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环境噪声控制Chapter7吸声环境噪声控制第1页

吸声是噪声污染控制一个主要伎俩

在噪声污染控制工程设计中，常利用吸声材料吸收声能量来降低室内噪声。环境噪声控制第2页吸声与吸声材料概念吸声：声波经过媒质或入射到媒质分解面上时声能降低过程，称为吸声或声吸收。材料吸声：当媒质分界面为材料表面时，部分声能被吸收现象，称为材料吸声。吸声材料：含有较大吸声能力材料，称为吸声材料。环境噪声控制第3页吸声材料基本类型吸声材料多孔性吸声材料共振吸声结构特殊吸声结构纤维状颗粒状泡沫状穿孔板共振吸声结构单个共振器空间吸声体吸声尖劈薄膜共振吸声结构薄板共振吸声结构环境噪声控制第4页7.1表示材料吸声性能量1.吸声系数2.吸声量环境噪声控制第5页吸声机理环境噪声控制第6页1.吸声系数a.定义：材料吸收声能与入射到材料上总声能比值。环境噪声控制第7页2）驻波管法吸声系数测量1)混响室法基于声音传输方向无规则性，混响室法测得吸声系数更靠近材料实际应用环境；但测定吸声系数较困难，两种方法测定吸声系数能够进行换算。环境噪声控制第8页1.吸声系数b.表示方法：考虑到入射方向不一样无规入射吸声系数垂直入射吸声系数数环境噪声控制第9页混响室法测吸声系数与驻波管法测吸声系数换算：驻波管法测吸声系数0.100.200.300.400.500.600.700.80混响室法测吸声系数0.250.400.500.600.750.850.900.98环境噪声控制第10页1.吸声系数b.表示方法：考虑到频率特征：125、250、500、1000和

、4000Hz频率下测得吸声系数。环境噪声控制第11页2.吸声量表示方法：环境噪声控制第12页2）吸声量：A：材料总吸声量Si：材料i吸声表面积(m2)吸声量A单位m2一个房间总吸声量：环境噪声控制第13页7.2吸声材料多孔性吸声材料（针对高频噪声控制）环境噪声控制第14页几个多孔性吸声材料环境噪声控制第15页吸声材料结构特征材料孔隙率要高，普通在70%以上，多数到达90%左右；孔隙应该尽可能细小，且均匀分布；微孔应该是相互贯通，而不是封闭；微孔要向外敞开，使声波易于进入微孔内部。环境噪声控制第16页材料特征：内部有许多小孔，并与材料表面相通，含有通气性。吸声机理：声波投射到多孔材料表面时，部分投入声波与纤维或颗粒表面产生内摩擦（摩擦力来自空气压缩、膨胀），部分声能转变成热能，从而使声音能量减小。环境噪声控制第17页吸声机理因为当Zsm（材料声阻抗率）与ρc相等时，a＝1，说明材料将声音完全吸收，但在实际应用中不可能。理想吸声材料要求其声阻抗率靠近于空气特征阻抗率。压缩、膨胀、摩擦、产热降低声音能量环境噪声控制第18页多孔性吸声材料分类：纤维材料（如玻璃棉、岩棉等）（如植物纤维、木质纤维等）泡沫材料（如泡沫塑料、橡胶等）颗粒（如珍珠岩,混凝土）环境噪声控制第19页主要种类惯用材料实例使用情况纤维材料有机纤维材料动物纤维：毛毡价格昂贵，使用较少。植物纤维：麻绒、海草、椰子丝防火、防潮性能差，原料起源广，廉价。无机纤维材料玻璃纤维：中粗棉、超细棉、玻璃棉毡吸声性能好，保温隔热，耐潮，但涣散纤维易污染环境或难以加工成制品。矿渣棉：散棉、矿棉毡吸声性能好，不燃、耐腐蚀，易断成碎末，污染环境施工扎手。纤维材料制品软质木纤维板、矿棉吸声砖、岩棉吸声板、玻璃吸声板、木丝板、甘蔗板等装配式加工，多用于室内吸声。颗粒材料砌块矿渣吸声砖、膨胀珍珠岩吸声砖、陶土吸声砖多用于砌筑界面较大消声装置。板材珍珠岩吸声装饰板质轻、不燃、保温、隔热。泡沫材料泡沫塑料聚氨酯泡沫塑料、尿醛泡沫塑料吸声性能不稳定，吸声系数使用前需实测其它吸声型泡沫玻璃强度高、防水、不燃、耐腐蚀加气混凝土使用惯用吸声材料使用情况环境噪声控制第20页2.影响材料吸声原因1.空气流阻2.材料空隙率影响3.材料厚度4.材料密度影响5.材料后空气层影响6.材料装饰面影响7.温度、湿度影响环境噪声控制第21页.材料厚度影响环境噪声控制第22页c.材料厚度影响环境噪声控制第23页d.材料后空气层影响环境噪声控制第24页A：材料密度（容重）伴随材料密度增大，最大吸收系数amax向低频方向移动.环境噪声控制第25页C：空气层即：材料层与刚性面间空气层；当空气层厚度d=1/4λ时，吸声系数a最大；在工程上普通5-10cm。环境噪声控制第26页D：温,湿度温度高,向高频方向移动湿度低,向低频方向移动穿孔率（P），即穿孔总面积与未穿孔总面积比值，穿孔率越大，对中高频率声音吸收效果越好，穿孔率越小，对低频吸收效果越好。环境噪声控制第27页空间吸声体特点：悬空悬挂，吸声性能好，节约吸声材料；便于安装，装拆灵活。环境噪声控制第28页空间吸声体

