YYH 噪声控制技术—隔声

1、噪声污染及其控制第一节 概述第二节 声学基础第三节 噪声的评价和标准第四节 噪声控制技术吸声第五节 噪声控制技术隔声第六节 噪声控制技术消声 要点回顾o 噪声的评价量有哪些？ 响度级（LN，phon）、响度（N，sone）、A计权声级（A声级，LA）、等效连续A声级（LAeq，dB）、昼夜等效声级（Ldn，dB）、累计百分数声级（Ln，dB）、NR评价数等o 如何利用噪声评价数(NR)曲线？（国际标准化组织推荐）Lp=a+bNRLp-各中心频率下NR数对应的声压级，dBa、b-各中心频率所对应的系数，见P54表3-3)55()106()55(5dBLNRLdBLNRLAAAANRNR数与数与A

2、 A声级有较好的相关性，两者之声级有较好的相关性，两者之间有如下近似关系：间有如下近似关系：求求NRNR值的步骤：值的步骤：o 测得的噪声各频带测得的噪声各频带的声压级；的声压级；o 将测得的噪声各频将测得的噪声各频带的声压级与图中带的声压级与图中声压级比较既可以声压级比较既可以得到各频带的得到各频带的NRNR值；值；o 取其中最大的取其中最大的NRNR值值（取整数）；（取整数）；o 将最大值加将最大值加1 1即为即为所测环境的所测环境的NRNR值。值。o 注意：注意：引用标准一定要表明标准号；o 根据实际情况判断引用哪一类标准：1.产品噪声标准： a.汽车定置噪声；b.地铁车辆噪声标准2.环

3、境质量标准： a.工业企业噪声卫生标准；b.室内环境噪声允许标准；c. 声环境质量标准3.噪声排放标准 a.各类厂界噪声标准；b.建筑施工厂界噪声限值；c.铁路及机场周围环境噪声标准如何引用环境噪声标准？第六章 隔声技术大连轻轨透明型声屏障大连轻轨透明型声屏障内容提要6.1 隔声性能评价量隔声性能评价量6.2 单层均质密实墙的隔声单层均质密实墙的隔声6.3 双层结构隔声性能双层结构隔声性能6.4 组合墙的隔声量组合墙的隔声量6.5 隔声间隔声间6.6 隔声罩隔声罩6.7 隔声屏隔声屏隔声构件隔声构件(sound insulator) ：具有隔声能力的屏蔽物：具有隔声能力的屏蔽物，如砖砌的隔墙、

4、水泥砌块墙、隔声罩体等等，如砖砌的隔墙、水泥砌块墙、隔声罩体等等 声波在通过空气的传播途径中，碰到声波在通过空气的传播途径中，碰到一匀质屏蔽物时，由于两分界面特性一匀质屏蔽物时，由于两分界面特性阻抗的改变，使部分声能被屏蔽物反阻抗的改变，使部分声能被屏蔽物反射回去，从而降低噪声的传播。射回去，从而降低噪声的传播。 隔声所采用的方法、吸声和隔声的区别、吸声材料与隔声隔声所采用的方法、吸声和隔声的区别、吸声材料与隔声材料的差异、吸声和隔声的结合材料的差异、吸声和隔声的结合 隔声原理隔声原理6.1 隔声性能评价量o 1.透射系数透射系数o 2. 隔声量隔声量o 3. 平均隔声量平均隔声量o 4. 插

5、入损失插入损失1.透射系数:定义：材料透射的声能与入射到材料上的总声能的比值。22tttiiiWIpWIp2.隔声量（传声损失）110lg10lg20lgiittIpRTLIp或3.平均隔声量：工程上通常将中心频率为1252000Hz的5个倍频程频带或1003150Hz的16个1/3倍频程频带隔声量的算术平均值作为构件隔声性能的单值评价量4. 插入损失插入损失 离声源一定距离的某处测得的隔声结构设置前的声压级L1和设置后的声压级L2之差，记作IL，即 IL=L1-L2。 通常在现场用来评价隔声罩、隔声屏障等隔声结构的隔声效果。6.2 单层均质密实墙的隔声单层均质密实墙的隔声o 1.质量定律o

