吸声系数 吸声系数是描述材料或表面对入射声能吸收能力的无量纲物理量。其定义为被材料吸收的声能与入射到材料上的总声能之比。 基本概念与定义 当声波在空间中传播并遇到一个表面（如墙壁、天花板或某种材料）时，部分声能会被反射，部分会透射过去，还有部分会被材料吸收并转化为其他能量形式（主要是热能）。吸声系数（通常用符号 α 表示）的数学表达式为： α = (E_ incident - E_ reflected) / E_ incident = E_ absorbed / E_ incident 其中，E_ incident 是入射声能，E_ reflected 是反射声能，E_ absorbed 是吸收声能。因此，α 的值在 0 到 1 之间。α=0 表示全反射（如坚硬光滑的混凝土表面），α=1 表示全吸收（理想情况，现实中不存在）。 影响因素与频率特性 吸声系数并非材料的固定常数，它强烈依赖于声波的频率。同一材料对低频声的吸声能力通常弱于对高频声的吸声能力。例如，一块厚地毯在 1000 Hz 时可能有 α=0.6，但在 125 Hz 时可能只有 α=0.1。因此，在声学工程中，通常需要给出材料在多个标准频率（如 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 Hz）下的吸声系数，这被称为吸声频谱。材料的厚度、密度、孔隙率、结构（多孔材料、共振板、空腔等）以及声波的入射角度都会影响其吸声系数。 测量方法与平均吸声系数 吸声系数的标准测量方法主要有两种。一是驻波管法，将小样品置于管道一端，通过测量管内形成的驻波图案来确定垂直入射吸声系数（α_ 0）。这种方法样品小，但仅适用于垂直入射情况。二是混响室法，将大面积样品置于一个扩散声场（声波从各个方向随机入射）的专用房间内，通过比较放入样品前后房间的混响时间，计算出无规入射吸声系数（α_ s 或 NRC）。无规入射系数更接近实际房间中的状况。为简便评价，有时会取几个中高频吸声系数的算术平均值，称为降噪系数。 核心应用：赛宾公式与混响控制 吸声系数最核心的应用是计算和控制房间的混响时间。混响时间是声源停止发声后，声能衰减60分贝所需的时间，它直接关系到房间的音质清晰度或音乐丰满度。著名的赛宾公式揭示了其关系：T_ 60 ≈ 0.161 * V / A。其中，V 是房间容积，A 是房间总吸声量，单位是平方米赛宾。总吸声量 A = Σ (α_ i * S_ i)，即房间内所有表面（面积 S_ i，对应吸声系数 α_ i）的吸声量之和，还包括室内人员和物品的吸声量。通过选择和使用具有不同吸声系数的材料，声学设计师可以精确调整A值，从而将混响时间控制在目标范围内，这是建筑声学设计的基础。 延伸：吸声材料与吸声结构 基于吸声系数特性，发展了多种吸声材料和结构。多孔材料（如玻璃棉、岩棉、泡沫）主要吸收中高频，通过声波在微孔中振动摩擦生热而耗能。共振吸声结构（如穿孔板后加空腔）则对特定频率（共振频率附近）有强吸收，常用于吸收低频。还有薄膜吸声体、空间吸声体等。在实际工程中，往往组合使用这些材料，以获得宽频带、均匀的吸声效果，创造理想的声学环境。