声学建筑隔声PPT课件

1、6.1 概述概述 6.1.1 表示材料隔声性能的物理量 6.1.2 隔声结构的类型 6.1.3 隔声原理6.1.1 表示材料隔声性能的量表示材料隔声性能的量1.透声系数2.隔声量3.隔声指数4.插入损失1.透声系数透声系数:定义：材料透射的声能与入射到材料上的总声能的比值。22itititppIIWW2.隔声量（透射损失、传声损失）隔声量（透射损失、传声损失）a.表示方法：titippIITLTLlg20lg101lg10b.平均隔声量：在工程应用中，通常把中心频率为在工程应用中，通常把中心频率为125125至至4000Hz4000Hz的的6 6个倍频个倍频程或程或100100至至3150Hz

2、3150Hz的的1616个个1/31/3倍频程的隔声量作算术平均。倍频程的隔声量作算术平均。3.隔声指数（隔声指数（Ia） 1测得隔声结构的隔声量的频率特性曲线 2与参考折线比较，满足下列两个条件的最高一条折线的号数即为隔声指数值。 任何1/3倍频程上，曲线低于参考折线的数值不能大于8分贝； 全部16个1/3倍频程上，曲线低于参考折线的数值不能大于32分贝。4. 插入损失插入损失21WWLLIL6.1.2 隔声结构的类型隔声结构的类型 隔声墙 隔声罩 隔声间 隔声屏障6.1.3 隔声原理隔声原理入射声波和质点速度方程入射声波和质点速度方程分别分别：空气反射声波和质点速度方程空气反射声波和质点速

3、度方程： xktcPuii111cosxktPpii1cosxktPprr1cosxktcPurr111cos6.1.3 隔声原理隔声原理 在固体媒质中的透射波及反射波的声压和质点速度分别为：xktPptt222cosxktcPutt22222cosxktPprr222cosxktcPurr22222cos6.1.3 隔声原理隔声原理 声波透过隔层后在另一侧的声波透过隔层后在另一侧的声压和质点速度声压和质点速度xktPptt1cosxktcPutt111coso 由由x=0 x=0处界面上的处界面上的声压连续声压连续和和法向质点速度连续法向质点速度连续条件可得到：条件可得到：rtriPPPP2

4、22222221111cPcPcPcPrtri6.1.3 隔声原理隔声原理 由由x=Dx=D处的处的声压连续声压连续和和法向质点速度连续法向质点速度连续条件条件DktPDktPDktPtrt12222coscoscosDktcPDktcPDktcPtrt11122222222coscoscos将以上将以上4 4个等式联立求解，得个等式联立求解，得DkccccDkcPcPIIititI2222211112222112112sincos44226.1.3 隔声原理隔声原理 如果如果D D，即，即k k2 2D D1 1，则，则sinksink2 2DkDk2 2D D，coskcosk2 2D1D

5、1，又由于又由于p p1 1c c1 1p p2 2c c2 2，上式可简化为：，上式可简化为：22112244DkccIo 令令m m2 2D D为为固体媒质固体媒质的的面密度面密度，公斤，公斤/ /米米2 2， 波数波数k k2 2/c/c2 2，则有：，则有： 21144cmI1.质量定律211211)(1lg10)2(1lg101lg10cfmcmTLI则隔声量为：则隔声量为：对于一般固体材料，对于一般固体材料，则则 00200lg20lg10cfmcfmTL1)(211cfm1.质量定律质量定律o 物理意义：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单层墙的隔声量与其单位

6、面积的质量的对数成正比；比； 声波的频率越高，隔声量越高。声波的频率越高，隔声量越高。o 将将0 0c c0 0=400=400代入：代入：5 .42lg20lg20fmTL质量定律质量定律共振基频临界吻合频率1.质量定律质量定律o 无规入射时，经验公式：无规入射时，经验公式：5 .47lg5 .18mfTLo “场入射场入射” 隔声量隔声量(入射角入射角080的平均隔声量的平均隔声量)的的经验公式：经验公式：o 平均隔声量的经验公式（平均隔声量的经验公式（1003150Hz）：）：5 .47lg20mfTL)/200(8lg16)/200(14lg5 .1322mkgmmLTmkgmmLT环

7、境噪声控制工程环境噪声控制工程洪宗辉主编洪宗辉主编1.质量定律质量定律26lg5 .14lg5 .14fmTL211)2cos(1lg10cmTLo 以以入射时，经验公式：入射时，经验公式：o 随机入射时隔声量的经验公式：随机入射时隔声量的经验公式：o 平均隔声量的经验公式（平均隔声量的经验公式（1003150Hz）：）：50TLTL注册环保工程师专业考试复习资料（第二册）注册环保工程师专业考试复习资料（第二册）o 实际隔声量的经验公式：实际隔声量的经验公式：10lg5 .14mTL2.吻合效应吻合效应 弯曲波声音在固体中传声音在固体中传播时，固体质元播时，固体质元既有纵向的弹性既有纵向的弹性

