《物理污染控制》ppt课件

1、第第6章章 吸声和室内声吸声和室内声场场 1 吸声资料构造在噪声控制工程中主要运用P66 吸声吸声资资料构造被广泛运用于噪声控制工程和建筑声料构造被广泛运用于噪声控制工程和建筑声学的学的厅厅堂音堂音质质控制中。在噪声控制工程中主要运用控制中。在噪声控制工程中主要运用为为： ： 1.缩缩短和短和调调整室内混响整室内混响时间时间，消除回声，以改善室内的，消除回声，以改善室内的听听闻闻条件；条件； 2.降低室内噪声声降低室内噪声声级级； ； 3.作作为为管道管道衬垫衬垫或消声器件的原或消声器件的原资资料，以降低通料，以降低通风风系系统统的噪声；的噪声； 4.在在轻质轻质隔声构造内和隔声罩内外表作隔声

2、构造内和隔声罩内外表作为辅为辅助助资资料，以料，以提高构件的隔声量。提高构件的隔声量。一、一、 吸声性能吸声性能评评价量价量P66 1.吸声系数吸声系数 吸声系数是表征吸声性能最常用的参数，它表征吸声系数是表征吸声性能最常用的参数，它表征资资料料构造吸收的声能包括透射的声能和入射到构造吸收的声能包括透射的声能和入射到资资料构料构造声能的比造声能的比值值。其定。其定义为义为： ：rEEEEEiiri1结论：结论：当完全反射时，当完全反射时，EiEr，那么，那么 0，无吸声作用；，无吸声作用；当没有反射时，当没有反射时，Er0，那么，那么1，表示完全吸收；，表示完全吸收；普通资料普通资料01， 越

3、大那么吸声性能越好。越大那么吸声性能越好。吸声系数的丈量：吸声系数的丈量： 吸声系数和声波的入射方向有很大的关系，吸声系数和声波的入射方向有很大的关系，声波的入射方向不同，相声波的入射方向不同，相应应采采样样的吸收系数的的吸收系数的丈量方法也不同。丈量方法也不同。 普通将声波的入射分普通将声波的入射分为为垂直入射、斜入射和垂直入射、斜入射和无无规规入射三种情况。常用的是垂直入射吸声系入射三种情况。常用的是垂直入射吸声系数和无数和无规规入射吸声系数。入射吸声系数。 丈量原理：声丈量原理：声频频信号信号发发生器生器带动扬带动扬声器，在声器，在驻驻波波管内管内辐辐射平面波，当平面波在管中前射平面波，

4、当平面波在管中前进进遇到端面遇到端面反射反射时时会会产产生一反射的平面波，构成生一反射的平面波，构成驻驻波，存在固波，存在固定的波腹和波定的波腹和波节节。 。测测出声出声压压极大极大值值和极小和极小值值，就可，就可以按下式以按下式进进展展计计算。算。minmaxminmaxPPSPPPPPPriri220/20/222010110414111LLirpISSpprr1垂直入射吸声系数垂直入射吸声系数驻波管法驻波管法P53 该法和实践情况有一定的差距，但这种方法该法和实践情况有一定的差距，但这种方法简单、丈量样品小，速度快，故有一定的运用价简单、丈量样品小，速度快，故有一定的运用价值和运用范围。

5、运用的主要范围是：资料吸声性值和运用范围。运用的主要范围是：资料吸声性能的鉴定和研讨等。能的鉴定和研讨等。留意：留意：(1).这这种方法要保种方法要保证证在管内构成平面波，在管内构成平面波，测试测试的最的最高高频频率率应应和管径相和管径相顺应顺应，即存在一个上限，即存在一个上限频频率。率。其上限其上限频频率率为为： ：Dcf84. 1式中：式中：c空气中声速，空气中声速，m/s D圆管直径，圆管直径，m L方管边长，方管边长，m 圆管：圆管：方管：方管：Lcf2(2).无规入射吸声系数无规入射吸声系数sP51 无规入射是指声波从一切方向以一样的概率入无规入射是指声波从一切方向以一样的概率入射到

6、资料的外表，和大多数实践情况比较接近。射到资料的外表，和大多数实践情况比较接近。运用范围：噪声控制工程和室内声学设计中作为运用范围：噪声控制工程和室内声学设计中作为设计根据。设计根据。 无规入射吸声系数的丈量采用混响室法。主要无规入射吸声系数的丈量采用混响室法。主要原理是根据混响室内放进吸声资料或吸声构造原理是根据混响室内放进吸声资料或吸声构造前后混响时间的变化来确定其吸收特性。前后混响时间的变化来确定其吸收特性。12113 .55TTcSVs按按测试规测试规范要求，混响室的体范要求，混响室的体积积普通普通应应大于大于200m3200m330和和的关系的关系 0：丈量简单，省时，经济，可准确丈