6、2.吻合效应1.质量定律声波在空气中传播的途径上，当声波在空气中传播的途径上，当遇到墙状固体障碍物时，由于遇到墙状固体障碍物时，由于空空气与固体介质特性阻抗的差异，气与固体介质特性阻抗的差异，在两分层界面上将产生两次反射在两分层界面上将产生两次反射和透射。和透射。 abpp2rp1rp2tp1tabo假设： 声波垂直入射到墙上；声波垂直入射到墙上； 隔墙为单层匀质墙；隔墙为单层匀质墙； 墙把空间分成两个半无限空间，而且墙的两侧均墙把空间分成两个半无限空间，而且墙的两侧均为通常状况下的空气；为通常状况下的空气； 墙为无限大，即不考虑边界的影响。墙为无限大，即不考虑边界的影响。 把墙看成一个质量系

7、统，即不考虑墙的刚性、阻把墙看成一个质量系统，即不考虑墙的刚性、阻尼；尼； 墙上各点以相同的速度振动。墙上各点以相同的速度振动。2010lg 1 ()2mRc可近似为：可近似为：20010lg20lg22mmRccn从透射系数的定义及平面声波理论，可以导出单层从透射系数的定义及平面声波理论，可以导出单层墙在声波垂直入射时的隔声量墙在声波垂直入射时的隔声量-声波的角波数，=2f；m-隔声墙体单位面积质量（墙板面密度），kg/m2;0-空气密度，kg/m3.o 将将mc=400Pas/m代入：代入：o 物理意义：物理意义： 单层墙的隔声量与其单位面积质量的对数成正比；单层墙的隔声量与其单位面积质量

8、的对数成正比； 声波的频率越高，隔声量越高。声波的频率越高，隔声量越高。20lg20lg42Rmf这就是隔声墙的这就是隔声墙的“质量定律质量定律”o 无规入射时：无规入射时：20lg20lg48Rmfo 考虑边界、刚度和阻尼等因素，实际隔声量的经验公式：考虑边界、刚度和阻尼等因素，实际隔声量的经验公式：o 平均隔声量的经验公式（平均隔声量的经验公式（1003150Hz）：）：2213.5lg14(),(200/)16lg8(),(200/)RmdBmkg mRmdBmkg m18lg12lg25Rmfo一定频率的声波以一定频率的声波以入射角投射到墙板上，激起构件弯曲振动投射到墙板上，激起构件弯

9、曲振动o若若入射声波的波长在墙板上的投影正好与在墙板上的投影正好与墙板的固有弯曲波波长b相等时，墙板弯曲波振动的振幅便达到最大，声波向墙相等时，墙板弯曲波振动的振幅便达到最大，声波向墙板的另面辐射较强，隔声量明显下降，此现象称板的另面辐射较强，隔声量明显下降，此现象称 “ “吻合效应”。2. 吻合效应吻合效应图图2-27 吻合的成立条件吻合的成立条件吻合效应的条件吻合效应的条件bsin(2-137) o定义：产生吻合效应的最低频率，即B = 时的频率o fc的计算公式 或临界吻合频率临界吻合频率(6-13) cf22ccmfB20.551mccfdE墙板面密度，墙板面密度，kgkgm m2 2

10、 墙板的弯曲劲度，墙板的弯曲劲度，NmNm 墙板密度，墙板密度，kgkgm m3 3墙板的弹性模量，墙板的弹性模量，N/mN/m2 2 墙板的厚度，墙板的厚度，m m o由式（由式（6 6-13-13）可知，临界吻合频率受墙板厚度、密度、弹性等因素影响）可知，临界吻合频率受墙板厚度、密度、弹性等因素影响o墙板越厚，墙板越厚，fc越低；越低；o轻而弹性模量大的隔板，轻而弹性模量大的隔板，fc常常降到听觉敏感的声频范围内，对隔声造成常常降到听觉敏感的声频范围内，对隔声造成不利影响。不利影响。EE表表2-14 几种常用材料的密度和弹性模量几种常用材料的密度和弹性模量 几种常用材料计算临界吻合频率的参