8、压缩，也有横向压缩，也有横向的弹性切变，两的弹性切变，两者结合作用，在者结合作用，在固体中产生弯曲固体中产生弯曲波。波。2.吻合效应吻合效应sinpo 吻合效应：因入射角度造成的声波作用与隔墙中弯曲吻合效应：因入射角度造成的声波作用与隔墙中弯曲波传播速度相吻合而使隔声量降低的现象。波传播速度相吻合而使隔声量降低的现象。o 声波以角度声波以角度投射到构件上产生吻合效应的条件：投射到构件上产生吻合效应的条件：o 弯曲波波长为：弯曲波波长为：c cp p为构件中纵波速度，为构件中纵波速度， c cp p2 2 = E/= E/m m(1-(1-)；D D为构件厚度；为构件厚度；f f为频率；为频率；

9、E E为构件的弹性模量；为构件的弹性模量； m m为构件密度；为构件密度； 为泊松比。为泊松比。fDcpp35. 12.吻合效应吻合效应o 可表示为：可表示为：EDcfm)1 (sin551. 0222EDcfmc2551. 0临界吻合频率临界吻合频率f fc c：能产生吻合效应的最低入射频率：能产生吻合效应的最低入射频率( (=90=90o o) )。又一般又一般0.30.3，1 12 21 12.吻合效应吻合效应共振基频临界吻合频率6.2 隔声结构隔声结构o 6.2.1 单层匀质隔声墙o 6.2.2 双层隔声墙o 6.2.3 复合隔声结构6.2.1单层匀质隔声墙单层匀质隔声墙共振基频（52

10、0Hz）临界吻合频率1.1.劲度控制：劲度控制：TLK/fTLK/f，随，随f f增加，增加，TLTL下降下降6dB/6dB/倍频程；倍频程；2.2.板共振区（阻尼控板共振区（阻尼控制）：制）：区的宽度取决于结构区的宽度取决于结构形状、边界条件和结形状、边界条件和结构的阻尼大小；构的阻尼大小；3.3.质量控制区：质量控制区：增大增大f f，TLTL增大。增大。6.2.2 双层隔声墙双层隔声墙1.隔声原理隔声原理 双层间的双层间的空气层空气层可看作与两板相连的弹簧，当声波入射到第一层墙透射到空气层时，空气的弹性形变具有可看作与两板相连的弹簧，当声波入射到第一层墙透射到空气层时，空气的弹性形变具有

11、减振作用减振作用，传递到第二层墙的，传递到第二层墙的振动振动减弱，从而提高墙体的总隔声量。其减弱，从而提高墙体的总隔声量。其隔声量等于两单层墙的隔声量之和，隔声量等于两单层墙的隔声量之和，再加上空气层的隔声量再加上空气层的隔声量。2.隔声特性隔声特性2.隔声特性隔声特性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3.共振频率的确定共振频率的确定12)(0kDCM210112mmDcfckDcMcMjPPti2)(11100时产生共振，当两层单位面密度相等时，当两层单位面密度相等时，MDcfc022当两层单位面密度分别为当两层单位面密度分别为m1，m2时，时，

12、4.隔声量的估算隔声量的估算: 入射声波频率低于共振频率：22121lg10mmcTL两层面密度不相等：两层面密度不相等：两层面密度相等：两层面密度相等：201lg10cmTL4.隔声量的估算隔声量的估算: 入射声波频高于共振频率：kDcmcmTL2lg202lg202lg2021cfDTLTL4lg2021o 当入射声波频更高时，不能满足kD1时，上式不成立。4.隔声量的估算隔声量的估算: 经验公式：TLfmmTL30lg16lg1621o 平均隔声量：2212122121/200,14lg5 .13/200,8lg16mkgmmTLmmmkgmmTLmmLT双层壁附加隔声量双层壁附加隔声量

13、TLTL和中间空气层厚度的和中间空气层厚度的关系关系4.隔声量的估算隔声量的估算: 根据根据注册环保工程师专业考试复习教材注册环保工程师专业考试复习教材时，cffmc5 .42lg2021fmmTL时，Dcffc2kDTLTLTL2lg2021时，fDc2621TLTLTL5.双层隔声壁设计注意事项 设计中应使共振频率在63Hz以下，因此中间空气层厚度不应小于dmin。 dmin180/m （m为面积密度，kg/m2） 应避免两壁间的刚性连接，可在两壁连接处垫上或嵌入橡皮等弹性材料。 当入射声波的半波长的整数倍等于空气层厚度时，空气层就要产生共振，隔声效果要下降，因此应避免隔声量要求较高的频率

