噪声控制技术-隔声课件.ppt
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- 噪声控制 技术 课件
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1、第八章 噪声控制技术隔声 隔声概述一一单层匀质墙的隔声性能 二二多层墙的隔声特性 三三隔声间 四四五五六六隔声罩 隔声屏 (一一)隔声原理隔声原理 (二二)透声系数与隔声量透声系数与隔声量 隔声概述一一n具有隔声能力的屏蔽物称作隔声构件。如隔声墙、隔声屏障、隔声罩、隔声间。n采用适当的隔声措施一般能降低噪声级15dB20dB。图图 隔声基本原理示意图隔声基本原理示意图(一一)隔声原理隔声原理 声波在空气中传播,入射声波在空气中传播,入射到匀质屏蔽物时,部分声到匀质屏蔽物时,部分声能被反射,部分被吸收,能被反射,部分被吸收,还有部分声能可以透过屏还有部分声能可以透过屏蔽物。蔽物。设置适当的屏敝物
2、设置适当的屏敝物可阻止声能透过,降低噪可阻止声能透过,降低噪声的传播。声的传播。(一一)隔声原理隔声原理 (二二)透声系数与隔声量透声系数与隔声量 隔声概述一一n定义:定义:22/=/=/tttW WIIpp透射声强透射声强/入射声强入射声强透射声压透射声压2/入射声压入射声压2(二二)透声系数与隔声量透声系数与隔声量 n定义:定义:n透声系数透声系数值愈小,值愈小,R R 值越大,隔声性能愈好。值越大,隔声性能愈好。nR R 值的大小与与入射声波的频率有关。工程中常用值的大小与与入射声波的频率有关。工程中常用1251254000Hz 64000Hz 6个倍频程或个倍频程或1001003150
3、Hz3150Hz的的1616个个1/31/3倍倍频程的隔声量作算术平均,来表示某一构件的隔声性频程的隔声量作算术平均,来表示某一构件的隔声性能,称作平均隔声量能,称作平均隔声量()()。110lgR10lg20lgttIpRIpR一般隔声构件的透声系数一般隔声构件的透声系数 1,约约为为10-110-5,为计算方便,采用,为计算方便,采用隔声量来表示构件本身的隔声能力。隔声量来表示构件本身的隔声能力。n定义:定义:离声源一定距离某处测得的隔声构件离声源一定距离某处测得的隔声构件设置前、后的声功率级设置前、后的声功率级 和和 之差。之差。n插入损失通常在现场用来评价隔声罩、隔声插入损失通常在现场
4、用来评价隔声罩、隔声屏等构件的隔声效果。屏等构件的隔声效果。12WWILLL2WL1WLIL第八章 噪声控制技术隔声 隔声概述一一多层墙的隔声特性 三三隔声间 四四五五六六隔声罩 隔声屏 单层匀质墙的隔声性能 二二(一一)单层匀质墙隔声的频率特性单层匀质墙隔声的频率特性 (二二)单层匀质墙的隔声量单层匀质墙的隔声量 单层匀质墙的隔声性能 二二图图2-32 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 (一一)单层匀质墙隔声的频率特性单层匀质墙隔声的频率特性 n 隔声墙:隔声墙:板状或墙状的隔声构件。板状或墙状的隔声构件。n 单层隔声墙:单层隔声墙:仅有一层墙板。仅有一层墙板。n 双
5、层或多层隔声墙:双层或多层隔声墙:有两层或多层墙板,层间有空气有两层或多层墙板,层间有空气 或其它材料或其它材料 图图 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 墙板的隔声量随着入射声墙板的隔声量随着入射声波频率的增加而以每倍频波频率的增加而以每倍频程程6dB的斜率下降。的斜率下降。n 声波频率与墙板固有频率相同时,引起声波频率与墙板固有频率相同时,引起共振,隔声量最小。共振,隔声量最小。
6、n 随着声波频率的增加,共振减弱,直至随着声波频率的增加,共振减弱,直至消失,隔声量总趋势上升。消失,隔声量总趋势上升。n 共振区的大小与墙板的面密度、形状、共振区的大小与墙板的面密度、形状、安装方式和阻尼有关。安装方式和阻尼有关。n 隔声构件,共振区越小越好。隔声构件,共振区越小越好。n 阻尼越大,对共振的抑制越强,一般采阻尼越大,对共振的抑制越强,一般采用增加墙板的阻尼来抑制共振现象。用增加墙板的阻尼来抑制共振现象。n 频率大于频率大于fn,共振影响消失共振影响消失,墙板的隔声量受墙板惯性质量影响。墙板的隔声量受墙板惯性质量影响。n 墙板的面密度愈大,即质量愈大,隔声量愈高。墙板的面密度愈
7、大,即质量愈大,隔声量愈高。n 隔声量随入射声波频率的增加,而以斜率为隔声量随入射声波频率的增加,而以斜率为6dB倍频程直线上升。倍频程直线上升。n 随入射声波频率继续升高,隔声量反而随入射声波频率继续升高,隔声量反而下降,曲线上出现低谷,这是吻合效应的下降,曲线上出现低谷,这是吻合效应的缘故。缘故。n 越过低谷后,隔声量以每倍频程越过低谷后,隔声量以每倍频程10dB趋势上升,接近质量控制的隔声量。趋势上升,接近质量控制的隔声量。n 增加板的厚度和阻尼,可使隔声量下降增加板的厚度和阻尼,可使隔声量下降趋势得到减缓。趋势得到减缓。n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
