噪声控制技术—吸声隔声消声PPT课件.pptx
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1、l通过空气传来的通过空气传来的直达声直达声l室内各墙壁面反射回来的室内各墙壁面反射回来的混响声混响声v混响使室内混响使室内噪声级增加噪声级增加,如一列火车进,如一列火车进入隧道以后的噪声级比行驶在空旷的野入隧道以后的噪声级比行驶在空旷的野外可高出外可高出5-10dB;v混响对混响对听觉听觉的干扰;的干扰; 吸声吸声是噪声污染控制的一种重要手段;是噪声污染控制的一种重要手段; 在噪声污染控制工程设计中,常利用在噪声污染控制工程设计中,常利用吸吸声材料声材料吸收声能量来降低吸收声能量来降低室内噪声室内噪声。0EEaa 1)吸声系数:)吸声系数:当当a0时,无吸声时,无吸声当当a1时,完全吸收,无声
2、能反射时,完全吸收,无声能反射声能传播图声能传播图a是频率的函数是频率的函数,为研究问题方便,常,为研究问题方便,常用中心频率为用中心频率为125,250,500,1000,2000,4000Hz的吸声系数的平均值,称的吸声系数的平均值,称为平均吸声系数为平均吸声系数材料名称 容重 kg/m 3 厚度 (cm) 倍频带中心频率 (Hz) 125 250 500 1k 2 2k 吸声系数 超细玻璃棉 25 2.5 0.02 0.07 0.22 0.59 0.94 0.94 5 0.05 0.24 0.72 0.97 0.90 0.98 10 0.11 0.85 0.88 0.83 0.93 0.
3、97 矿棉 240 6 0.25 0.55 0.78 0.75 0.87 0.91 毛毡 370 5 0.11 0.30 0.50 0.50 0.50 0.52 微孔砖 450 620 4 0.09 0.29 0.64 0.72 0.72 0.86 5.5 0.20 0.40 0.60 0.52 0.65 0.62 膨胀珍珠岩 360 10 0.36 0.39 0.44 0.50 0.55 0.55 建筑材料 倍频带中心频率 (Hz) 125 250 500 1k 2 2k 吸声系数普通砖 0.03 0.03 0.03 0.04 0.05 0.07 涂漆砖 0.01 0.01 0.02 0.0
4、2 0.02 0.03 混凝土块 0.36 0.44 0.31 0.29 0.39 0.25 涂漆混凝土块 0.10 0.05 0.06 0.07 0.09 0.08 混凝土 0.01 0.01 0.02 0.02 0.02 0.02 木料 0.15 0.11 0.10 0.07 0.06 0.07 灰泥 0.01 0.02 0.02 0.03 0.04 0.05 大理石 0.01 0.01 0.02 0.02 0.02 0.03 玻璃窗 0.15 0.10 0.08 0.08 0.07 0.05 iiiSAA:材料的总吸声量:材料的总吸声量Si:材料:材料i的吸声表面积的吸声表面积 (m2)
5、吸声量吸声量A的单位是的单位是m2吸声机理吸声机理: 声波投射到多孔材料表面时,部分声波投射到多孔材料表面时,部分投入的声波与纤维或颗粒表面产生投入的声波与纤维或颗粒表面产生内摩内摩擦擦(摩擦力来自空气的(摩擦力来自空气的压缩、膨胀压缩、膨胀),),部分声能转变成热能,从而使声音的能部分声能转变成热能,从而使声音的能量减小。量减小。材料特征材料特征: 内部有许多小孔,并与材料表面相通,内部有许多小孔,并与材料表面相通,具有通气性。具有通气性。多孔性吸声材料(针对中、高频噪声控制)多孔性吸声材料(针对中、高频噪声控制)l无机纤维(如玻璃棉、岩棉等)无机纤维(如玻璃棉、岩棉等)l有机纤维(如植物纤
