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文檔簡(jiǎn)介
1、(一)機(jī)電產(chǎn)品噪聲標(biāo)準(zhǔn)(二)工業(yè)企業(yè)噪聲標(biāo)準(zhǔn)(三)區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn) 1. 聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)2. 工業(yè)企業(yè)噪聲衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)3. 室內(nèi)環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn) 二常見(jiàn)機(jī)械產(chǎn)品和家用電器的噪聲標(biāo)準(zhǔn) 名 稱(chēng)噪聲標(biāo)準(zhǔn)/dBA名 稱(chēng)噪聲標(biāo)準(zhǔn)/dBA一般機(jī)床85中低頻家用電冰箱45精密機(jī)床75中頻家用洗衣機(jī)65羅茨鼓風(fēng)機(jī)90中低頻手提式電吹風(fēng)(感應(yīng)式單相交流電動(dòng)機(jī))50發(fā)動(dòng)機(jī)(功率147kW)78中低頻手提式電吹風(fēng)(串激式交直流電動(dòng)機(jī))85發(fā)動(dòng)機(jī)(功率147kW)80中低頻手提式電吹風(fēng)(永磁式直流電動(dòng)機(jī))70(一)機(jī)電產(chǎn)品噪聲標(biāo)準(zhǔn)(二)工業(yè)企業(yè)噪聲標(biāo)準(zhǔn)1990年我國(guó)頒布了工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標(biāo)準(zhǔn)(GB 12348-9
2、0)建筑施工場(chǎng)界噪聲標(biāo)準(zhǔn)(GB 12523-90)鐵路、機(jī)場(chǎng)、道路周?chē)拳h(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)。規(guī)定了工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)、建筑施工和交通運(yùn)輸中產(chǎn)生和排放的噪聲限值,對(duì)相鄰一定范圍內(nèi)的環(huán)境予以保護(hù)。為配合噪聲標(biāo)準(zhǔn),還頒布了工業(yè)企業(yè)廠界噪聲測(cè)量方法(GB/T 12349-90)建筑施工場(chǎng)界噪聲測(cè)量方法(GB 12524-90) (1) 工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標(biāo)準(zhǔn)(GB 12348-90)類(lèi)別晝間/dB夜間/dB5545605065557055規(guī)定四類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍為: 類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)適用于以居住、文教機(jī)關(guān)為主的區(qū)域。 類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)適用于居住、商業(yè)、工業(yè)混雜區(qū)及商業(yè)中心區(qū)。 類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)適用于工業(yè)區(qū)。 類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)適用于交通干線道路兩側(cè)區(qū)域。
3、 (2) 建筑施工場(chǎng)界噪聲標(biāo)準(zhǔn)(GB 12523-90)施工階段主要噪聲源噪聲限值/dB晝間夜間土石方推土機(jī)、挖掘機(jī)、裝載機(jī)7555打樁各種打樁機(jī)85禁止施工結(jié)構(gòu)混凝土攪拌機(jī)、振搗棒、電鋸等7055裝修吊車(chē)、升降機(jī)6555建筑施工場(chǎng)界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)(GB 12523-2011)(三)區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn) 1.城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB 30962008)城市區(qū)域環(huán)境噪聲測(cè)量方法 (GB/T 1462393)規(guī)定了對(duì)城市區(qū)域環(huán)境噪聲進(jìn)行測(cè)量的具體方法。 聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB 30962008) 五類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)的適用區(qū)域?yàn)椋?0類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)適用于療養(yǎng)區(qū)、高級(jí)別墅區(qū)、高級(jí)賓館區(qū)等特別需要安靜的區(qū)域,
