吸音材料和吸声结构大致分为如下几类：第一类是多孔吸音材料，包括纤维材料、颗粒材料和泡沫材料。这些材料品种规格最多，应用也最为广泛。第二类是共振吸音结构，包括亥姆霍兹共振吸音器、穿孔板共振吸音结构、薄板共振吸音结构以及薄膜共振吸音结构。第三类是特殊吸声结构，包括空间吸声体、吸音尖劈等。此外还有由前两类构建的复合吸声结构。 转载请注明出处，www.hdav.com.cn

　　吸音材料和吸声结构分类不同，因而吸声原理也不同。本节内容侧重于介绍第二类共振吸声结构，目的在于为处理低频吸声提供一些帮助。特别是对声学小房间出现房间简正模式简并现象的时候，提供解决方案。在处理小房间低频吸声，特别是处理简正模式简并频率吸声过程中，国外在该技术领域发展情况值得我们借鉴。这就是低频吸声模块化部件(一种复合吸声结构)的出现，使低频房间模式吸声产品系列化，极大地方便处理小房间建筑声学面所临的问题。 https://www.hdav.com.cn/play-hometheater/4897.html

　　亥姆霍兹共振吸声器 微信号：hdavcomcn

　　通常采用共振吸声器(俗称低频陷阱)处理小房间声学问题，也只是在房间房间内部尺寸长、宽、高的比例不太合理，而出现房间简正频率简并的情况下的不得以的办法。即便如此，也要针对简并频率设置共振吸声器。某一频率的共振吸声器只能吸收该频率附近的房间共振波，以降低声染色现象。亥姆霍兹共振器通常实际上用于小控制室和演播室。大房间因需要太多的亥姆霍兹共振器就将要付出太多成本。容积大约42.5m3或更小的房间收效有限，是由于共振器相互之间的耦合降低其性能。使用本装置是需要考虑到，在得到所期望的响应之前，由这些亥姆霍兹共振器装置的使用(像几乎所有无源低频控制装置那样)最多可能会占用10%的房间容积。 微信号：hdavcomcn

　　单个亥姆霍兹共振吸声器( Helmholtz Resona-tor)是一内部为刚性表面的密闭容器，借助于一个窄的异管与外面空气连通。类似于一个具有减震的质量一弹簧组合由内部提供声能的损耗。这是由于当声波进入导管时，由于与管径内空气的摩擦阻尼作用使用声波衰减。

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　　当入射声波的频率接近共振器固有频率f0时，导管的空气柱产生强烈振动，它类似于弹簧支持的振荡。在此过程中由于克服摩擦阻力消耗声能而转换成热能。亥姆霍兹共振吸声器一个显著的吸声特点是其吸声性能具有强烈的频率选择性。只有当声波频率处于共振器固有频率fo附近时，具有较大的吸声系数，而偏离该频率fo的其他频率吸声性能开始逐渐下降，直到吸声很小为止。 转载请注明出处，www.hdav.com.cn

　　亥姆霍兹共振吸声器fo频率的最大吸声量A

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　　影响亥姆霍兹共振吸声器吸声量的因素比较复杂，它涉及共振吸声器的Q值大小，阻尼程度以及吸声带宽，甚至摆放位置等因素。最大吸声量A作为估算亥姆霍兹共振吸声器的效能，如果该频率声染色严重，则应考虑增加共振吸声器的数量。从下表数据可以知道，共振频率fo每增加一个倍频程，该装置的最大吸声量降低4倍。这也为我们在不同频率下考虑采用亥姆霍兹共振吸声器的数量提供参考依据。 www.hdav.com.cn

　　

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　　亥姆霍兹共振吸声器频带

　　以上所有计算都是在刚性共振腔体条件下进行的。在某些情况下，由于共振腔体的内部填充阻燃吸声棉会发生热力学的影响。作为吸声材料的绝缘体吸收热能，因此它有增加装置的有效容积的效果。由绝缘体造成的有效容积的变化。它值的改变给出了一个可能的导管的长度范围。

　　家庭影院网（www.hdav.com.cn）提示：

　　1)慎用矩形木箱做这些共振吸声器装置

　　为了增加刚度以防止容器振动，强烈建议使用圆筒(管)造型。但是，如果内部填充阻燃玻璃棉纤维，可在一定程度上减轻矩形木箱体的振动。当然采用足够厚度的钢板就另当别论了。