11、数，可用于设计计算。几种常用材料计算临界吻合频率的参数，可用于设计计算。 几种材料的吻合谷 几种材料的厚度与临界频率的关系图图2-26 单层匀质墙的隔声频率特性曲线单层匀质墙的隔声频率特性曲线 刚度控制刚度控制 单层匀质墙的隔声量与入射声波的频率关系很大 刚度和阻尼控制区刚度和阻尼控制区 质量控制区质量控制区 吻合效应区吻合效应区 第一共振频率第一共振频率 临界吻合频率临界吻合频率 课堂练习：P152页第3题o 试计算下列匀质构件的平均隔声量与临界吻合频率。（1）24cm厚砖墙；（2）6mm厚玻璃；（3）两个12cm厚砖墙中间设空气层后20cm，计算其隔声量与共振频率。（砖墙：=1.8103k

12、g/m3, E=2.51010N/m2; 玻璃：=2.4103kg/m3,E=4.31010N/m2)答：.(50dB, 29.6dB, 67dB)6.3 多层复合隔声结构o 1. 双层墙的隔声o 2.双层结构的共振频率o 3.双层墙的隔声频率特性o 4.双层结构的隔声量o 5.多层复合隔声结构o 双层隔声墙：两层墙体间夹一定厚度的空气层。o 隔声原理：空气与墙板特性阻抗不同，当声波透过第一墙时，声波经空气与墙板两次反射衰减，且空气层的弹性和附加吸收作用增强声能衰减；声波传至第二墙，再经两次反射，透射声能再次衰减，总透射损失更大。 增加墙的厚度或面密度，可增加隔声量，但不经增加墙的厚度或面密度

13、，可增加隔声量，但不经济，隔声效果也不理想。若将墙一分为二，中间济，隔声效果也不理想。若将墙一分为二，中间夹一定厚度的空气层，墙的总质量不变，但隔声夹一定厚度的空气层，墙的总质量不变，但隔声效果比单层实心结构好得多，经济。效果比单层实心结构好得多，经济。 图图2-28 双层墙隔声特性双层墙隔声特性 c满铺吸声材料满铺吸声材料 b有少量吸声材料有少量吸声材料 d双层墙隔声量双层墙隔声量 a无吸声材料无吸声材料e单层墙隔声量单层墙隔声量 共振频率共振频率 吻合频率吻合频率 02fcfcf图图2-28 双层墙隔声特性双层墙隔声特性 c满铺吸声材料满铺吸声材料 b有少量吸声材料有少量吸声材料 d双层墙

14、隔声量双层墙隔声量 a无吸声材料无吸声材料e单层墙隔声量单层墙隔声量 共振频率共振频率 吻合频率吻合频率 0f0f 式中：式中： 、 双层墙板两板的面密度，双层墙板两板的面密度，kgkgm m2 2； 空气层的厚度，空气层的厚度，m m。o 是指入射声波法向入射时的墙板共振频率是指入射声波法向入射时的墙板共振频率 (6-14) 双层墙的共振频率双层墙的共振频率0f001211()2cfhmm1m2mh、o 由式由式( (6 6-14)-14)可知，空气层越薄，双层墙的共振频率越高。可知，空气层越薄，双层墙的共振频率越高。空空气层厚度通常要大于气层厚度通常要大于23cm23cm），以减弱共振作用

