城市植被，包括绿化屋顶，在恢复生态平衡、减轻城市空气污染、减少洪水、提高室内热舒适度以及创造美观的环境方面发挥着重要作用[1]、[2]、[3]、[4]、[5]、[6]、[7]、[8]、[9]、[10]、[11]、[12]。除此之外，城市植被还能有效减轻城市噪音[13]、[14]。城市区域的植被可以作为一种天然的声音屏障，减少噪音污染并提升城市宁静度[15]、[16]、[17]、[18]。增加绿色篱笆的叶层厚度和密度可以在测量频率（100–1000 Hz）范围内将声音衰减性能提高≥3 dB，而绿色立面则主要通过叶片密度和植物-墙壁声学阻抗的相互作用来吸收声音[19]。用中等大小的植物替换路边的少量植被已被证明可以将道路交通噪音降低多达3 dB[20]。大面积的绿色屋顶能够将屋顶上的噪音降低2.1至4.3 dBA，同时将屋顶周围的噪音降低0.6至1.2 dBA[21]。因此，探索绿色屋顶的声学性能至关重要。
先前的研究尝试使用多几何技术来预测绿化屋顶的声学阻抗[22]、[23]。该技术基于标准化方法（Nordtest方法），该方法通过最小化两个垂直放置的麦克风之间测量值和预先计算值之间的差异来推导平坦地面的标准化表面阻抗[24]、[25]、[26]、[27]、[28]、[29]、[30]、[31]。在最小化过程中，多几何技术考虑的配置数量与模型参数的数量相同，以解决阻抗表征中的唯一性问题。结果（图1）显示，尽管使用多几何技术预测的声学阻抗在物理上是合理的，但在干涉峰值周围的预测声压级差异可能与测量值存在差异。地面以上单个声源产生的声压是由直接声波和地面反射声波的干涉所决定的[32]、[33]。在预测声压级差异时，直接波和间接波的假设路径长度的误差可能会导致预测值出现偏差，这可能是图1a中所示的测量值与预测值之间差异的原因。
Kruse和Mellert[34]、[35]、[36]证明，由于声源和接收器高度（±0.02米）及其间距（±0.05米）的变化导致的传输函数中的小误差，可能会导致阻抗估计出现显著的不准确性。Parry、Horoshenkov和Williams[37]、[38]研究了声源/接收器几何形状对超额衰减谱和声压比的影响。然而，他们的研究中没有提出预测材料属性与传感器位置不确定性之间的关系，这对于多孔材料的声学性能表征非常重要。Hirosawa等人[39]使用边界元素方法比较了三种测量自由场中吸音材料法向入射吸收系数的方法。他们发现，法向吸收系数的差异可能是由于接收器位置、声源高度和样品面积的误差造成的。美国国家标准协会（ANSI）[40]关于测量地面声学阻抗的标准建议测量几何形状尽可能精确（即，在0.01米范围内）。然而，没有明确说明几何形状偏差对地面阻抗预测准确性的具体误差容差。因此，本研究通过研究传感器位置对预测声学性能的影响，特别是对更复杂的吸音表面（如绿化屋顶）的影响，扩展了之前的研究。
本研究的目的是明确传感器位置对于准确预测双层多孔材料的声学阻抗和材料属性的容差，特别是应用于绿化屋顶的情况。然而，使用真实的绿化屋顶时，由于其粗糙度和不均匀性，准确确定植被的位置存在挑战。本研究中使用的多孔材料包括两种不同的单层材料和一种双层材料，其中较软的材料位于较硬的材料之上。双层材料的这两层分别代表绿化屋顶的植被层和基底层。这些材料的声学阻抗是使用与[23]中描述的现场绿化屋顶相同的技术进行预测的。
本文的结构如下：第2节介绍了使用多几何技术对三种吸音材料进行的阻抗测量；第3节和第4节分别讨论了传感器位置意外变化对预测参数的影响以及对敏感性的影响。第5节总结了研究结论。