14、范围与空气层共振频率吻合。坚实薄板护面层阻尼材料吸声材料6.2.3 6.2.3 复合隔声结构复合隔声结构6.2.3 复合隔声结构 附加弹性面层（柔性、不透气）附加弹性面层（柔性、不透气） 当当ffff0 0时时, ,附加面层隔声增量附加面层隔声增量TLTL40lg(f/f40lg(f/f0 0) ) 多层复合壁多层复合壁 薄板阻尼薄板阻尼 6.2.3 复合隔声结构复合隔声结构6.3 隔声装置隔声装置6.3.1 隔声罩6.3.2 隔声间6.3.3 隔声屏障6.3.1 隔声罩隔声罩1.主要结构形式：活动密封型固定密封型局部开敞型通风散热型1.隔声罩隔声罩主要结构形式主要结构形式局部开敞型固定密封型

15、1.隔声罩隔声罩主要结构形式主要结构形式活动密封型通风散热型2. 隔声罩的基本构造隔声罩的基本构造2. 隔声罩的基本构造隔声罩的基本构造3. 隔声罩的声学评价隔声罩的声学评价隔声罩的插入损失：12LLIL隔声罩的插入损失隔声罩的插入损失全封闭的隔声罩的插入损失：lg10)101lg(101 . 0TLILTLTL :隔声罩罩壁的隔声量：内饰吸声材料的吸声系数隔声罩的插入损失隔声罩的插入损失 局部封闭的隔声罩的插入损失：11 . 00101011lg10lg10SSSSTLILTLTL :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 :封闭总面积例 用用2mm2mm厚的厚的

16、钢板钢板做一做一隔声罩隔声罩。已知钢板的隔声量为。已知钢板的隔声量为29dB29dB，钢板的平均吸声系数为，钢板的平均吸声系数为0.010.01。由于隔声效果不理。由于隔声效果不理想而进行了想而进行了改进改进，在隔声罩内作了吸声处理，使平均吸声系数提高到，在隔声罩内作了吸声处理，使平均吸声系数提高到0.60.6。求改进后的隔声罩的实际隔声值。求改进后的隔声罩的实际隔声值提高了多少？提高了多少？解罩内未做吸声处理时，根据公式：罩内未做吸声处理时，根据公式：aTLSATLILlg10lg10dBIL9202901. 0lg10291罩内做吸声处理后，则：罩内做吸声处理后，则：dBIL272296

17、. 0lg10292所以，改进后隔声罩的实际隔声量所以，改进后隔声罩的实际隔声量比改进前提高比改进前提高的的dBdB数为：数为：dBILIL1892712 4. 隔声罩的设计要点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，壁面上适当处理隔声罩的密封隔声罩的内表面6.3.2 隔声间隔声间1. 隔声间的结构 2. 隔声门隔声门2. 隔声门隔声门 3. 隔声窗隔声窗3. 隔声窗隔声窗 3. 隔声窗隔声窗厚度D（mm）f0（Hz）340005250062000101100 不同厚度玻璃的共振频率f0 4. 隔声间的声学评价隔声间的声学评价a.组合墙的平均隔声量：1lg10LTniiniii

18、SS11niTLiiSSLT11 . 010lg10例 在一垛总面积为22米2的砖墙上有一扇2米2的普通木门，对中心频率为1000Hz的倍频带声能，其透射系数分别为10-5和10-2，即隔声量分别为50dB和20dB。此时组合墙的平均透射系数和隔声量为多少？425101 . 92210210222dBTL4 .30)101 . 9lg(101lg104例 某隔声间对噪声源一侧用一堵某隔声间对噪声源一侧用一堵22m22m2 2的隔声墙相隔，该墙隔声量为的隔声墙相隔，该墙隔声量为50dB50dB，在墙上开一个面积为，在墙上开一个面积为2m2m2 2的的门门，该门，该门的隔声量为的隔声量为20dB2