　　2)关于装置的放置条件

　　导管的开口与任何物体(如墙壁或地板)之间的距离至少是内部管子长度的两倍，否则将阻碍空气流通，降低吸声效率。

　　3)关于装置使用的频率条件

　　入耳对声音的响应与频率有关。2000~4000Hz是人耳对声音的最敏感频率范围，低于1000Hz频率时，入耳对声音的敏感程度随频率降低而降低。因此，一般小房间声学设计中，扬声器低频下限频率也就是40Hz附近，因此频率低于40Hz的简并波无须采用低频共振器，即亥姆霍兹共振器通常用于40Hz以上频率范围小房间设计。下表在低频需要吏大的声压级才能维持同一响度级，表中数据是五条等响度曲线50Hz以下频率的对比。很显然若获得同样响度20Hz所需的声压级大致要超过50Hz所需的声压级约20dB;要超过100Hz所需的声压级约30dBo这说明采用建筑声学处理措施时，还需要考虑到入耳特性。

　　这样可以降低声学装修成本。当然要求较高的音乐演奏厅堂，信源频率更低，还要追求完美的声学环境，增加一些投入也是必要的。

　　

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　　4)关于装置使用的数量条件

　　需要根据房间简正模式简并情况以及所处谐振频率来确定吸声器的数量。如果具有使用ETF测量仪的条件，也可以通过增加或减少亥姆霍兹共振吸声器的数量查看对测量瀑布图“简并波”谐振峰的影响效果来决定采用吸声器的数量。只要谐振峰变得平缓，衰减时间明显缩短就可以了。

　　综上所述，亥姆霍兹共振吸声器是处理小房间声染色问题常常采用的一种解决办法。

　　亥姆霍兹共振吸声器构建材料

　　计算各类亥姆霍兹共振吸声器的时候，就需要考虑如何建造它。

　　穿孔板共振吸声结构

　　1.穿孔板共振吸声结构

　　穿孔吸声板结构吸声原理

　　在金属板、薄木板、水泥板、石膏板上穿以一定密度的圆孔，并在其后设置一定厚度的空气层和适当的多孔吸声材料，就构成了穿孔板吸声结构。目前工厂已批量生产的中密度纤维穿孔板吸声产品尺寸规格有2440×600×16,1200×600×16, 600×600 x16等种类。

　　穿孔板吸声的机理是，当声波进入小孔后便激发空腔内空气振动，如果声波频章与该结气层和适当的多孔吸声材料，就构成了穿孔板吸声结构。目前工厂已批量生产的中密度纤维穿孔板吸声产品尺寸规格有2440×600×16,1200×600×16, 600×600 x16等种类。

　　穿孔板吸声的机理是，当声波进入小孔后便激发空腔内空气振动，如果声波频率与该结构共振频率(可将穿孔板吸声结构理解为许多亥姆霍兹共振吸声器的并联)相同时，腔内空气便发生共振，此时空气质点与孔壁以及其后的多孔吸声材料发声剧烈的摩擦而转化为热损耗，声能的消耗即引起吸声作用，因而表现出较大的吸声系数;而在其他的频率上，孔中空气质点的振动将减弱(失谐)，吸声系数较小。因此穿孔板结构的吸声频率特性表现出明显的谐振特点。

　　

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　　穿孔板结构在谐振频率附近有最大的吸声系数，偏离共振峰越远，吸声系数越小。孔颈处空气运动阻力越小，则吸声频率曲线越尖锐;反之，则较平坦。为了在较宽的频率范围内有较高的吸声系数，可以在穿孔板后铺设多孔性吸声材料，来增加空气运动的阻力。这样做谐振频率会向低频移动，但通常偏移不超过一个倍频程范围，而整个吸声频率范围的吸声系数会显著提高(吸声系数常可做到0.6似上)。

　　目前常常采用的一种防火FC穿孔吸声板吸声材料，是FC纤维水泥加压板(硅酸钙板)采用硅质、钙质材料和纤维等有机、无机材料经先进生产工艺成型、加压、高温、高压蒸养和特殊技术处理而制成的高科技产品，是一种集高强度、大幅面、轻质、防水、防火等优良性能的新型建筑吸声板材。

　　2.微穿孔板吸声结构

　　采用金属薄板穿孔的孔径很小时(通常采用0.8 mm)，称为微穿孔板。孔小则周界与截面之比就大，孔内空气与孔颈壁摩擦阻力就大，同时微孔中空气粘滞性损耗也大。一般不再在微穿孔板后面铺设多孔材料，它比未铺吸声材料的一般穿孔板结构具有较好的吸声特性。最外一层微穿孔板穿孔率为2%，里面一层微穿孔板穿孔率为1%，两层相距80mm，后空120mm。在250~1000Hz频率范围内具有较高的吸声系数。这种吸声结构的一大特点是能耐高温、高湿和不产生粉尘污染。

