

吸声就是利用具有一定吸收声音性能的材料或结构减少反射声的量，降低车间噪声的一种声学技术措施。其原理是：当声源发出的声波入射到吸声材料或吸声结构表面上时，声波进入到材料或结构的孑L隙内，引起孔隙中的空气和材料的细小纤维的振动，由于摩擦和粘滞阻力，使相当一部分声能转变为热能被吸收掉。

(二)吸声材料

吸声材料就是能够把入射在其上的声能吸收掉的材料。大多数吸声材料是松软或多孔的，表面富有细孔，孔和孔问互相连通，并深入到材料内层，以使声波顺利透人。

一般材料的吸声系数在0.01～1.00之间。吸声系数越大，表面材料的吸声效果越佳。多孔吸声材料吸声性能，一般地说，对高频声吸声效果好，对低频吸声性能差。

吸声材料的吸声性能与材料的密度、厚度及使用时的结构、形式(如材料与壁面的间隔，护面层材料的类型)有关。

(1)对某一多孔吸声材料，其密度存在一个最佳值，一般地说增加吸声材料的密度，能使材料对低频噪声吸声效果增加，但对高频噪声吸收效果相对下降。

(2)材料的厚度 对于一定厚度的材料在低频范围内的吸声系数较低时，一般随着频率的增加而增加，到高频范围起伏变化不明显。但随材料厚度加大，吸声特性在低频段有改善。实际应用中材料厚度一般取30～50mm就足够了，如果需要提高低频吸声性能，厚度可取50～100mm。但通过增加厚度改善低频吸声效果，在实际应用中太不经济了。

(3)背后空腔 如果把多孔材料布置在离开刚性壁面一段距离处，即在多孔材料背面留有一定深度的空腔，其作用相当于加大了材料的有效厚度，可以改善低频吸声效果，这比单靠增加厚度来提高对低频声的吸收，在经济上是合算的，当然在材料背后留空腔的做法会给施工带来一定困难。一般空腔深度为50～100 mm，天花板上的空腔厚度可视建筑结构的条件而定。

由于大多数多孔吸声材料疏松多孔，整体强度差，直接应用易散落和结灰，故在实际使用时往往在材料表面覆盖一层或几层护面材料，常用的有穿孔板，织物和网纱。

(二)吸声结构

吸声材料对低频噪声的吸收效果差，而利用增加材料厚度来提高对低频吸收效果又太不经济。因此可用吸声结构吸收低频噪声。目前普遍采用的是根据共振原理做成的共振吸声结构，如穿孔板共振吸声结构，薄板共振吸声结构，微穿孔板共振吸声结构等等。

(1)穿孔板共振吸声结构在石棉水泥板、石膏板、硬质板、胶合板及铝板、钢板等板上钻小孔，并在其后设置空腔，这就组成了穿孔板共振吸声结构。其吸声原理是声波入射到孔板上，小孔颈中的气体在声波压力作用下运用并抗拒了声波的作用，同时，进入孔颈的声波由于与颈壁的摩擦和阻尼，使一部分声能转变为热能而消耗掉。当进入声波频率接近系统固有共振频率时，系统内空腔振动很强烈，由于阻尼作用声吸收强烈。

穿孔板共振吸声结构缺陷是吸声频带窄，为改善这一缺点，可把孔径设计得小些，提高孔内阻尼;在孔板后面蒙一层薄布、玻璃布等，在孔板后面空腔中填放一层多孔吸声材料。

(2)薄板共振吸声结构在板材(胶合板，草纸板，硬质纤维板，聚氯乙烯薄板、木纤维板)的后面设置具有一定厚度的空气层，这就组成板材空气层共振吸声系统。当声波入射到薄板上时，将激起板的振动，使板发生弯曲变形，由于板和固定支点之间的摩擦，以及板本身的内耗损，使声波转化为热能。

