物理性污染控制第二章第5节隔声技术.ppt

由于声能被反射和吸收 穿透障碍物传出来的声能总是或多或少地小于入射声波的能量 这种由屏障物引起的声能降低的现象称为隔声 具有隔声能力的屏障物称为隔声结构或隔声构件 第五节隔声技术 5 1 1表示材料隔声性能的量 5 1概述 1 透声系数 材料透射的声能与入射到材料上总声能的比值 2 隔声量 透射损失 传声损失 表示方法 用R或TL表示 单位为dB 越小 R越大 隔声性能越好 隔声量与入射声波的频率有关 平均隔声量 各频程隔声量的算术平均数 3 插入损失 离声源一定距离某处测得的隔声构件设置前的声功率级和设置后的声功率级之差 通常在现场评价构件的隔声效果 5 2隔声结构的类型 隔声墙隔声罩隔声间隔声屏障 5 2 1隔声墙 隔音技术中 通常将板状或墙状的隔声构件称为隔声墙 仅有一层墙板称为称为单层隔声墙 有两层或多层 层间有空气或其他材料 则称为双层或多层隔声墙 1 单层匀质墙的隔声性能 1 单层匀质隔声墙的隔声频率特征 第I区 刚度和阻尼控制区刚度控制区阻尼控制区第II区 质量控制区第III区 吻合效应区 单层匀质墙的隔声量与人射声波的频率有很大的关系 根据隔声量与人射声波频率的变化规律大致可分为3个区 第I区 刚度和阻尼控制区 刚度控制区 声波频率低于墙板的第一个共振频率f0的区域 隔声量随声波频率的升高而下降 每倍频程隔声量下降6dB 隔声量与墙板的刚度成正比 墙板刚度越大 隔声量越高 所以叫刚度控制区 阻尼控制区 入射声波频率与墙板的固有频率相同时 引起共振 隔声量最小 在共振频率后 隔声曲线会出现几个连续的低谷 但随着频率的增加 共振减弱 隔声量总体呈上升趋势 增加墙板的阻尼可以降低共振 所以成为阻尼控制区 共振区有一系列共振频率 基频和谐波频率对隔声量影响最大 砖 石墙的共振频率很低 一般不在声频区 通常不考虑 薄板共振频率较高 阻尼控制区可分布在较宽的声频区 应予以防止 如增加薄板的阻尼 第II区 质量控制区 随着声波频率的提高 墙板隔声量受墙板惯性质量影响 质量 越大 隔声量就越大 隔声量与入射声波频率呈线性关系 质量定律 单层墙的隔声量与其单位面积质量 面密度 的对数成正比 也与声波频率的对数成正比 面密度增加一倍 隔声量增加约6dB 入射频率增加一倍 隔声量增加约6dB 第III区 吻合效应区 随入射声波频率的升高 由于吻合效应 隔声量下降 在临界吻合频率fc之后 隔声量增加 吻合效应 声波入射会引起墙板弯曲振动 若入射声波的波长在墙板上的投影 sin 恰好等于墙板的固有弯曲波长 b 墙板弯曲波振动的振幅达到最大 会导致向墙板另一侧辐射声波 此时墙板的隔声量明显下降 这种现象为吻合效应 声波入射引起墙板弯曲振动 好比风吹动幕布 在幕布上产生波动现象 发生吻合效应的条件 构件的 b一定 发生吻合效应的频率有多个 与入射角度有关 弯曲波的波长 入射声波波长 入射角 发生吻合效应的必要条件 临界吻合频率 产生吻合效应的最低入射频率 墙板面密度 墙板弯曲劲度 墙板厚度 墙板密度 墙板弹性模量 临界吻合频率的影响因素 增加墙板阻尼和厚度 可减缓吻合效应导致的隔声量下降 2 单层匀质隔声墙的隔声量 质量定律 声波垂直入射时 