碳素木質裝飾吸聲板的吸聲原理

在教室、會議室或音樂室，我們經常會看到在墻上安裝木質裝飾吸音板。而這些木質裝飾吸音板的表面有許多小孔，聲音進入小孔后，會在內壁隨機反射，其結構有點像海綿。直到大部分聲波能量被消耗并轉化為熱能，吸音效果才得以實現。下雪時，地面、建筑物和樹木經常被一層雪覆蓋。與冰不同，雪不是堅硬的固體。相反，雪花聚集得很薄，并包含許多微小的縫隙。這有點像聲學面板中的結構。這些空隙對聲波有吸聲作用，特別是對于頻率高于600赫茲的聲波。這就是為什么在下雪的夜晚大地異常安靜。

吸聲是聲波撞擊材料表面時能量損失的現象。吸聲可以降低室內聲壓級。描述聲音吸收的指數是聲音吸收系數a，它代表吸收的聲能與入射聲能的比率。理論上，如果一種材料完全反射聲音，那么它的a = 0；如果一種材料吸收了所有的入射聲能，那么它的a=1。事實上，所有材料的a值在0和1之間，這意味著不會完全反射或吸收。

不同的頻率會有不同的吸聲系數。人們用吸聲系數的頻率特性曲線來描述材料在不同頻率下的吸聲性能。根據ISO標準和國家標準，吸聲測試報告中吸聲系數的頻率范圍為100-5KHz。100-5千赫茲的平均吸聲系數是平均吸聲系數，它反映了材料的整體吸聲性能。

在工程中，降噪系數NRC通常用于粗略評估語言頻率范圍內的吸聲性能。該值是250、500、1K和2K頻率下材料吸聲系數的算術平均值，四舍五入到0.05。一般來說，NRC小于0.2的材料被認為是反射材料，而NRC大于0.4的材料被認為是吸聲材料。

當需要吸收大量聲能來降低室內混響和噪聲時，通常推薦使用高吸聲系數的材料。離心玻璃棉是一種高NRC吸聲材料。厚度為5厘米的24公斤/立方離心玻璃棉的NRC可達0.90。多孔吸聲材料，如離心玻璃棉、巖棉、礦棉、植物纖維噴涂等。吸聲機理是在材料中有大量微小的孔隙，聲波可以沿著這些孔隙滲透到材料中。與材料的摩擦將聲能轉化為熱能。多孔吸聲材料的吸聲特性是吸聲系數隨著頻率的增加而逐漸增大，這意味著低頻吸收不如高頻吸收好。

墻面或天花板上有空氣層的穿孔板，即使材料本身吸聲性能差，該結構還具有吸聲性能，如穿孔石膏板、碳素木質裝飾吸聲板、木板、金屬板、平縫磚等。它的吸聲機理是亥姆霍茲共振，類似于熱水瓶，外部空間通過一個狹窄的瓶頸與內部空間相連，當聲波入射時，在共振頻率下，它與空氣和頸部內部空間產生強烈共振，并失去聲能。亥姆霍茲共振吸收的特征是僅在某些頻率下吸收系數大。

當與其他結構如碳素木質裝飾吸聲板、木板、金屬板等形成空腔時，薄膜或薄板也能吸收聲音。這種結構的吸聲機理是薄板共振。在共振頻率下，薄板因劇烈振動而吸收大量聲能。薄板共振吸收在低頻下大多具有良好的吸聲性能。