此种结构吸声频带较窄，为改善吸声特性，在薄板结构的边缘上(即板与龙骨交换处)放置一些增加结构阻尼的软材料，如海绵条、毛毡等，并在空腔中适当挂些吸声材料。

(3)微穿孔板吸声结构 吸声材料对中高频噪声吸收效果好，但在高温、高湿和腐蚀性强的空间的吸声问题会因浸蚀很快失效。如果用穿孔板或薄板共振吸声结构，因其对中高频噪声吸收差，不能满足吸声要求，这时可采用微穿孔板吸声结构。它是在1 mm厚板上钻1 mm以下的孔;穿孔率为l%～3%的薄金属板和板后空腔组成的复合吸声结构。由于板薄、孔细，阻尼增加，吸声频带宽度和效果得到改善。

微穿孔板结构易于清洗，适用于高温，高湿，有腐蚀性气体的特殊条件，但加工较困难造价较高，且使用中易于堵塞。

常用吸声材料有熟玻璃丝、生玻璃丝、超细玻璃棉、酚醛玻璃纤维板、矿渣棉、沥青矿棉毡、工业毛毡、海草、粗大麻、细大麻、石棉屑、木屑、棉絮、甘蔗板、向日葵杆芯板、纸板、软木屑板等。近些年来，国内另外一些性能优良的吸声材料如颗粒吸声砖、吸声陶瓷等已经研制成功，并已正式投产。我国也从国外引进了一些设备或生产线，批量生产了一些新型的吸声材料。上海平板玻璃厂从日本引进的采用离心法生产的防潮离心玻璃棉，憎水率大于98%，具有不燃、不腐烂、无害、不刺手、回弹力强、高低温适应性好、便于施工、吸声性能优良的特点。北京新型建筑材料总厂从国外引进生产线而生产的岩棉及其制品，具有不燃、不蛀、吸声性能好、便于施工等特点。山东蓬莱聚氨酯制品厂从国外引进设备和工艺而生产的聚氨酯声学泡沫，与普通的聚氨酯泡沫塑料不同，它在发泡时添加了阻燃剂和防老剂，具有阻燃、质轻、柔软、吸声性能稳定、吸声系数高、便于施工等优点。尤其适用于有特殊要求的食品行业和医药行业等。

四、吸声屏

上面所讲的是在车间内表面装饰吸声材料或吸声结构，以降低车间内的反射声作用。在实际应用中也常同时采用吸声屏进行降噪处理，吸声屏能把噪声最大的机组或工段同邻近的工作地点隔离开，或将某些吵闹的工作地点同车问的其余部分隔离开。吸声屏是设置在噪声源与听点之间，以使吸声屏一侧的噪声级降低。

吸声屏用薄钢板或木材做骨架，在骨架上铺设有厚50毫米左右的吸声材料，表面用穿孔板封闭。吸声屏可以是固定的，也可以是流动的。对于流动式吸声屏，其与地面间的间隙应尽量小。在应用中要把吸声屏和车间内的吸声处理相结合，吸声屏永远用吸声材料做成饰面。吸声值可用式(7—13)计算;另外，设计吸声屏时还应注意吸声屏的隔声能力。

五、空间吸声

在车间内悬吊呈一定形状的吸声物体(吸声体)也可达到一定的减噪声效果。如果吸声体布置得合理，则比完全布满吸声饰面于墙壁和顶棚，能大量减少吸声材料的需要量，在能满足减噪效果的基础上，经济上也比较节约。空问吸声体的几何形状一般有立方体、圆锥体、圆柱体、棱柱体、平板体或球体等，其中以球体的吸声效果最好。

空间吸声体能靠近噪声源，所以能吸收比混响声能更多的声能;不妨碍车间的墙面，不影响采光;安装较易(可用铅丝或绳索悬挂在靠近噪声源的上方)，或直接固定于顶棚上)，日常修理方便;可重复使用;由于声波的绕射，这种吸声体的吸声系数往往大于1;由于机械共振，低频响应比较高。空间吸声体的缺点是：车间内不太美观。

空间吸声体对于高频声的吸收，其效果随着空间吸声体尺寸的减小而增加;但对于低频声的吸收，其效果随着空间吸声体尺寸的加大而提高。在布置空间吸声体时，需要注意其所在的位置不可妨碍车间中的工作、吊车的移动和生产用的物料的调动。