常见空间吸声体由骨架、护面层和吸声填料组成空间吸声体大多悬挂于建筑物空间顶部，且以离顶吊挂居多。板状空间吸声体能够水平分散吊挂，也可垂直分散吊挂，还可水平、垂直复合吊挂，在总面积相同情况下，降噪效果基本相同。水平悬挂板状空间吸声体离顶高度普通为房间净高1/5至1/7左右；若条件允许，可挂得更低些，离声源近些.环境噪声控制第29页空间吸声体

空间吸声体与室内表面上吸声材料相比，在一样投影面积下，空间吸声体含有较高吸声效率。这是因为空间吸声体含有更大有效吸声面积（包含空间吸声体上顶面、下底面和侧面）；另外，因为声波在吸声体上顶面和建筑物顶面之间屡次反射，从而被屡次吸收，使吸声量增加，提升了吸声效率。通常以中、高频段吸声效率提升最为显著。如原室内表面吸声量极少，反射声较多，混响时间很长，则悬挂空间吸声体后降噪效果常为5～8分贝，最高时可达10～12分贝环境噪声控制第30页吸声尖劈环境噪声控制第31页吸声尖劈环境噪声控制第32页吸声尖劈

吸声尖劈是一个用于消声室特殊吸声结构。通常可分为尖部和基部两部分。安装时在尖壁和壁面之间留有空气层。其结构是用直径3.2-3.5mm钢丝制成一定形状和尺寸骨架，外面套上玻纤布、塑料窗纱等罩面材料，里面装以多孔材料，如玻璃棉毡、玻璃纤维、矿渣棉、泡沫塑料等。吸声系数为0.99吸声尖劈作为空间吸声体，它不但能满足各界面所要求宽频带强吸声特点，同时还能节约材料。

尖劈吸声特征与尖劈尖部长度，尖部长度/基部长度，劈底与刚性空腔深度以及材料密度等量相关。普通而言，尖劈长度越长，低频吸声效果越好。当尖劈尺寸固定时，改本材料密度，能够得到一个最正确吸声系数频率曲线：选定一个密度值后，改变尖部长度/基部长度比值，又能够找到一个最正确值，又能够找到一个最正确值；空腔与尖劈基部形成共振声音，调整空腔深度，使共振频率位置适当，可有效提升尖劈结构低频吸声特征。

环境噪声控制第33页7.3共振吸声结构特点：低频吸收性能好；装饰性强；强度足够；声学性能易于控制。环境噪声控制第34页2惯用共振吸声结构薄板吸声结构穿孔板吸声结构微穿孔板吸声结构环境噪声控制第35页1.薄膜吸声结构空气层膜状材料吸声机理：应用共振原理

1）声音与薄板（薄膜）固有频率产生共振2）声音与板后空腔气室空气产生共振环境噪声控制第36页1）薄板共振吸声结构

示意图6-3环境噪声控制第37页1）薄板共振吸声特征弹簧振子共振频率空气层劲度薄板共振吸声结构共振频率其中：M：薄板面密度,Kg/m2L:空腔厚度，cmf:Hzρ:空气密度环境噪声控制第38页1.薄板吸声结构吸声频带：80-300Hz，最大吸声系数：0.3-0.4薄板厚度：3-6mm空气层厚度：3-10mm实际工程填充吸声材料环境噪声控制第39页2）单腔共振吸声结构

示意图6-5环境噪声控制第40页2）单腔共振吸声体共振吸收频率：其中：

S：孔面积，m2V：空腔体积，m3t：孔深度，mδ：孔口修正量，mt+δ为有效颈长，对于直径为d圆孔，δ＝πd/4环境噪声控制第41页3）多穿孔板共振吸声结构环境噪声控制第42页3）多穿孔板共振吸声结构假设：S：每各孔面积,m2A：共振单元薄板面积,m2D：空气层厚度，m则穿孔率P＝S/A，每个共振腔体积V＝AD

