赛为斯声学顾问谈消声室
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网责任编辑刘倩
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发表时间：2020-07-27 08:59
什么是消声室?消声室是一种声学实验室的内部和外部的声音反射减少噪音,把外部噪声通过厚厚的砖墙建筑和安静的房间通风管道消声器去除。消声室的主要作用是模拟无屏障自由空间的声学条件。消声室分为全消声室和半消声室两种：
全消声室是在一个闭合空间中，六个面为全吸声面（截止频率以上的吸声系数大于99.9%），用于精密测试产品的声功率。
半消声室是在一个闭合空间中，其中一个面为反射面，其他五个面为全吸声面（截止频率以上的吸声系数大于99.9%），用于精密测试产品的声功率。
消音室吸声材料的吸声系数要求大于0.99。一般采用梯度吸收层，常用楔形或锥形结构，以玻璃棉为吸音材料，也可用软泡塑料。从20世纪40年代开始，逐步过渡的原理被应用于将多孔(或纤维)材料制成锥形或楔形的吸声材料，统称为吸声材料。声波入射时的提示,由于吸声层的逐渐过渡性质,材料的声阻抗与空气的声阻抗可以匹配,所以声波传递到吸声体,吸收效率。目前国内外高质量的消声室均采用尖锐的结构作为吸声体。吸声特性与腔长、填充材料和腔深有关。同一材料的下端越长，其低频吸声性能越好。调整腔体深度也可以有效改善楔形结构的低频吸声特性。
消声室的三大指标
消声室主要有三大技术指标要求，即背景噪声、截止频率、自由场半径。
背景噪声：即在消声室内测量，除了被测声源之外的其他噪声。
背景噪声的总声值和测量范围内的每个频带的允许声压级值测量应符合下列要求：
A、 应测出每个频带的允许声压级值；
B、 在满足背景噪声要求的条件下，测量表面上的所有传声器位置背景噪声的总声压值和测量范围内的每个频带噪声值均应低于被测信号10dB；
C、 背景噪声低于被测信号20dB时，可不进行背景噪声的修正。
截止频率：指消声室一定的空间范围内，满足偏离自由场的允差要求的最低频率。通常通过吸声尖劈、吸声平板来控制最低频率。
自由场：指刚性反射地面上方空间的均匀各向同类媒质中，边界影响可忽略不计的声场。达到自由场的条件：点生源的声强随距离按平方反比定律变化，即声压随距离按平方反比衰减。
消室声学技术设计需考虑的关键环节
选址：消声室的建造环境对工程造价、消声室自由场空间有决定性的影响，因此在选定一个合适的场地来建造消声室时，尽可能遵循以下几点：
A、 远离噪声源和振动源：比如交通干道、电梯井、生产线、高噪声设备、厕所等
B、 物理空间需要足够满足自由场的尺寸：根据被测物品的外观尺寸确定自由场半径，再结合截至频率，消声室的隔声量来确定全消室的物理空间长宽高。特殊情况下，如果空间狭小，可考虑采用平板式吸声结构来达到设计目的。
减振：解决消声室受到外部的结构传声干扰。
隔声：控制消声室的本底噪声关键性环节，在造价上占有相当大的比重。这也是考验声学工程师功力的一道重要关口。
吸声：控制消声室的截至频率。常规采用吸声尖劈来控制；如果空间有限，可以考虑采用平板吸声来实现。尖劈和平板各有优缺点，需要根据实际情况选择。
通风：保证消声室正常的季节性换气，在南方地区避免室内发霉发潮。
电气：消声室内必须要配置的电气线路、插座、信号线、监控、电源插座等。
消声室声学技术设计的难点
本底噪声控制：消声室的三大技术指标中，难度相对最大的是本底噪声的控制。这与消声室周边的噪声和振动环境因素息息相关，由于噪声有很强的掩蔽性，显性噪声和振动容易被发现的，隐性的噪声和振动容易被忽略。假如忽略了一个不起眼的振动源，都有可能导致项目的失败。
自由场控制：有些情况下，由于物理空间的限制，采用常规的尖劈吸声方式，比较占空间，自由场半径比较小，这时便可采用平板式吸声，平板吸声结构占用空间相对较小。但是采用平板吸声有个缺点，当消声室的长宽高尺寸比例不合适的情况下，在截至频率以下的低频段容易产生驻波从而影响自由场空间。
