吸声系数(Sound Absorption Coefficient,α)是什么?

吸声系数(α)是入射到材料表面的声能中没有被反射回室内的比例:0 表示全部反射,1 表示全部吸收。同一种材料在不同频率的 α 不同,因此以分频表格的形式给出。NRC、SAA 和 αw 是用不同方法从这张表归纳出的单一数值。对多孔材料来说,α 还取决于厚度和背后的空腔,在低频尤其明显。
α 是怎样测得的
制造商资料中的数值大多是在混响室(Reverberation room)中按 ISO 354 或 ASTM C423 测得的。实验室测量放入试件前后室内声音衰减的快慢,增加的吸声量除以试件面积,就得到各频带的 α。
因此,这个结果是该试件在该厚度、该饰面和该安装方式下的数值,而不是原材料固定不变的属性。
为什么有些数值大于 1
制造商的表格里可能出现 1.05 或 1.15 这样的数值,这并不表示材料吸收了超过 100% 的声音。ASTM C423 说明,试件边缘的衍射使试件“看起来”比实际面积大,所以高吸声试件的测量值可能超过 1;标准同时提醒应谨慎使用这些数值,因为实际安装面积通常比试件大,实际房间的声场也与实验室不同。
分频数值与单一数值
| 数值 | 标准 | 计算依据 | 说明 |
|---|---|---|---|
| --- | --- | --- | --- |
| 分频 α | ISO 354 / ASTM C423 | 各频带的测量值 | 信息最完整,用于逐频带计算 |
| NRC(降噪系数) | ASTM C423 | 250、500、1000、2000 Hz 的 α 平均值,按 0.05 进位取整 | 不包含 125 Hz 和 4000 Hz |
| SAA | ASTM C423 | 200 至 2500 Hz 各 1/3 倍频带的平均值,按 0.01 取整 | 比 NRC 更细,但覆盖的频率范围相近 |
| αw | ISO 11654 | 把 250–4000 Hz 的倍频带数值(αp)与参考曲线比较 | 后面可能带字母 L、M、H,并划分为 A–E 等级 |
需要了解:
- 不同体系的数值不能直接比较。 NRC 0.85 与 αw 0.85 含义并不相同
- αw 后面的字母 L、M、H 表示材料在低频、中频或高频明显高于参考曲线;看到这类字母时应查看分频表
- A–E 等级是较宽的分档,可以粗略参考,但不足以用于计算
- 单一数值会掩盖低频。 NRC 相同的两种产品,在 125 Hz 可能相差很大
NRC 的详细说明见 NRC 是什么。
为什么厚度对低频有影响
多孔材料(玻璃棉、岩棉、聚酯纤维、开孔泡沫)靠空气穿过孔隙时的摩擦来吸声。但在硬墙表面,空气几乎不动;空气运动最大的位置在离墙约四分之一波长处。
1000 Hz 的声音波长约 34 厘米,125 Hz 约 2.7 米。贴墙安装的 25 毫米板,对高频来说处在空气运动足够大的位置;而对低频来说,整块板仍处在空气几乎静止的区域。
ISO TONE 聚酯纤维板资料中的例子(ASTM C423,资料未注明测试安装方式):
| 厚度 | 125 Hz | 250 Hz | 500 Hz | 1000 Hz | 2000 Hz | 4000 Hz | NRC |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| 25 毫米 | 0.04 | 0.28 | 0.68 | 0.89 | 0.90 | 0.82 | 0.69 |
| 50 毫米 | 0.15 | 0.75 | 0.89 | 0.93 | 0.86 | 0.89 | 0.86 |
1000 Hz 以上,两种厚度的数值接近;但在 250 Hz,50 毫米板的吸声是 25 毫米板的两倍半以上;而在 125 Hz,两种厚度的吸声都仍然很低。
背后空腔有什么帮助
把板安装得离墙或原吊顶有一定距离(例如装在龙骨上,或作为悬吊吊顶),材料就处在空气运动更大的位置,不增加厚度也能改善低频吸声。
所以同一种板的 α 会随测试时的安装方式而不同。ASTM E795 规定了安装形式,例如 Type A(直接贴放在表面)和 E-400(板面距表面 400 毫米);ISO 体系的资料通常注明构造总深度或吊挂深度。对吊顶板的影响见 如何选择吸声吊顶。