19、0dB，又开了一个面积为，又开了一个面积为4m4m2 2的的窗户窗户，该窗户的隔声量为，该窗户的隔声量为30dB30dB。求开了门窗之后使墙体的。求开了门窗之后使墙体的隔声隔声量下降了多少量下降了多少？解由由隔声量隔声量可知，可知，墙、门和窗墙、门和窗的透射系数分别为的透射系数分别为1010-5-5、1010-2-2和和1010-3-3，所以，所以隔声墙组合体隔声墙组合体的的平均透射系数平均透射系数为：为：总窗窗门门墙墙SSSS001101. 0224102101610325dBTL6 .29001101. 01lg101lg10则组合体的隔声量比原墙的隔声量下降为：则组合体的隔声量比原墙的隔

20、声量下降为：dBTLTL4 .216 .2950墙讨论 根据上例计算结果由于在墙上开了门窗，隔声量下降了21.4dB，说明： 单独提高墙的隔声值无现实意义，也不合算。因此必须采用双层或多层结构来提高门、窗的隔声量或者适当降低墙的隔声量以求墙体与门窗隔声效果大体一致。 为此，可采用“等透射量”的方法来设计，即：门门墙墙SS1010SS门墙时，当门墙TLTL墙门门墙SS门墙门门墙门墙墙STLSTLSlg10)S(1lg101lg10一般要求墙与门窗的隔声量相差1015dB。 4. 隔声间的声学评价隔声间的声学评价b.插入损失：SALTLLILlg1021 :隔声间的平均隔声量：隔声间的总吸声量S:

21、 传声构件的表面积LT例 混凝土墙表面吸声系数为混凝土墙表面吸声系数为0.020.02；总面积；总面积100m100m2 2，该噪声源隔墙的面积为该噪声源隔墙的面积为20m20m2 2，墙厚，墙厚240mm240mm，平均，平均隔声量为隔声量为50dB50dB，求此房间的实际隔声量。，求此房间的实际隔声量。BSALTILd402010002. 0lg1050lg10隔墙表明：表明：墙本身能隔声墙本身能隔声50dB50dB，房间没有吸声处理，最后只能隔声，房间没有吸声处理，最后只能隔声40dB40dB。 4. 隔声间设计要点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孔洞和缝隙的影响

22、孔洞和缝隙的影响 孔洞尺寸，孔洞尺寸，=1=1； 圆孔形；薄板圆孔形；薄板 厚板。厚板。 例：若一理想的隔声墙（例：若一理想的隔声墙（=0=0），有），有1%1%面积的孔洞面积的孔洞（=1=1），试求其平均隔声量。），试求其平均隔声量。dBTL20100lg101lg10%1S1S0SS总孔墙总孔孔墙墙SS表明：再理想的隔声墙，若1%面积的孔洞，隔声值不超过20dB；1面积的孔洞，隔声值不超过30dB；1/10面积的孔洞，隔声值不超过10dB。孔洞和缝隙的影响孔洞和缝隙的影响声量。的面积及隔声结构的隔分别为孔面积、封闭面和、0c001 . 00,1101lg100TLSSSSSSTLcTLc

23、6.3.3 隔声屏障隔声屏障 1. 隔声屏障的基本形式隔声屏障的基本形式2. 隔声屏障的声学评价隔声屏障的声学评价插入损失插入损失max)(gsrtdLLLLLILdbaNNNNNNNNNLd,22 . 0, 002 . 0, 52tanh2lg200, 50, 52tanh2lg2013lg10NIL3. 隔声屏障设计要点隔声屏障设计要点声屏障的隔声量应比设计目标值大(10dB以上）；声屏障应有足够的高度(26m)；声屏障应尽量靠近噪声源；应尽可能采用吸声型声屏障。 6.4 隔声设计隔声设计 6.4.1 隔声设计原则 6.4.2 隔声设计程序 6.4.3 隔声设计计算 6.4.1 隔声设计原

24、则隔声设计原则按照室内室外噪声允许原则来计算噪声的隔声量进行隔声处理时要满足防火、防潮、防腐、防尘等要求对隔声设计的构件的隔声数据，要进行修正 6.4.1 隔声设计原则隔声设计原则噪声源、环境情况具体采取措施独立强的噪声源密封式隔声罩、活动密封式隔声罩以及局部隔声罩不宜对噪声源进行隔声处理时，允许操作人员不经常停留在设备附近时便于控制、观察、休息使用的隔声室车间大、工人多、强噪声源比较分散，且难以封闭留有生产工艺开口的隔声墙或声屏障隔声措施选择原则：6.4.2 隔声设计程序隔声设计程序根据声源特性估算受声点的各频带声压级选择合适的隔结构与构件了解环境特点，选定噪声控制标准计算各频带所需隔声量与