15、。），以减弱共振作用。 0f隔声量的估算o 经验公式：1216lg16lg30AARfR o 平均隔声量：212122121216lg8,200/13.5lg14,200/AAAAAAAARkg mRRkg m o多层复合板多层复合板是由几层面密度或性质不同的板材组是由几层面密度或性质不同的板材组成的复合隔声构件成的复合隔声构件. .o通常用金属或非金属的坚实薄板做面层，内侧覆通常用金属或非金属的坚实薄板做面层，内侧覆盖阻尼材料，或填入多孔吸声材料或空气层等组盖阻尼材料，或填入多孔吸声材料或空气层等组成。成。o多层复合板质轻和隔声性能良好，广泛用于多种多层复合板质轻和隔声性能良好，广泛用于多种

16、隔声结构中，如隔声门隔声结构中，如隔声门( (窗窗) )、隔声罩、隔声间的、隔声罩、隔声间的墙体等。墙体等。 5. 5. 多层复合板隔声多层复合板隔声 坚坚实实薄薄板板护护面面层层阻阻尼尼材材料料吸吸声声材材料料多层复合隔声结构多层复合隔声结构6.4 组合墙平均隔声量计算组合墙平均隔声量计算 11223311231niiiniiSSSSSSSSn组合墙：组合墙：具有门、窗等不同隔声构件的墙板。具有门、窗等不同隔声构件的墙板。n组合墙的组合墙的透声系数：透声系数：各组成部件的透声系数的平均各组成部件的透声系数的平均值，称作平均透声系数值，称作平均透声系数(6-19) n组合墙的组合墙的平均隔声量

17、：平均隔声量：110lgR(6-20) 墙体第墙体第i种构件的透声系数种构件的透声系数 墙体第墙体第i种构件的面积，种构件的面积，m2 【例例】某隔声间有一面某隔声间有一面25m25m2 2的墙与噪声源相隔，该墙透声的墙与噪声源相隔，该墙透声系数为系数为1010-5-5；墙上开一面积为；墙上开一面积为3m3m2 2的门和一面积为的门和一面积为4m4m2 2的窗，其的窗，其透声系数均为透声系数均为1010-3-3，求此组合墙的平均隔声量。，求此组合墙的平均隔声量。 解：解：1122331235334(2534) 103 104 10 34(2534) 2.8 10SSSSSS 41110lg10

18、lg35()2.1 10RdBn计算结果表明，开门窗后，墙的隔声量显著下降。计算结果表明，开门窗后，墙的隔声量显著下降。课堂练习：P140 例6-16.5 隔声间o隔声间（室）：由不同隔声构件组成的具有良好隔声性能的房间。o结构：封闭式与半封闭式两种，一般多用封闭式。o隔声间除需要有足够隔声量的墙体外，还需设置具有一定隔声性能的门、窗或观察孔等。 隔声间不但要考虑隔声性能，还要考虑到观察方便、出入方便、不影响车间内正常隔声间不但要考虑隔声性能，还要考虑到观察方便、出入方便、不影响车间内正常运输、以及房间内供电、通风等。运输、以及房间内供电、通风等。 图图2-30 2-30 隔声间隔声间 6吸气

19、管道（内衬吸声材料）吸气管道（内衬吸声材料）7隔振底座隔振底座1入口隔声门入口隔声门 2隔声墙隔声墙 3照明器照明器 8接头的缝隙处理接头的缝隙处理4排气管道（内衬吸声材料）和风扇排气管道（内衬吸声材料）和风扇 5双层窗双层窗9内部吸声处理内部吸声处理隔声间分类隔声间分类 o 第一类第一类：由于机器体积较大，设备检修频繁又需：由于机器体积较大，设备检修频繁又需进行手工操作，此时只能采用一个大的房间把机进行手工操作，此时只能采用一个大的房间把机器围护起来，并设置器围护起来，并设置门、窗门、窗和和通风管道通风管道。此类隔。此类隔声间类似一个大的隔声罩，只是人能进入其间。声间类似一个大的隔声罩，只是