8、振动投射到墙板上,激起构件弯曲振动n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,墙板隔声量明显下降,此现象称为板的另面辐射较强,墙板隔声量明显下降,此现象称为“吻合效吻合效应应”。吻合效应吻合效应图图 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入射角入射角 n定义:产生吻合效应的最低频率,即 时的频率的计算公式或临界吻合频率临界吻合频率cfcfb22ccmfB20.551mccfDE墙板面密度,墙板面密度,kgkgm m2
9、2 墙板的弯曲劲度,墙板的弯曲劲度,N Nm m 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 n由式可知,临界吻合频率受墙板厚度、密度、弹性影响由式可知,临界吻合频率受墙板厚度、密度、弹性影响n墙板越厚,墙板越厚,越低;越低;n轻而弹性模量大的隔板,常常降到听觉敏感的声频范围内,对隔声造成不轻而弹性模量大的隔板,常常降到听觉敏感的声频范围内,对隔声造成不利影响。利影响。cf材料名称材料名称/N Nm m-2-2/m m-3-3/(N Nm m)-1-1铝铝7.157.15101010102.72.710103 30
10、.380.381010-7-7铸铁铸铁8.88.8101010107.87.810103 30.890.891010-7-7钢钢19.619.6101010107.87.810103 30.400.401010-7-7铅铅1.671.671010101011.311.310103 36.776.771010-7-7砖砖2.452.45101010101.81.810103 30.730.731010-7-7混凝土混凝土2.452.45101010102.62.610103 31.061.061010-7-7玻璃玻璃8.58.5101010102.42.410103 30.280.281010-
11、7-7胶合板胶合板0.360.36101010100.50.510103 31.391.391010-7-7EE表表 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。轻质、高模隔声不利轻质、高模隔声不利(一一)单层匀质墙隔声的频率特性单层匀质墙隔声的频率特性 (二二)单层匀质墙的隔声量单层匀质墙的隔声量 单层匀质墙的隔声性能 二二n单层匀质墙的隔声量公式建立条件为:单层匀质墙的隔声量公式建立条件为:n(1)(1)声波垂直入射到墙上;声波垂直入射到墙上;n(2)(2)墙将空间分成两个
12、半无限大空间,且墙的两侧均为通常状况下的空气;墙将空间分成两个半无限大空间,且墙的两侧均为通常状况下的空气;n(3)(3)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;n(4)(4)将墙视为一个质量系统,即不考虑墙的刚性、阻尼;将墙视为一个质量系统,即不考虑墙的刚性、阻尼;n(5)(5)墙上各点以相同的速度振动,墙上各点以相同的速度振动,n则从透声系数的定义及平面声波理论,可以导出单层墙在则从透声系数的定义及平面声波理论,可以导出单层墙在质量控制区的声波垂直入射时的隔声量计算公式质量控制区的声波垂直入射时的隔声量计算公式(二二)单层匀质墙的隔声量单层匀质墙的隔声量 2010l
13、g 1fmRc墙板面密度,墙板面密度,kgkgm m2 2 入射声波频率,入射声波频率,HzHz 空气密度,空气密度,kgkgm m3 3,常温,常温下取下取1.21.2/m3/m3。n式常称为式常称为隔声质量定律隔声质量定律。它表明了单层匀质墙的隔声量与其面密度及入。它表明了单层匀质墙的隔声量与其面密度及入射声波频率的关系。射声波频率的关系。n面密度越大面密度越大,隔声量越好,隔声量越好,m m 或或f f 增加增加1 1倍,隔声量都增加倍,隔声量都增加6dB6dB。20lg20lg42Rmf隔声质量定律隔声质量定律 18lg12lg25Rmfn一般情况下,一般情况下,因此,因此0fmcn实
14、际上,计算的结果与实测存在差异,修正的隔声实际上,计算的结果与实测存在差异,修正的隔声量估算经验式量估算经验式n由式可知,由式可知,n实际上若频率不变,面密度每增加一倍,隔声量约增加实际上若频率不变,面密度每增加一倍,隔声量约增加5.4dB5.4dB;n当面密度不变时,频率每增加一倍,隔声量增加约当面密度不变时,频率每增加一倍,隔声量增加约3.6dB3.6dB。n工程估算单层墙对各频率的平均隔声量的经验公式工程估算单层墙对各频率的平均隔声量的经验公式n按主要的入射声频率按主要的入射声频率1001003200Hz3200Hz范围内对隔声量范围内对隔声量求平均值。求平均值。n计算值计算值和工程和工
15、程实测值实测值良好一致。良好一致。平均隔声量平均隔声量 R13.5lg14Rm2200/mkg m16lg8Rm2200/mkg m R/dB结构名称结构名称面密面密度度倍频程中心频率倍频程中心频率/Hz 125 250 500 1000 2000 4000 测测 计计 定定 算算1/4砖墙,双面粉刷砖墙,双面粉刷11841 41 45 40 46 47 43 421/2砖墙,双面粉刷砖墙,双面粉刷22533 37 38 46 52 53 45 461/2砖墙,双面木筋板条加粉刷砖墙,双面木筋板条加粉刷280 52 47 57 54 50 471砖墙,双面粉刷砖墙,双面粉刷45744 44 4