m为墙体面密度 f为入射声波频率 0为空气密度 c0为空气声速 物理意义 单层墙的隔声量与其单位面积的质量的对数成正比 声波频率越高 隔声量越高 因为 公式简化为 隔声量估算 无规入射时 经验公式 场入射隔声量的经验公式 平均隔声量的经验公式 2 双层隔声墙 按质量定律选用单层墙时 若要使隔声量很大时 墙体就会很笨重 且造价高 如将实体墙分成两片独立墙 在墙之间留有空气层 则隔声量将比同等质量的单层墙高 1 双层隔声墙 双层隔声墙的隔声原理 声波透过第一墙 由于墙外及夹层中空气与墙板特性阻抗不同 造成声波两次反射 形成衰减 又由于空气层的弹性和附加吸收作用 使振动能量衰减较大 再传给第二墙时 又发生声波两次反射 使透射声能再次减少 导致总的透射损失更大 隔声特性 a 双层墙无吸声材料b 双层墙有少量吸声材料c 双层墙铺满吸声材料d 双层墙 e 单层墙 双层墙隔音特性 声波频率小于双层墙共振频率 双层墙板整体振动 空气层不起作用 隔声能力同单层墙 等于双层墙共振频率 隔声量低谷 大于双层墙共振频率 隔声曲线急剧上升 双层结构墙优越性 进入吻合效应区 临界吻合频率处隔音量低谷 共振频率 双层墙的共振指声波法向入射时的墙板共振频率 空气层越薄 双层墙的共振频率越大 经验公式 平均隔声量 隔声量的估算 2 多层复合隔声结构 由几层面密度或性质不同的板材组成的隔声结构 层间填充阻尼材料或多孔吸声材料或空气层 各层材料的声阻抗不匹配 分层界面上声波产生多次反射 阻抗相差越大 声能反射越多 隔音越好 各层板材的共振频率和临界吻合频率错开 改善共振和吻合效应造成的隔声低谷 阻尼材料可以减弱板的振幅 对共振频率和吻合效应频率出现的隔声低谷起抑制作用 1 隔声罩主要结构形式 局部开敞型 固定密封型 3 隔声罩 活动密封型 通风散热型 2 隔声罩的基本构造 3 隔声罩的插入损失 P72 全封闭的隔声罩的插入损失 TL 隔声罩罩壁的隔声量 内饰吸声材料的吸声系数 局部封闭的隔声罩的插入损失 TL 隔声罩罩壁的隔声量 内饰吸声材料的吸声系数S0 非封闭总面积 S 封闭总面积 4 隔声罩的设计要点 选择适当的材料和形状罩壁采用轻薄材料时 壁面上适当处理 加筋 涂组尼层 减弱共振和吻合效应 隔声罩的内表面进行吸声处理隔声罩的密封隔声罩与设备 基座不能有刚性接触 以免形成生声桥 传递声波 降低隔声性能 4 隔声间 1 隔声间的结构 2 隔声门 3 隔声窗 4 隔声间的声学评价 a 组合墙的平均隔声量 b 隔声间的插入损失 P72 隔声间的平均隔声量 隔声间的总吸声量S 隔声间的内表面总面积 5 隔声间设计要点 合适的材料孔洞和缝隙的影响通风换气口的设计 5 隔声屏障 用来阻挡声源与接收点间直达声的障板称为隔声屏障 一般用于车间或办公室内 道路两侧 隔声屏障的隔声原理 可以将高频声反射回去 使屏障后形成 声影区 在声影区内噪声明显降低 对低频声 由于绕射的结果 隔声效果较差 1 隔声屏障的基本形式 2 插入损失 3 隔声屏障设计要点 声屏障的隔声量应比设计目标值大声屏障应有足够的高度声屏障应尽量靠近噪声源应尽可能采用吸声型声屏障 尤其是在混响声场场合 5 3隔声设计程序 根据声源特性估算受声点的各频带声压