如何阅读制造商的数据表
- 测试标准——ISO 354 还是 ASTM C423,归纳值是 NRC、SAA 还是 αw
- 试件的厚度和密度——是否与要购买的型号一致
- 测试安装方式——贴实还是留多大空腔?资料未注明时应询问卖家,不要与已知安装方式的数值相比较
- 饰面——测试时是否带有布面、穿孔铝箔或涂层?饰面会改变结果。例如 25 毫米 SCG Cylence Zoftone 的 NRC 0.65,资料注明是以尚未包布的裸玻璃棉测试的
- 查看与问题对应的频段——语言声看 500–2000 Hz;音乐、机器或有低频轰鸣的房间还要看 125 和 250 Hz
- 大于 1 的数值——是测量方法造成的,不应理解为某种材料“好过 100%”
读表示例:50 毫米 Zoftone M 型在 250 / 500 / 1000 / 2000 Hz 的数值为 0.80 / 1.15 / 1.05 / 0.93,平均约 0.98,按 0.05 取整即为资料所列的 NRC 1.00。
通用型岩棉的资料中同样有吸声数值。例如 ROCKWOOL Thermalrock S 按密度等级标注 NRC 0.90–1.05(ISO 354)。这是裸板的数值;用在穿孔板或布面后方时,整体效果还取决于覆盖的饰面。
如何使用 α
一个表面的吸声量等于面积 × α。把房间内所有表面相加得到总吸声量,再用赛宾公式估算混响时间。示例见 会议室回声大 和 混响与混响时间。
α 不是隔声指标
α 和 NRC 说明材料表面把多少声音反射回室内,并不说明有多少声音穿透到另一侧。NRC 高的隔声棉,例如 ROCKWOOL Safe 'n' Silent Pro(50 毫米厚时 NRC 0.90–1.00),是填充在墙体空腔内、作为隔声墙体系统的一部分使用的。STC 或 Rw 属于整套墙体系统,而不是单独属于隔声棉。参见 STC 与 Rw。
参考资料
- ASTM C423 — Standard Test Method for Sound Absorption and Sound Absorption Coefficients by the Reverberation Room Method(范围与局限见 ASTM 标准页面;NRC 与 SAA 的定义见 Intertek 概述)
- ISO 354 — Acoustics — Measurement of sound absorption in a reverberation room
- ISO 11654 — Acoustics — Sound absorbers for use in buildings — Rating of sound absorption(αw、形状指示符、吸声等级),经 Rockfon Acoustics FAQ 和 Arup 文档引用
- ASTM E795 — Standard Practices for Mounting Test Specimens During Sound Absorption Tests
- Sound On Sound — Choosing & Using Porous Absorbers:厚度和空腔对多孔吸声材料的影响
- 制造商资料:ISO TONE 资料、SCG 声学材料目录(Cylence Zoftone)、ROCKWOOL Thermalrock S data sheet、ROCKWOOL Safe 'n' Silent Pro data sheet
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与本主题相关的产品类别与示例产品
- ISO TONE — 资料给出 25 和 50 毫米的分频数值,厚度的影响一目了然。
- SCG Cylence Zoftone — 厂家表格中有大于 1 的数值,并注明 25 毫米板以裸玻璃棉测试。
- ROCKWOOL Thermalrock S — 岩棉板,资料按密度等级列出依据 ISO 354 的 NRC。
- ROCKWOOL Safe 'n' Silent Pro — 墙体空腔用岩棉,有 50 毫米的 NRC,但隔声量属于整套墙体。