7、量；：丈量简单，省时，经济，可准确丈量； ：试件的安装可以模拟现场条件，可以较为：试件的安装可以模拟现场条件，可以较为准确的反映试件在房间内的吸声性能。但该法需准确的反映试件在房间内的吸声性能。但该法需求较大的试件，精细的丈量安装，一定容积的混求较大的试件，精细的丈量安装，一定容积的混响室。且丈量数据偏向较大。响室。且丈量数据偏向较大。0和和的关系复杂，通常的关系复杂，通常 0对于常用的多孔吸声资料，它们的近似换算可对于常用的多孔吸声资料，它们的近似换算可查表。查表。二二.平均吸声系数平均吸声系数P67 吸声系数和声波的入射条件、声波吸声系数和声波的入射条件、声波频频率等要素率等要素有关。通常

8、采用有关。通常采用频频率率为为125Hz、 、250Hz、 、500Hz、 、1000Hz、 、2000Hz、 、4000Hz的的这这六个六个频频率吸声系率吸声系数的算数的算术术平均平均值值来表示来表示资资料或构造的吸声性能。料或构造的吸声性能。当吸声系数平均当吸声系数平均值值大于大于0.2时时，称，称为为吸声吸声资资料。料。三三.降噪系数降噪系数 在噪声控制在噪声控制设计设计中，常用中，常用250Hz、 、500Hz、 、1000Hz、 、2000Hz四个四个频频率吸声系数的平均率吸声系数的平均值值做做计计算。算。这这个数个数值值称称为为吸声吸声资资料构造的降噪系数料构造的降噪系数NRC。四

9、四. 吸声量吸声量P67 吸声量是吸声系数乘以相应的资料外表积，符号吸声量是吸声系数乘以相应的资料外表积，符号为为A，单位为，单位为m2。 A=.SiiiSS 假假设设一个房一个房间间内布置有几种不同吸声系数，不同面内布置有几种不同吸声系数，不同面积积的的资资料料时时，常采用平均系数系数来，常采用平均系数系数来评评价整个房价整个房间间的的系数特性。系数特性。jiiASA吸声量：以吸声系数乘以相吸声量：以吸声系数乘以相应应的面的面积积，即，即为该资为该资料的吸料的吸声量声量空间吸声体空间吸声体P75 空空间间吸声体是一种吸声体是一种悬悬挂式的吸挂式的吸声构造。它不是和声构造。它不是和墙墙面等面等

10、刚刚性壁性壁面面组组合而成的吸声构造，而是自合而成的吸声构造，而是自成系成系统统，用于降低室内噪声或改，用于降低室内噪声或改善室内的音善室内的音质质条件。条件。 空空间间吸声体的方式和安装方式吸声体的方式和安装方式应视应视房房间间和面和面积积大小、运用性大小、运用性质质、声源特性及装、声源特性及装饰饰要求等要素要求等要素而定。而定。 空间吸收体通常由框架、护面层、吸声资料空间吸收体通常由框架、护面层、吸声资料组成。以板状吸声体构造最简单，运用最广泛。组成。以板状吸声体构造最简单，运用最广泛。 空空间间吸声体通常由框架、吸声体通常由框架、护护面面层层、吸声、吸声资资料等料等组组成。成。 1 .框

11、架：木材、角框架：木材、角钢钢、金属型、金属型资资料制成。料制成。 2 .护护面面层层： ：P20的穿孔板、的穿孔板、钢钢板网、塑料窗板网、塑料窗纱纱等。等。 3 .吸声吸声资资料：超料：超细细玻璃棉、岩棉、玻璃棉、岩棉、矿矿渣棉等多孔吸声渣棉等多孔吸声资资料。料。 空空间间吸声体的吸声特性用有效吸声量吸声体的吸声特性用有效吸声量A来表示。研来表示。研讨阐讨阐明，在板状吸声体明，在板状吸声体总总面面积积占房占房间间平平顶顶面面积积的的30-40时时吸声效率最高。在吸声效率最高。在实实践工程中，普通取践工程中，普通取40-60。 在在设计设计和安装吸声体和安装吸声体时时， ，应综应综合思索采光、

12、照明、通合思索采光、照明、通风风和和建筑装建筑装饰饰等多方面的功能要求。等多方面的功能要求。 吊挂吸声体吊挂吸声体时应时应留意以下原那么：留意以下原那么：悬悬挂面挂面积为积为厂房平厂房平顶顶面面积积的的25%左右，左右，实实践践为为3040%程度程度悬悬吊与垂直吊与垂直悬悬吊的降噪效果相差不大，可灵吊的降噪效果相差不大，可灵敏运用；敏运用；悬悬挂高度宜控制在厂房挂高度宜控制在厂房净净高的高的1/71/5处处； ；根据根据1/4波波长长的原理，可改善某些的原理，可改善某些频频率峰率峰值值的吸的吸收效果；收效果；分散分散悬悬挂比集中挂比集中悬悬挂效果好。挂效果好。二、吸声资料的分类及性质二、吸声资