16、5 53 57 56 49 511砖墙,双面粉刷砖墙,双面粉刷53042 45 49 57 64 62 53 52100mm厚木筋板条墙双面粉刷厚木筋板条墙双面粉刷7017 22 35 44 49 48 35 39150mm厚加气混凝土砌块墙双厚加气混凝土砌块墙双面粉刷面粉刷17528 36 39 46 54 55 43 43表表 一些常用单层隔声墙的隔声量一些常用单层隔声墙的隔声量 第八章 噪声控制技术隔声 隔声概述一一单层匀质墙的隔声性能 二二多层墙的隔声特性 三三隔声间 四四五五六六隔声罩 隔声屏 多层墙的隔声特性 三三(一一)双层隔声墙双层隔声墙(二二)多层复合板隔声多层复合板隔声 (
17、一一)双层隔声墙双层隔声墙 n双层隔声墙:两层墙体间夹一定厚度的空气层。n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,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。(一一)双层隔声墙双
18、层隔声墙 图图 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 双层隔声墙相当于一个由双层隔声墙相当于一个由两层墙体与空气层组成的两层墙体与空气层组成的振动系统。振动系统。当入射声波频率比双层墙共振当入射声波频率比双层墙共振频率低时,双层墙板将作整体频率低时,双层墙板将作整体振动,此时空气层不起作用,振动,此时空气层不起作用,隔声能力与同样重量的单层墙隔声能力与同样重量的单层墙没有区别。没有区别。当入射声波达到共当入射声波达到共振频率时,隔
19、声量振频率时,隔声量出现低谷。出现低谷。超过超过 以后,隔声以后,隔声曲线以每倍频程曲线以每倍频程18dB18dB的斜率急剧上升,充的斜率急剧上升,充分显示出双层墙结构分显示出双层墙结构的优越性的优越性 02f随着频率升高,两墙板随着频率升高,两墙板间会产生一系列驻波共间会产生一系列驻波共振,使隔声特性曲线上振,使隔声特性曲线上升趋势转为平缓,斜率升趋势转为平缓,斜率为为12dB12dB倍频程;倍频程;n进入吻合效应区后,在临进入吻合效应区后,在临界吻合频率界吻合频率 处又出现一处又出现一隔声量低谷;隔声量低谷;n双层墙的双层墙的 与吻合效与吻合效应状况取决于两层墙的临应状况取决于两层墙的临界
20、吻合频率。界吻合频率。cfcf图图 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【结论结论】双层墙隔声性能较双层墙隔声性能较单层墙优越的区域主要在共单层墙优越的区域主要在共振频率振频率 以后,故在设计中以后,故在设计中尽量将尽量将 移往人们不敏感的移往人们不敏感的频率区域。频率区域。0f0f(一一)双层隔声墙双层隔声墙 n 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双层墙的共振频率双层墙的共振频率0f0f00
21、1211()2cfhmm1m2mh、式中,式中,、双层墙两墙的面密度,双层墙两墙的面密度,kgkgm m3 3;空气层的厚度,空气层的厚度,m m。n由式可知,空气层越薄,双层墙的共振频率越高。由式可知,空气层越薄,双层墙的共振频率越高。n工程估算双层墙隔声量的经验公式工程估算双层墙隔声量的经验公式 隔声量的实际估算隔声量的实际估算 1216lg()16lg30RmmfRn平均隔声量估算的经验公式平均隔声量估算的经验公式 1216lg()8RmmR 212200/mmkg m1213.5lg()14RmmR212200/mmkg m()()()()空气层附加隔声量空气层附加隔声量,由图查得,由
22、图查得 n常用双层墙的隔声量见表常用双层墙的隔声量见表图图 双层墙附加隔声量与空气层厚度的关系双层墙附加隔声量与空气层厚度的关系 双层加气混凝土墙双层加气混凝土墙 双层无纸石膏板墙双层无纸石膏板墙双层纸面石膏板墙双层纸面石膏板墙多层墙的隔声特性 三三(一一)双层隔声墙双层隔声墙(二二)多层复合板隔声多层复合板隔声 n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.n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
23、层等组成。成。n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。(二二)多层复合板隔声多层复合板隔声 第八章 噪声控制技术隔声 隔声概述一一单层匀质墙的隔声性能 二二多层墙的隔声特性 三三隔声间 四四五五六六隔声罩 隔声屏 n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。n结构:封闭式与半封闭式两种,一般多用封闭式。n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 四四图图 隔声间隔声间 图图 隔声间隔声间 6
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