一、吸音原理

吸音是指吸收音的能量，亦即音能变为热能而消失。吸音板材料与结构转换入射音能为热能，由于音波所具有之能量极小，所转换的热能极小，能量转换为热能损失包含二个机构：（1）黏滞流动损失 及（2）内部摩擦。

1.黏滞流动损失：有效之吸音材料结构系含有很多互相连接的孔隙，音波传入孔隙内时，音波之空气分子速度与孔隙内之吸音材料造成相对速度，因此在孔隙内吸音材料表面产生边界层损失。

2.内部摩擦：部分吸音材料具有弹性的纤维状结构或弹性的多孔性结构，由于音波的传入而造成纤维状结构被压缩、弹回，或造成多孔性结构的伸缩、松紧，因此在这些结构内，能量的损失除了黏滞流动损失外，尚含有吸音材料本身内部摩擦损失。吸音材料之特性广泛决定于孔隙的大小、孔隙互相连接程度、材料厚度等。

吸音能力大的材料则称为吸音材料。

吸音系数α的定义：吸音材料之作用多为将声音能量予以吸收，减少其反射、折射，故一般吸音材料为多孔性物质(孔隙度大)，主要乃利用其表面多孔之特性，使音波进入后，能在各孔隙内形成较多次的折射、反射将能量相互抵消，以减少离开材质表面的能量，而达降音之效果。声波在传播过程中遇到各种材料时，一部份音能被反射，一部份音能进入到材料内部被吸收，还有很少一部分音能透射到材料另一侧。我们常将Ii(w/m2)入射波强度，Ir(w/m2)反射波的强度之比值称为吸音系数，记为α，即：，式中R称为反射率，

多孔性吸音材料之特性是以吸音α系数(率)来表示，α吸音系数愈大表示吸音效果愈好，吸音系数α的值在0~1之间。当α= 0时，表示音能全部反射，材料不吸音；α= 1时表示材料吸收全部音能，没有反射。吸音系数α的值愈大，表明材料(或结构)的吸音性能愈好。一般α在0.2以上的材料被称为吸音材料，α在0.5以上的材料就是理想的吸音材料。

1、多孔吸音材料的吸音原理

多孔材料一直是主要的吸音材料，有玻璃棉、矿渣棉、无机纤维、合成高分子材料等，把玻璃纤维等作成棉状，成形为板状的玻璃棉、岩棉等高分子物质发泡物中，气泡互连的连续气泡材等称为多孔质吸音材料，在这些材料中，气泡的状态有两种；一种是大部分气泡成为单个闭合的孤立气泡，没有通气性能；另一种气泡相互连接成为连续气泡，噪音控制中所用的吸音材料，是指有连续气泡的材料，而多孔质吸音材料为最广用的代表性吸音材料。

2、开孔板共振吸音(板模振动吸音)结构的吸音原理

薄的板材如钢板、铝板、胶合板、塑料板、草纸棉线、石膏板等按一定的孔径和穿孔率，在背后留下一定厚度的空气层，就构成开孔板共振吸音)结构。

薄的板状材料或膜状材料，如合板、石膏板、甘蔗板、钻泥板或帆布等，藉由音能量入射至材料，引起板或膜的振动，消耗能量而吸音。其吸音特性以低频音为主，对高频音的吸音则必须仰赖与多孔质型的材料合用才有效果。

目前广泛使用的微开孔板吸音结构的吸音原理也属于这种类型。

3、薄板（板状）共振吸音结构的吸音原理

将薄的塑料板、金属或胶合板等材料的周边固定在框架(龙骨)上，并将框架与刚性板壁相结合，这种由薄板与板后的空气层构成的系统称为薄板共振吸音结构。

当声波入射到薄板上时，将激起板面振动，使板发生弯曲变形，由于板和固定支点之间的摩擦，以及板本身的内阻尼，做一部分声能转化为热能损耗，声波得到衰减。

此种构造是板的质量、背后空气层、关连板刚性的弹簧组成振动系，有共鸣周波数。此共鸣周波数也关连板的安装方法，安装部的构造等，通常无法简单求得，若有周波数与此一致的音入射，板会引起共鸣振动，其振动显著增大，此周波数附近的能量损失增大，亦即与开孔板构造同样，藉共鸣吸收使音被吸收。当入射声波频率与薄板共振(共鸣)吸音结构的固有频率一致时，产生共振(共鸣)，消耗声能最大。

设计者在使用上，活用三种材料之特性，可达到理想的吸音目的；对于高频音使用多孔质型的材料，若对象频率中某频率特别突出，则使用共鸣吸音楔型材料或开孔板，而低频率的声音应使用板模振动型材料。

吸音材料最常用多孔性吸音材料，有时也可选用柔性材料及膜状材料等。在工程中，我们还常将多孔性吸音材枓做成各种几何形状来使用，吸音材料依吸音机构分为若干种类。