第七章吸声和室内声场课件.ppt

1、 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。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；多孔性吸声材料（针对高频噪声控制）多孔性吸声材料（针对高频噪声控制）材料特征材料特征：内部有许

2、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。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。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（

3、如微孔吸声砖）吸声建筑材料（如微孔吸声砖）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穿孔板穿孔板共振吸声结构（共振腔结构）共振吸声结构（共振腔结构）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）IIrEiErEiEiEa11）吸声系数

4、：）吸声系数：a代替代替I当当a0时，无吸声时，无吸声当当a1时，完全吸收，无声能反射时，完全吸收，无声能反射a是频率的函数是频率的函数，为研究问题方便，为研究问题方便，常用中心频率为常用中心频率为125，250，500，1000，2000，4000Hz的吸声系数的的吸声系数的平均值，称为平均吸声系数平均值，称为平均吸声系数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)可推知，吸声量可推知，吸声量A的单位是的单位是m2基于振幅合成基于振幅合成,产生产生驻波驻波时时:riPPPmaxriPPPmin驻波比驻波比 n11nnrppprrPPn11mi

5、nmax波腹：波腹：波节：波节：1)混响室法（第四节中详细讲）混响室法（第四节中详细讲）声强系数与声压系数之间为平方关系，即：声强系数与声压系数之间为平方关系，即：22pirIrPPr由于由于a代替代替I得到：得到：IIr122141nnrp比较两种吸声测量方法比较两种吸声测量方法可知：可知：基于声音传播方向的基于声音传播方向的无规则性无规则性，混，混响室法测得的吸声系数更接近材料的实响室法测得的吸声系数更接近材料的实际应用环境；但测定吸声系数较困难，际应用环境；但测定吸声系数较困难，两种方法测定的吸声系数可以进行换算两种方法测定的吸声系数可以进行换算（书中书中121页，表页，表7-1）。）。

6、一、吸声机理一、吸声机理由于2222222Z111ccZccccrsmsmp 当当Zsm（材料声阻抗率）与（材料声阻抗率）与c相等时，相等时，a1，说明材料将声音完全吸收，但在实际应用中不可说明材料将声音完全吸收，但在实际应用中不可能。能。理想吸声材料理想吸声材料要求其声阻抗率要求其声阻抗率接近于接近于空气的空气的特性阻抗率。特性阻抗率。压缩、膨胀、摩擦、产热压缩、膨胀、摩擦、产热降低声音能量降低声音能量材料的厚度材料的厚度材料的密度材料的密度材料层于刚性面间的空气层材料层于刚性面间的空气层护面层（多应用于多孔疏松材料）护面层（多应用于多孔疏松材料）空间吸声体（室内悬挂吸声体）空间吸声体（室内

7、悬挂吸声体）l多孔材料对高频率声音吸声效果明显，即在高多孔材料对高频率声音吸声效果明显，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随着材料厚度的增加，吸声随着材料厚度的增加，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（最佳吸收频率下的波长）材料厚度（最佳吸收频率下的波长）l当声音频率大于当声音频率大于500Hz500Hz时，吸声系数与厚度无时，吸声系

8、数与厚度无关关。最佳41dl随着材料密度的增大，最大吸收系数随着材料密度的增大，最大吸收系数amax向低频方向移动向低频方向移动.即：材料层与刚性面间的空气层；即：材料层与刚性面间的空气层；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；对于低频率声音来说，对于低频率声音来说，较大，空气层厚较大，空气层厚度也要加大，在工程上度也要加大，在工程上增加空气层厚度增加空气层厚度不不太合适太合适(对于房顶可适当对于房顶可适当增加空气层的厚增加空气层的厚度度)，一般，一般5-10cm。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

9、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，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。1）当圆孔为正方形排列时）当圆孔为正方形排列时2）当孔为等边三角形排列时）当孔为等边三角形排列时dB24BdPdB232BdP3）当孔为平行狭缝时）当孔为平行狭缝时dBBdP 穿孔率计算：穿孔率计算：q即：将吸声体悬挂在室内对声音进行即：将吸声体悬挂在室内对声音进行多多方位方位吸收

10、；吸收；q吸声体投影面积与悬挂平面投影面积吸声体投影面积与悬挂平面投影面积的的比值约等于比值约等于40时，对声音的吸声效率时，对声音的吸声效率最高；最高；q该法该法节省吸声材料节省吸声材料，对工厂、企业的吸，对工厂、企业的吸声降噪比较适用。声降噪比较适用。一、共振吸声结构分类一、共振吸声结构分类薄板或薄膜共振吸声结构薄板或薄膜共振吸声结构单空腔共振吸声体单空腔共振吸声体穿孔薄板共振吸声体穿孔薄板共振吸声体基于空气的体积弹性量为基于空气的体积弹性量为c2 假设空腔厚为假设空腔厚为L L，则弹性系数，则弹性系数根据弹簧振子共振频率根据弹簧振子共振频率代入得到：代入得到：LcK2MKf210MLML

11、cf6002120其中：其中：M：薄板面密度：薄板面密度,Kg/m2L:空腔厚度，空腔厚度，cmf:Hz:空气密度空气密度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：薄膜吸声结构的共振频率通常在薄膜吸声结构的共振频率通常在200-1000Hz范围，最大吸声系数约为范围，最大吸声系数约为0.3-0.4，一般作为一般作为中频中频范围的吸声材料。范围的吸声材料。当薄板固定在刚性面骨架上时，薄板和当薄板固定在刚性面骨架上时，薄板和板后的封闭空气层，也构成振动系统，板后的封闭空气层，也构成振动系统，其共振频率按其共振频率按书中书中P.1287-8公式公式计算，计算，其中其中K与板的弹性、骨架构造、安装情与板的弹性、骨架构造、安装情况有关。况有关。Vtd共振吸收频率：共振吸收频率：tVScf20其中：其中：S：孔面积，：孔面积，m2 V：空腔体积，：空腔体积，m3 t：孔深度，：孔深度，m ：孔口修正量，：孔口修正量，m t+为有效颈长，对于直径为为有效颈长，对于直径为d的圆孔，的圆孔，d/4假设：假设：S：每各孔面积：每各孔面积,m2 A：共振单元薄板面积：共振单元薄板面积,m2 D：空气层厚度，：空气层厚度，m则穿孔率则穿孔率PS/A，每个共振腔体积，每个共振腔体积VAD 其共振频率为其共振频率为Vtd刚性壁面DtDPctADScf220