6、维、木质纤维等)有机纤维(如植物纤维、木质纤维等)l泡沫材料(如泡沫塑料、泡沫混凝土等)泡沫材料(如泡沫塑料、泡沫混凝土等)l吸声建筑材料(如微孔吸声砖)吸声建筑材料(如微孔吸声砖)超细玻璃棉玻璃棉毡吸音波峰海绵吸音波峰海绵吸声海绵吸声海绵玻纤吸声板玻纤吸声板聚酯纤维吸音板聚酯纤维吸音板l聚酯纤维吸音板l环保吸音棉l布艺软包吸音板l槽木吸音板l复合材料类浪形吸声墙浪形吸声墙吸音砖吸音砖l矿棉石膏板类植草声障墙植草声障墙巴黎植物墙巴黎植物墙常春藤常春藤材料的厚度材料的厚度材料的孔隙率与密度材料的孔隙率与密度材料层与刚性面间的空气层材料层与刚性面间的空气层护面层(多应用于多孔疏松材料)护面层(多应
7、用于多孔疏松材料)环境因素:温度、湿度、气流环境因素:温度、湿度、气流l多孔材料对多孔材料对高频率高频率声音吸声效果明显,即在高声音吸声效果明显,即在高频区吸声系数较大;频区吸声系数较大;l多孔材料对低频率声音吸声效果差,即在低频多孔材料对低频率声音吸声效果差,即在低频区吸声系数较小;区吸声系数较小;l随着材料随着材料厚度厚度的增加,吸声的增加,吸声最佳频率最佳频率向低频方向低频方向移动;向移动;l厚度每增加厚度每增加1 1倍,最大吸收频率向低频方向移倍,最大吸收频率向低频方向移动一个倍频程;动一个倍频程;l材料厚度(材料厚度(最佳吸收频率下的波长最佳吸收频率下的波长)最佳41dl随着材料随着
8、材料密度密度的增大,最大吸声系数的增大,最大吸声系数amax向向低频低频方向移动方向移动.即:材料层与刚性壁间的空气层;即:材料层与刚性壁间的空气层;当空气层厚度当空气层厚度d=1/4d=1/4时,吸声系数时,吸声系数a a最大;最大;当空气层厚度当空气层厚度d=1/2d=1/2或其整数倍时,吸或其整数倍时,吸声系数声系数a a最小最小。v多孔材料疏松,无法固定,不美观,需多孔材料疏松,无法固定,不美观,需表面覆盖护面层,如护面穿孔板,织物表面覆盖护面层,如护面穿孔板,织物或网纱等;或网纱等;v穿孔率(穿孔率(P P),即,即穿孔总面积与未穿孔总穿孔总面积与未穿孔总面积面积的比值,穿孔率越大,
9、对中高频率的比值,穿孔率越大,对中高频率声音吸收效果越好,穿孔率越小,对低声音吸收效果越好,穿孔率越小,对低频吸收效果越好。频吸收效果越好。共振吸声结构(针对共振吸声结构(针对低频噪声低频噪声控制)控制) 材料特征材料特征:薄膜或薄板表面穿孔:薄膜或薄板表面穿孔 吸声机理吸声机理:应用共振原理:应用共振原理 1)声音与)声音与薄板(薄膜)薄板(薄膜)固有频率产生共振固有频率产生共振 2)声音与板后空腔)声音与板后空腔气室空气气室空气产生共振产生共振二、吸声结构二、吸声结构l薄板或薄膜薄板或薄膜吸声结构(材料本身产生共吸声结构(材料本身产生共振)振)l穿孔板穿孔板共振吸声结构(共振腔结构)共振吸
10、声结构(共振腔结构)l微穿孔板微穿孔板吸声结构(小于吸声结构(小于1mm微孔)微孔)l薄塑料盒式吸声体薄塑料盒式吸声体共振频率共振频率MDf6000其中:其中:M:薄板面密度:薄板面密度, Kg/m2D: 空气层(空腔)厚度,空气层(空腔)厚度,cm墙体衬垫龙骨薄板薄板共振吸声结构的应用范围:薄板共振吸声结构的应用范围:l薄板吸声结构的共振频率通常在薄板吸声结构的共振频率通常在80-1000Hz范围,吸声系数约为范围,吸声系数约为0.2-0.5,一,一般作为般作为中低频中低频范围的吸声材料。范围的吸声材料。材料名称 材料 厚度 (cm) 空气层厚度 (cm) 倍频带中心频率 (Hz) 125
11、250 500 1k 2 2k 吸声系数 刨花板 2.5 0 0.18 0.14 0.29 0.48 0.74 0.84 5 0.18 0.18 0.50 0.48 0.58 0.85 三合板 0.3 5 0.21 0.73 0.21 0.19 0.08 0.12 10 0.59 0.38 0.18 0.05 0.04 0.08 细木丝板 1.6 5 0 0.04 0.11 0.20 0.21 0.60 0.68 5 0.29 0.77 0.73 0.68 0.81 0.83 甘蔗板 1.3 0 0.06 0.12 0.20 0.21 0.60 0.68 3 0.28 0.40 0.33 0.