其共振频率为环境噪声控制第43页穿孔率计算：1）当圆孔为正方形排列时2）当孔为等边三角形排列时环境噪声控制第44页2.穿孔板吸声结构穿孔率（P）=穿孔面积/总面积穿孔面积越大，吸声频率越高。吸声频带：低中频噪声，吸声系数：0.4-0.7薄板厚度：2-5mm孔径：2-4mm穿孔率：1%-10%实际工程填充吸声材料环境噪声控制第45页3.微穿孔板吸声结构特点：孔径：小于1mm；穿孔率：1%-5%吸声频带较宽；可用于高温、潮湿、腐蚀性气体或高速气流等其它材料及结构不适合环境中；结构简单，设计理论成熟，吸声结构理论计算与实测值靠近。环境噪声控制第46页主要种类惯用材料实例使用情况纤维材料有机纤维材料动物纤维：毛毡价格昂贵，使用较少。植物纤维：麻绒、海草、椰子丝防火、防潮性能差，原料起源广，廉价。无机纤维材料玻璃纤维：中粗棉、超细棉、玻璃棉毡吸声性能好，保温隔热，耐潮，但涣散纤维易污染环境或难以加工成制品。矿渣棉：散棉、矿棉毡吸声性能好，不燃、耐腐蚀，易断成碎末，污染环境施工扎手。纤维材料制品软质木纤维板、矿棉吸声砖、岩棉吸声板、玻璃吸声板、木丝板、甘蔗板等装配式加工，多用于室内吸声。颗粒材料砌块矿渣吸声砖、膨胀珍珠岩吸声砖、陶土吸声砖多用于砌筑界面较大消声装置。板材珍珠岩吸声装饰板质轻、不燃、保温、隔热。泡沫材料泡沫塑料聚氨酯泡沫塑料、尿醛泡沫塑料吸声性能不稳定，吸声系数使用前需实测其它吸声型泡沫玻璃强度高、防水、不燃、耐腐蚀加气混凝土微孔不贯通，使用少惯用吸声材料使用情况环境噪声控制第47页吸声设计计算1.房间平均吸声系数计算假如一个房间墙面上布置有几个不一样材料时，它们对应吸声系数和面积分别为α1、α2、α3……和Sl、S2、S3……

，房间平均吸声系数为：环境噪声控制第48页吸声设计计算2.吸声量计算若一个房间墙面上布置有几个不一样材料时，则房间吸声量为：环境噪声控制第49页吸声设计计算3.室内声压级计算扩散声场：房间内声能密度处处相同，而且在任一受声点上，声波在各个传输方向作无规分布声场叫扩散声场。室内声场直达声场混响声场环境噪声控制第50页声源指向性因数环境噪声控制第51页3.室内声压级计算直达声声压级计算：环境噪声控制第52页3.室内声压级计算.混响声场：对应声压级为：R—房间常数，Sa/(1-a)环境噪声控制第53页3.室内声压级计算c.总声场：环境噪声控制第54页混响半径当直达声与混响声声能相等时距离称为临界半径。Q=1时混响半径称为混响半径。意义：当受声点与声源距离小于临界半径时，吸声处理降噪效果不大；当受声点与声源距离大大超出临界半径时，吸声处理才有显著效果。环境噪声控制第55页吸声设计计算4.混响时间计算定义：当声源停顿发声后声能密度衰减到原来百万分之一，即声压级下降60dB所需时间，叫做混响时间。Sabine公式：V—房间容积，m3A—室内总吸声量，m2环境噪声控制第56页4.混响时间计算C.F.Eyring公式:Eyring-Millington公式:当α<0.2时，环境噪声控制第57页吸声设计计算5.吸声降噪量计算设R1、R2分别为室内设置吸声装置前后房间常数，则距声源r出对应声压级分别为:环境噪声控制第58页吸声设计计算5.吸声降噪量计算吸声前后声压级之差，即吸声降噪量为:环境噪声控制第59页吸声设计计算5.吸声降噪量计算当受声点离声源较近时，降噪量很小。当受声点离声源较远时（混响半径以外），降噪量可简化为：因为房间内吸声系数均较小，上式可简化为：环境噪声控制第60页吸声设计计算5.吸声降噪量计算因为：环境噪声控制第61页吸声设计计算5.吸声降噪量计算α2/α1或T2/T11234568102040降噪量（dB）0356789101316环境噪声控制第62页吸声设计标准总标准：应先对声源进行隔声、消声等处理，当噪声源不宜采取隔声办法，或采取了隔声伎俩后仍不能到达噪声标按时，可采用吸声处理来作为辅助伎俩。基本标准：1.单独风机房、泵房、控制室等房间面积较小，所需降噪量较高时，可对天花板、墙面同时作吸声处理；2.车间面积较大时．宜采取空间吸声体，平顶吸声处理；3.声源集中在局部区域时，宜采取局部吸声处理，并同时设置隔声屏障；环境噪声控制第63页吸声设计标准4.噪声源比较多而且较分散生产车间宜作吸声处理；5.对于中、高频噪声，可采取20-50mm厚常规成型吸声板，当吸声要求较高时可采取50～80mm厚超细玻璃棉等多孔吸声材料，并加适当护面层；6.对于宽频带噪声，可在多孔材料后留50-100mm空气层，或采取80-150mm厚吸声层；对于低频带噪声，可采取穿孔板共振吸声结构，其板厚通常可取2-5mm，孔径可取3-6mm，穿孔率小于5％；环境噪声控制第64页吸声设计标准7.对于湿度较高环境，或有清洁要求吸声设计，可采取