20、人能进入其间。 o 第二类第二类：在高噪声环境中隔出一个安静的环境，：在高噪声环境中隔出一个安静的环境，以供工人观察控制机器动转或是休息用，按实际以供工人观察控制机器动转或是休息用，按实际需要也要需要也要设置门、窗和通风管道设置门、窗和通风管道。隔声间的位置隔声间的位置 o 隔声间的位置，应该能使其中的工作人员看隔声间的位置，应该能使其中的工作人员看到整个车间的生产情况。为此，可将隔声间到整个车间的生产情况。为此，可将隔声间设置在车间的角落或紧靠车间的一面墙，也设置在车间的角落或紧靠车间的一面墙，也可以安排在车间的中部，但须顾及隔声间内可以安排在车间的中部，但须顾及隔声间内的人员出入方便，不影

21、响车间内加工材料的的人员出入方便，不影响车间内加工材料的流通，以及便于供电和通风流通，以及便于供电和通风 隔声间的大小及选材隔声间的大小及选材 o 隔声间的大小以能符合工作需要的最小空间隔声间的大小以能符合工作需要的最小空间为宜。隔声间的墙体和顶棚材料可采用木板、为宜。隔声间的墙体和顶棚材料可采用木板、砖料、混凝土预制板或薄金属板等砖料、混凝土预制板或薄金属板等 插入损失：1210lgCAILLLRS :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CR 1. 隔声间的声学评价2. 隔声门n门的隔声能力取决于本身的面密度，构造门的隔声能力取决于本身的面密度，构造和碰头缝密和碰头

22、缝密封程度。封程度。n一般采用轻质双层或多层复合隔声板制成，称一般采用轻质双层或多层复合隔声板制成，称作隔声作隔声门。门。 隔声门的结构和特性（图8-18、表8-6）隔声门的密封方法（图8-19）3. 隔声窗 隔声窗的结构o多层窗应选用厚度不同的多层窗应选用厚度不同的玻璃板以消除吻合效应。玻璃板以消除吻合效应。o多层窗的玻璃板之间要有多层窗的玻璃板之间要有较厚的空气层，一般取较厚的空气层，一般取715cm。o两层玻璃板间不能有刚性两层玻璃板间不能有刚性连接，以防止连接，以防止“声桥声桥”。o多层窗的玻璃板之间要有多层窗的玻璃板之间要有一定的倾斜度，朝声源一一定的倾斜度，朝声源一面的玻璃做成倾斜

23、，以消面的玻璃做成倾斜，以消除驻波。除驻波。o玻璃窗的密封要严，边缘玻璃窗的密封要严，边缘用橡胶条或毛毡条压紧。用橡胶条或毛毡条压紧。设计要点设计要点固定密封型活动密封型6.6 隔声罩隔声罩通风散热型局部开敞型 全封闭的隔声罩的插入损失：0.110lg(110)RILR :隔声罩罩壁的隔声量：内饰吸声材料的吸声系数1.隔声罩的插入损失 局部封闭的隔声罩的插入损失：010.101110lg10lg110RSSILRSSR :隔声罩罩壁的隔声量，dB：内饰吸声材料的吸声系数 S0: 非封闭总面积，m2 S : :封闭总面积，封闭总面积，m2 2. 隔声罩的设计要点罩壳形状罩壳形状恰当，尽量少用方形

24、平行罩壁，以防止罩内空气声的驻波效恰当，尽量少用方形平行罩壁，以防止罩内空气声的驻波效应。应。罩壁罩壁必须有足够的隔声量，且为了便于制造安装维修，宜采用必须有足够的隔声量，且为了便于制造安装维修，宜采用0 0.52mm厚的钢板或铝板等轻薄密实的材料制作，且在壁面上加筋，涂贴阻尼厚的钢板或铝板等轻薄密实的材料制作，且在壁面上加筋，涂贴阻尼层，以抑制与减弱共振和吻合效应的影响。层，以抑制与减弱共振和吻合效应的影响。罩内壁罩内壁要加吸声处理，使用多孔松散材料时，应有较牢固的护面层。要加吸声处理，使用多孔松散材料时，应有较牢固的护面层。罩内壁与设备罩内壁与设备之间应留有较大的空间，以免耦合共振，之间应