　　薄板共振吸声结构

　　用胶合板、纤维板、塑料板、石膏板、FC板或金属板等具有一定弹性的薄板大面积的固定在木龙骨或轻钢龙骨上以便使板后留有一定深度的空气层(空腔)，这样板材与空气层就组成一个共振吸声结构。

　　当声波传来作用于薄板表面时，在声压的交变作用下引起薄板的弯曲振动。由于薄板和固定支点之间的摩擦和薄板内部引起的摩擦损耗，使振动的动能转化为热能，而使声能得到衰减，从而消耗一部分声波的能量达到吸声的目的。不言而喻，在该系统的共振频率附近它的吸声系数最大。

　　通常其共振频率多选在( 80~300Hz)这个范围内作低频声吸收。一般在共振频率附近的吸声系数可达到到(0.2~0.5)。为了增加其吸声系数，呵以在板与龙骨交接处放设一些像毛毡、软橡皮、海棉条之类的柔软材料，或在后空腔内填充一些多孔吸声材料(玻璃纤维棉)。还有将板材做成半圆柱形的，以便使之同时起到将声音向各个方向增加“扩散”的作用，这些在建筑工程中都有一些规范可循。

　　大面积的抹灰吊顶天花板、架空木地板、玻璃窗、薄金属板灯罩等也相当于薄板共振吸声结构，对低频有较大的吸收。

　　几种薄板共振吸声结构的吸声特性

　　

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　　综上所述，共振吸声结构主要解决中、低频频段的吸声问题。在进行房间声学装修过程中，这些知识会对我们有所帮助。

　　低频吸声结构模块化

　　为了处理小房间模式吸声的方便，国外声学设计者把低频吸声结构做成规格一致的吸声模块。尽管它们外形尺寸一样，但是吸声频率可以不同。

　　在英国BBC研究部20世纪90年代初发布的《低频吸声结构的模块化设计》报告中给出模块化吸声部件原型图样。其中侧板和(底部)后板一定要采用胶合板。实验表明，侧板采用替代材料(如9mm厚的中密度纤维板)可能会产生一个我们不需要的吸声峰值。

　　前面板为硬质纤维板和填满矿棉的吸声部件在一个混响室进行吸声特性测量。测量中采用一批共计28个模块吸声部件。这批28模块给出的总面积(当中心间距为600 mm时)约为10.1 ll12。低于125Hz的吸声系数随着频率降低而增加，增加到峰值63Hz时然后下降于50Hzo该模块实现了在低频所需的吸声。原型模块测量还显示了在200~500Hz范围出现一个更低和更宽的吸声峰值。

　　

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　　随后美国RPG扩散系统公司开发了用于小房间建筑声学处理的系列低频吸声部件。它们安装、使用十分方便，几乎涵盖了小房间吸声处理的所有低频吸声产品，这些称为Modex系列的低频吸声产品包括：

　　(1)Modex宽带吸声板。尺寸：长1.Sm，宽Im，厚0.Im，处理63—4000Hz吸声，壁挂式安装。

　　(2) Modex吸声板。尺寸：长1.Sm，宽Im，厚0. Im，处理400Hz以下吸声，壁挂式安装。

　　(3) Modex边缘吸声体。尺寸：高0.8m横截面为直角梯形(边长分别为0. 53m、0. 9m、0. 2m、0. 97m)，处理500Hz以下吸声，堆叠式安装。

　　(4)Modex吸声模块。尺寸：长0.6m，宽0. 6m，厚0.18 m，壁挂式安装0 7个谐振频率的型号可供选择：30Hz、40Hz、50Hz、63Hz、80Hz、100Hz、125 Hz ±1/3 oct。

　　(5) Modex角型吸声体。尺寸：高0.6m横截面为直角三角形(边长分别为o.6m、0.42m、0.42m)，两墙面相交墙角处安装或墙面与天花板交角处安装。3个谐振频率的型号可供选择：40Hz、63Hz、80Hz ±1/3 oct。

　　由此可见，低频吸声结构模块化、部件化，外形尺寸单一化，安装使用便捷化，是当代低频吸声产品发展的大趋势。