25、构件的插入损失比较确定受声点允许的噪声级和各频带声压级6.4.3 隔声设计计算隔声设计计算1. 室内各频带声压级的计算1)44lg(102SRRrQLLWp6.4.3 隔声设计计算隔声设计计算o 2.各频带需要的隔声量5papLLR 受声点允许声压级 受声点声压级pLpaL隔声设计计算表示例隔声设计计算表示例编号项目频率(Hz)备注631252505001k2k3k4k1声源声功率已知2容许噪声值已知3噪声传播衰减已知4吸收减噪量设计5需要减噪量设计例13 隔声罩的设计举例隔声罩的设计举例 某耐火厂粉碎车间有一台球磨机，直径某耐火厂粉碎车间有一台球磨机，直径1 1米，长米，长4.64.6米，距

26、机器米，距机器2 2米处米处A A声级高达声级高达114.5dB114.5dB，倍频程，倍频程声压级见下表。要求设计一隔声罩，使球磨机加声压级见下表。要求设计一隔声罩，使球磨机加罩后噪声不高于罩后噪声不高于85dB(A)85dB(A)。频率频率/Hz125250500100020004000距机器距机器2米处声米处声压级压级/dB8791105110.5110105距机器距机器2米处米处A声级声级/dB114.5解：隔声罩实际隔声效果应大于隔声罩实际隔声效果应大于114.5-85=29.5dB(A)114.5-85=29.5dB(A)。 根据经验选择根据经验选择2mm2mm厚钢板厚钢板( (m

27、15.6kg/m2) )制作隔制作隔声罩的壁板，利用质量定律声罩的壁板，利用质量定律TL18lgm+12lgf-25计算出各倍频程上的隔声量。计算出各倍频程上的隔声量。 选择吸声材料，选择超细玻璃棉，容重选择吸声材料，选择超细玻璃棉，容重20kg/m20kg/m3 3，厚度厚度10cm10cm，吸声系数利于下表第三行。，吸声系数利于下表第三行。 计算实际隔声量修正值计算实际隔声量修正值10lg10lg。 计算实际隔声量计算实际隔声量ILILTL+10lgTL+10lg 。 计算计算A A声级声级序序号号项目说明项目说明A A声声级级中心频率中心频率/Hz/Hz12512525025050050

28、01000100020002000400040001 1距机器距机器2 2米处声级米处声级/dB/dB114.51145110.51101101051052 22mm2mm厚钢板隔声量厚钢板隔声量TL /dBTL /dB21.521.5252528283232363635353 3超细玻璃棉超细玻璃棉0.250.250.60.60.850.850.870.870.870.870.850.854 4修正项修正项10lg10lg-6-6-2.2-2.2-0.70-0.70-0.60-0.60-0.60-0.60-0.70-0.705 5隔声罩实际隔声量隔声罩

29、实际隔声量/dB/dB15.515.522.822.827.327.331.431.435.335.334.334.36 6A A计权曲线修正值计权曲线修正值/dB/dB-16.1-16.1-8.6-8.6-3.2-3.20 03.23.21.01.07 7隔声后隔声后A A计权声压级计权声压级818155.455.459.659.674.574.579.179.177.877.871.771.7例14 隔声间设计举例 某高噪声车间需建造一个隔声间某高噪声车间需建造一个隔声间( (面积面积22m22m2 2) )，厂房内机器设备，厂房内机器设备与隔声间的平面布置如下图所示。隔声间的设计要求为：

30、隔声与隔声间的平面布置如下图所示。隔声间的设计要求为：隔声间外（点间外（点1 1）实测噪声结果如表所示；在面对机器设备的）实测噪声结果如表所示；在面对机器设备的20m20m2 2墙墙上设置两个窗和一个门，窗的面积为上设置两个窗和一个门，窗的面积为2m2m2 2，门的面积为，门的面积为2.2m2.2m2 2；隔声间主要供操作人员休息用，标准取隔声间主要供操作人员休息用，标准取NR60NR60。车间机房隔声间窗测点1 X频率频率/Hz125250500100020004000测点测点1声压声压级级/dB96909398101100解：序序号号项目说明项目说明中心频率中心频率/Hz/Hz125125

31、2502505005001000100020002000400040001 1隔声间外声压级隔声间外声压级/dB/dB96969090939398981011011001002 2隔声间内允许声压级隔声间内允许声压级NR60NR607474686864646060585856563 3所需降噪量所需降噪量/dB/dB2222222229293838474744444 4隔声间吸声处理后的吸声系数隔声间吸声处理后的吸声系数 0.320.320.630.630.760.760.830.830.900.900.920.925 5隔声间内吸声量隔声间内吸声量A=SA=S（S=22mS=22m2 2）7.047.0413.8613.8616.7216.7218