13、料的分类及性质 当声波入射到资料外表时，有一部分能量被资料吸当声波入射到资料外表时，有一部分能量被资料吸收，从而引起声能量的降低，这种景象称为资料吸声。收，从而引起声能量的降低，这种景象称为资料吸声。大多数资料构造都多少有一定的吸声作用，但是大多数资料构造都多少有一定的吸声作用，但是通常仅对具有较高吸声性能的资料构造通常仅对具有较高吸声性能的资料构造0.2，可称为吸声资料构造。，可称为吸声资料构造。 吸声资料构造虽然方式众多，但假设按其吸声吸声资料构造虽然方式众多，但假设按其吸声机理来分类，可以分为多孔性吸声资料和共振吸声构机理来分类，可以分为多孔性吸声资料和共振吸声构造。造。1.多孔吸声资料

14、1机理 进入多孔吸声资料的声波使资料的筋络和气泡等微观构造振动和相互作用，经过介质的粘滞性和热传导作用，使声能转化为热能。2按照资料的物理性能和吸声方式,吸声资料分为:无机纤维资料:玻璃丝、玻璃棉、岩棉和矿渣棉等；有机纤维资料：棉、麻等植物纤维及木质纤维制品，如软质纤维板、木丝板、棉絮、稻草等；泡沫资料：泡沫塑料、泡沫玻璃；吸声建筑资料：各种具有微孔的泡沫吸声砖、泡沫混凝土等资料。玻璃棉泡沫玻璃泡沫混凝土木丝板 3多孔吸声多孔吸声资资料必需具料必需具备备的条件的条件67 吸声吸声资资料的特点：松、散、料的特点：松、散、软软多孔吸声多孔吸声资资料物理特征：料物理特征：(a)资资料的孔隙料的孔隙对

15、对着外表开口；着外表开口； b孔孔相孔孔相连连； ； c孔隙深化孔隙深化资资料内部。料内部。4.定量断定定量断定 0.25.影响要素影响要素空气流阻、孔隙率的影响空气流阻、孔隙率的影响P68 资资料厚度料厚度d资资料密度料密度资资料背后空气料背后空气层层资资料料护护面面层层温度和湿度温度和湿度大多数多孔吸声资料的吸收系数是随着频率的添加而添加，大多数多孔吸声资料的吸收系数是随着频率的添加而添加，中、高频区域的吸收性能普通要优于低频区域。添加资料的中、高频区域的吸收性能普通要优于低频区域。添加资料的厚度可以有效改善中、低频区域的吸收特性。厚度可以有效改善中、低频区域的吸收特性。在中低频范围，容艰

16、苦的，吸声系数要稍高一些；而在高频在中低频范围，容艰苦的，吸声系数要稍高一些；而在高频区域其结果相反。每种资料都有一个最正确容重。单就厚度区域其结果相反。每种资料都有一个最正确容重。单就厚度和容重两个要素比较，厚度对资料吸声性能的影响要大于容和容重两个要素比较，厚度对资料吸声性能的影响要大于容重的影响。重的影响。 添加资料背后空气层厚度可以有效改善中、低频区域的吸收添加资料背后空气层厚度可以有效改善中、低频区域的吸收特性，其作用类似于添加资料厚度。当空腔添加到一定深度后特性，其作用类似于添加资料厚度。当空腔添加到一定深度后，吸声系数不再明显变化，吸声系数不再明显变化 。当资料背后空腔的深度等于

17、。当资料背后空腔的深度等于1/4波波长的奇数倍时，相应的频率可获得最大的吸声系数。当资料背长的奇数倍时，相应的频率可获得最大的吸声系数。当资料背后空腔的深度等于后空腔的深度等于1/2波长的奇数倍时，相应的频率吸声系数最波长的奇数倍时，相应的频率吸声系数最小。小。 多孔吸声多孔吸声资资料的吸声特点料的吸声特点1. 宽频带宽频带吸声；吸声；2. 中、高中、高频频吸声效果吸声效果较较好。好。 2.共振吸声构造共振吸声构造P71 与多孔吸声资料相比，共振吸声构造普通吸声的频与多孔吸声资料相比，共振吸声构造普通吸声的频率范围较窄，具有峰值吸声特性，但它的优点是具有率范围较窄，具有峰值吸声特性，但它的优点