25、留有较大的空间，以免耦合共振，罩体与声源设罩体与声源设备备及其机座之间不能有刚性接触，以免形成及其机座之间不能有刚性接触，以免形成“声桥声桥” ” ，导致隔声量降，导致隔声量降低。低。隔声罩与地面隔声罩与地面之间应进行隔振，以降低固体声。之间应进行隔振，以降低固体声。开有隔声门窗、通风与电缆等管线时，开有隔声门窗、通风与电缆等管线时，缝隙处必须密封缝隙处必须密封，并且管线周，并且管线周围应有减振、密封措施。围应有减振、密封措施。当被罩的机器设备有温升需要采取通风冷却措施时，应增加消声器等当被罩的机器设备有温升需要采取通风冷却措施时，应增加消声器等设施。设施。六六隔声屏 n设置在声源与接收点之间

26、阻断声波设置在声源与接收点之间阻断声波 直接传播的挡板。直接传播的挡板。n用于车间、办公室或道路两侧。用于车间、办公室或道路两侧。n简单、经济，便于简单、经济，便于拆装与移动拆装与移动，应用，应用 较广。较广。新型声屏障上岗六六隔声屏 ( (一一) )隔声屏的插入损失隔声屏的插入损失 ( (二二) )隔声屏设计要点隔声屏设计要点o降噪原理：降噪原理：阻挡声波直接通过并将高频声反射阻挡声波直接通过并将高频声反射回去，在屏障后形成的声影区内噪声明显降低。回去，在屏障后形成的声影区内噪声明显降低。o隔声屏对声影区的降噪效果通常用插入损失来隔声屏对声影区的降噪效果通常用插入损失来衡量。衡量。o隔声屏插

27、入损失的隔声屏插入损失的计算方法计算方法： ( (一一) )隔声屏的插入损失隔声屏的插入损失 1.1.算图法算图法 2.2.计算法计算法 1.1.算图法算图法 隔声屏的衰减值计算图隔声屏的衰减值计算图 菲涅耳数菲涅耳数N 设点声源设点声源S S和接收点和接收点P P之间有一隔声屏，则之间有一隔声屏，则其插入损失其插入损失ILIL可用下图来换算。可用下图来换算。 2N声声波波绕绕射射路路径径差差，m 声声波波波波长长，m 菲菲涅涅耳耳数数 ILdBA（2-166） o设自由声场中，无限长、不透声的理想隔声屏，则其插入损失为 10lg13ILN（2-164） 2.2.计算法计算法 22()ABdN

28、（2-165） 217fNd（2-166） n由式由式(2-164)(2-164)、(2-165) (2-165) 、(2-166)(2-166)可知可知n隔声屏的插入损失与路程差隔声屏的插入损失与路程差密切相关，密切相关， 愈大，愈大，ILIL愈大。故增高屏障，使之靠近声源或愈大。故增高屏障，使之靠近声源或接收点，即增加路程差时，可提高降噪效果。接收点，即增加路程差时，可提高降噪效果。n屏的插入损失与入射声波长有关，波长愈长，屏的插入损失与入射声波长有关，波长愈长，插入损失愈低。换言之，隔声屏对高频声的降插入损失愈低。换言之，隔声屏对高频声的降噪效果优于低频声。噪效果优于低频声。 n隔声屏主要是遮挡直达声，用于室外防止直达声隔声屏主要是遮挡直达声，用于室外防止直达声时效果明显。时效果明显。讨讨 论论讨讨 论论n在混响明显的房间中隔声效果不明显，必须配合吸在混响明显的房间中隔声效果不明显，必须配合吸声措施，靠近声源的壁面宜首先进行妥善的吸声处声措施，靠近声源的壁面宜首先进行妥善的吸声处理。理。n在隔声屏朝向声源一侧也往往敷贴吸声材料；在隔声屏朝向声源一侧也往往敷贴吸声材料；n在混响明显的房间，可在屏的两侧都敷贴吸声材在混响明显的房间，可在屏的两侧都敷贴吸声材料。料。n防治交通噪声的隔声屏