12、32 0.37 0.26 木质纤维板 1.1 0 0.06 0.15 0.28 0.30 0.33 0.31 5 0.22 0.30 0.34 0.32 0.41 0.42 泡沫水泥 5 0 0.32 0.39 0.48 0.49 0.47 0.54 5 0.42 0.40 0.43 0.48 0.49 0.55 Vtd共振频率:共振频率:kVlScf20其中:其中: S:孔面积,:孔面积,m2 V:空腔体积,:空腔体积,m3 lk:小孔有效颈长,:小孔有效颈长,m假设:假设:S:每各孔面积:每各孔面积, m2 F:共振单元薄板面积:共振单元薄板面积, m2 h:空腔深度,:空腔深度,m lk
13、:小孔有效颈长,:小孔有效颈长,m 穿孔率穿孔率PS/F 其共振频率为其共振频率为Vtd刚性壁面DkkhlPcFhlScf220l 微穿孔板吸声结构是一种板厚度和孔径都小的穿孔板结构,其穿孔率通常只有 1%3% ,其孔径一般小于 3mm 。l金属微穿孔材料q即:将吸声体悬挂在室即:将吸声体悬挂在室内对声音进行内对声音进行多方位多方位吸吸收;收;q吸声体投影面积与悬挂吸声体投影面积与悬挂平面投影面积平面投影面积的比值约的比值约等于等于40时,对声音的时,对声音的吸声效率最高;吸声效率最高;l消声室l消声箱四、吸声降噪计算四、吸声降噪计算设吸声前的声压级为:设吸声前的声压级为:12144lg10R
14、rQLLWp吸声后的声压级为:吸声后的声压级为:22244lg10RrQLLWp则:则:2212214444lg10RrQRrQLLLppp当某接受点远离声源时,即:当某接受点远离声源时,即:244rQR则:则:21121211lg10lg10RRLp一般情况下,平均吸声系数都比一般情况下,平均吸声系数都比1 1小得多,所以有:小得多,所以有:12lg10pL 由于由于平均吸声系数平均吸声系数通常是按通常是按实测混响时间实测混响时间T T6060得到,如果得到,如果T T1 1和和T T2 2分别为吸声前后的混响时间,分别为吸声前后的混响时间,则:则:21lg10TTLpSVT161. 0lg
15、1060了解了解待处理房间的噪声级和频谱;待处理房间的噪声级和频谱;根据噪声标准,确定各频程所需的降噪量;根据噪声标准,确定各频程所需的降噪量;估算或进行实际测量要采取吸声处理的吸声估算或进行实际测量要采取吸声处理的吸声系数系数;选取吸声材料的种类及吸声结构类型,确定选取吸声材料的种类及吸声结构类型,确定吸声材料的厚度、容重、吸声系数,并计算吸吸声材料的厚度、容重、吸声系数,并计算吸声材料的面积和确定安装方式等。声材料的面积和确定安装方式等。l1、设在墙面与地面交线上有一声源,已知、设在墙面与地面交线上有一声源,已知500Hz的声的声功率级为功率级为85dB,同频带下的房间常数为,同频带下的房
16、间常数为100m2, 求距求距声源声源5m处之声压级处之声压级Lp。l2、某房间尺寸为、某房间尺寸为6m*7m*3m,墙壁、天花板、和地板,墙壁、天花板、和地板在在1KHz时的吸声系数分别为时的吸声系数分别为0.06,0.07,0.07,若安装,若安装一个在一个在1KHz倍频程内,吸声系数为倍频程内,吸声系数为0.08的吸声贴面天的吸声贴面天花板,求该频带在吸声处理前后的混响时间及处理后花板,求该频带在吸声处理前后的混响时间及处理后的吸声减噪量。的吸声减噪量。 1 1、透射系数、透射系数WWt2 2、隔声量:、隔声量:入射声功率级入射声功率级与与透射声功率级透射声功率级之差,之差,也称也称传声
17、损失传声损失。单位。单位dBdB1lg10lg20lg10ttPPIIR一、常用隔声评价量一、常用隔声评价量3 3、插入损失:隔声结构设置前后的声功率级、插入损失:隔声结构设置前后的声功率级的差的差(IL )(IL )。21WWLLIL二、声波透过单层匀质构件的传播二、声波透过单层匀质构件的传播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l单层匀质密实墙典型的隔声频率特性曲线如图单层匀质密实墙典型的隔声频率特性曲线如图 所示。所示。l频率从低端开始,板的隔声受刚度控制,隔声量随频率增加而降频率从低端开始,板的隔声受刚度控制,隔声量随频率增加而降低;随着频率的增加,质量效应增大,在某
18、些频率下,刚度和质低;随着频率的增加,质量效应增大,在某些频率下,刚度和质量效应共同作用而产生共振现象,这时板振动幅度很大,隔声量量效应共同作用而产生共振现象,这时板振动幅度很大,隔声量出现极小值,隔声量大小主要取决于构件的阻尼,称为阻尼控制出现极小值,隔声量大小主要取决于构件的阻尼,称为阻尼控制;当频率继续增高,则质量起主要控制作用,这时隔声量随频率;当频率继续增高,则质量起主要控制作用,这时隔声量随频率增加而增加;而在吻合临界频率增加而增加;而在吻合临界频率 处,隔声量有一个较大的降低,处,隔声量有一个较大的降低,形成一个隔声量低谷,通常称为吻合效应。形成一个隔声量低谷,通常称为吻合效应。
19、 l第第I区区:刚度和阻尼控制区:刚度和阻尼控制区:刚度控制区的频率范围从刚度控制区的频率范围从零直到墙体的第一共振频率为止,此区域内,墙板的零直到墙体的第一共振频率为止,此区域内,墙板的隔声量与墙板刚度和声波频率的比值成正比,墙板的隔声量与墙板刚度和声波频率的比值成正比,墙板的隔声量随着入射声波频率的增加而以每倍频程隔声量随着入射声波频率的增加而以每倍频程6dB的的斜率下降。当入射声波的频率和墙板固有频率相同时斜率下降。当入射声波的频率和墙板固有频率相同时,引起共振,进入板共振区即阻尼控制区,此区隔声,引起共振,进入板共振区即阻尼控制区,此区隔声量最小,随着声波频率的增加,共振现象愈来愈弱,
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