18、是具有较好的低频吸声效果，吸声的频率容易控制，从而可较好的低频吸声效果，吸声的频率容易控制，从而可以弥补多孔吸收资料在低频区域吸声性能的缺乏。以弥补多孔吸收资料在低频区域吸声性能的缺乏。 1板共振吸声构造；板共振吸声构造； 2膜共振吸声构造；膜共振吸声构造； 3穿孔板吸声构造；穿孔板吸声构造； 4微穿孔板吸声构造。微穿孔板吸声构造。 板共振构造板共振构造膜共振构造膜共振构造1薄板共振吸声构造 将不透气的薄板固定在将不透气的薄板固定在刚刚性壁前一定性壁前一定间间隔隔处处， ，就构成了板共振吸声构造。就构成了板共振吸声构造。 吸声机理：吸声机理： 薄板和空气薄板和空气层层构成的系构成的系统统可以可

19、以视为视为一个由一个由质质量量块块和和弹弹簧簧组组成的振成的振动动系系统统。当入射声波的。当入射声波的频频率和系率和系统统固有固有频频率接近率接近时时，板就，板就产产生共振，由生共振，由此引起的内部摩擦将声能此引起的内部摩擦将声能转换为热转换为热能耗散掉。能耗散掉。其主要吸声范其主要吸声范围围在共振在共振频频率附近区域。率附近区域。 板共振吸声构造吸声效果与共振板共振吸声构造吸声效果与共振频频率和板的密度、率和板的密度、资资料的料的弹弹性系数、空气性系数、空气层层的厚度、构造尺寸及安装方的厚度、构造尺寸及安装方法等要素有关。可由下式法等要素有关。可由下式进进展展计计算：算：DMcMKDMcf0

20、200202121其中：空气密度； M0薄板的面密度； D薄板后空腔的深度； c空气中的声速 K构造的刚度要素。结论：1.添加板的面密度和空气层厚度，可以使构造的共振频率向低频挪动。在工程中，普通常用的板共振构造的共振频率处于80-300Hz的频率范围，吸声系数可到达0.2-0.52.薄板共振吸声频率范围很窄，只能作为以共振频率附近频域为主要吸声范围的构造。处理方法：方法1：采用密度很小的薄板进展多层组合；方法2：在空腔中填充多孔资料。2薄膜共振吸声构造薄膜共振吸声构造P71 机理：同板共振吸声构造机理：同板共振吸声构造 资料：吸声构造中所用到的膜状资料，是指刚资料：吸声构造中所用到的膜状资料

21、，是指刚性很小、没有透气性、受力拉张后具有弹性的资性很小、没有透气性、受力拉张后具有弹性的资料。如塑料膜、帆布等。料。如塑料膜、帆布等。 影响要素：系统的共振频率和膜的密度、空气影响要素：系统的共振频率和膜的密度、空气层的厚度及膜所受的张力有关。当膜处于松弛的层的厚度及膜所受的张力有关。当膜处于松弛的形状下时，其共振频率为：形状下时，其共振频率为：DMDMcf00206021 特点：膜共振吸声构造主要用于中频范围的特点：膜共振吸声构造主要用于中频范围的吸声，共振频率普通在吸声，共振频率普通在200-1000Hz范围内。范围内。吸声系数普通为吸声系数普通为0.3-0.4。非常薄的膜共振构。非常薄

22、的膜共振构造的吸声频率可处于高频范围。在适用中，为造的吸声频率可处于高频范围。在适用中，为改善吸声性能，可在其背后空气层内充填多孔改善吸声性能，可在其背后空气层内充填多孔资料。资料。3单腔共振吸声构造单腔共振吸声构造 单腔共振吸声构单腔共振吸声构造由一个刚性容造由一个刚性容器和一个连通外器和一个连通外界的颈口组成。界的颈口组成。 特点：该构造吸声频率较窄，具有较强的频特点：该构造吸声频率较窄，具有较强的频率选择性。多用于低频噪声的吸收。普通情况率选择性。多用于低频噪声的吸收。普通情况下，是多个共振腔组合运用，经过调理各腔的下，是多个共振腔组合运用，经过调理各腔的构造尺寸来顺应不同频率的吸收。构造尺寸来顺应不同频率的吸收。4穿孔板共振吸声构造穿孔板共振吸声构造(P72) 在板材上，以一定的孔径和在板材上，以一定的孔径和穿孔率打上孔，背后留有一定穿孔率打上孔，背后留有一定厚度的空气层，即为穿孔板共厚度的空气层，即为穿孔板共振吸声构造。振吸声构造。 穿孔板共振吸声构造的吸声穿孔板共振吸声构造的吸声特性取决于穿孔板的厚度、孔特性取决于穿孔板的厚度、孔径、穿孔率、板后的空气层厚径