4、 位于城郊和鄉(xiāng)村的這一類(lèi)區(qū)域分別按嚴(yán)于0類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)5dB執(zhí)行。 1類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)適用于居住、文教機(jī)關(guān)為主的區(qū)域,鄉(xiāng)村居住環(huán)境可參照?qǐng)?zhí)行該類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)。 2類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)適用于居住、商業(yè)、工業(yè)混雜區(qū)。 3類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)適用于工業(yè)區(qū)。 4a類(lèi)為高速公路、一級(jí)公路、二級(jí)公路、城市快速路、城市主干路、城市次干路、城市軌道交通(地面段)、內(nèi)河航道兩側(cè)區(qū)域。 4b類(lèi)為鐵路干線兩側(cè)區(qū)域。 另外,夜間突發(fā)的噪聲,其最大值不準(zhǔn)超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)值15dBA。(三)區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn) 2. 工業(yè)企業(yè)噪聲衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)企業(yè)噪聲控制設(shè)計(jì)規(guī)范(GBJ 8785)是工業(yè)企業(yè)噪聲控制設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了工業(yè)企業(yè)廠區(qū)內(nèi)各類(lèi)地點(diǎn)的噪聲標(biāo)準(zhǔn);不同噪聲強(qiáng)度下的工作時(shí)間限制值;確定了車(chē)
5、間內(nèi)部的允許噪聲級(jí)。 (三)區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn) 3. 工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(GBZ 1-2002)(三)區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn) 4. 以噪聲污染為主的工業(yè)企業(yè)衛(wèi)生防護(hù)距離標(biāo)準(zhǔn)(GB18083-2000)(三)區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn) 5. 室內(nèi)環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)(1)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)的環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定住宅區(qū)室內(nèi)環(huán)境噪聲的允許聲級(jí)為3445dB,并根據(jù)不同時(shí)間、不同地區(qū)等條件進(jìn)行修正,其修正值該標(biāo)準(zhǔn)亦做了規(guī)定。(2)我國(guó)民用建筑室內(nèi)噪聲標(biāo)準(zhǔn) 我國(guó)民用建筑室內(nèi)允許噪聲級(jí)如表2-10所示。表2-10 我國(guó)民用建筑室內(nèi)允許噪聲級(jí)建筑物類(lèi)型房間功能或要求允許噪聲級(jí)/ dBA特級(jí)一級(jí)二級(jí)三級(jí)醫(yī)院病房、休息室門(mén)診室手術(shù)室
6、測(cè)聽(tīng)室405545254555452550605030住宅臥室、書(shū)房起居室404545505050學(xué)校有特殊安靜要求一般教室無(wú)特殊安靜要求405055旅館客房會(huì)議室多用途大廳辦公室餐廳、宴會(huì)廳354040455040454550554550505560555055 第三節(jié) 小結(jié)第二章更佳噪聲標(biāo)準(zhǔn)(PNC)曲線;噪聲評(píng)價(jià)數(shù)(NR)曲線環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn) 噪聲的評(píng)價(jià)量和評(píng)價(jià)方法 響度、等響曲線和響度級(jí);A聲級(jí)和等效連續(xù)A聲級(jí)晝夜等效聲級(jí);統(tǒng)計(jì)聲級(jí)A聲級(jí)和等效連續(xù)A聲級(jí)下一節(jié)第二章 噪聲污染及其控制第一節(jié) 概述第二節(jié) 聲學(xué)基礎(chǔ)第三節(jié) 噪聲的評(píng)價(jià)和標(biāo)準(zhǔn)第四節(jié) 噪聲控制技術(shù)吸聲第五節(jié) 噪聲控制技術(shù)隔聲第六節(jié)
7、噪聲控制技術(shù)消聲 第七節(jié) 有源噪聲控制簡(jiǎn)介 第二章 噪聲污染及其控制第四節(jié) 噪聲控制技術(shù)吸聲吸聲降噪是控制室內(nèi)噪聲常用的技術(shù)措施。通過(guò)吸聲材料和吸聲結(jié)構(gòu)來(lái)降低噪聲的技 術(shù)稱(chēng)為吸聲。一般情況下,吸聲控制能使室內(nèi)噪聲降低 約35dB(A),使噪聲嚴(yán)重的車(chē)間降噪6 10dB(A)。 第二章 噪聲污染及其控制第四節(jié) 噪聲控制技術(shù)吸聲吸聲材料一室內(nèi)吸聲降噪三 吸聲結(jié)構(gòu)二吸聲材料一 (一) 吸聲系數(shù) (二) 吸聲量 (二) 多孔吸聲材料 吸聲材料:能吸收消耗一定聲能的材料。吸聲系數(shù):材料吸收的聲能( )與入射到材料上的總聲能( )之比,即 (2-107) (一) 吸聲系數(shù) 【討論】: 表示材料吸聲能力的大
8、小, 值在01之間, 值愈大,材料的吸聲性能愈好; 0,聲波完全反射,材料不吸聲; 1,聲能全部被吸收。 吸聲系數(shù)的影響因素 材料的結(jié)構(gòu)使用條件聲波頻率吸聲系數(shù)影響因素25341材料的性質(zhì)聲波入射角度【聲波頻率】同種吸聲材料對(duì)不同頻率的聲波具有不同的吸聲系數(shù)。平均吸聲系數(shù):工程中通常采用125Hz、250 Hz、500Hz、1000Hz、2000Hz、4000Hz六個(gè)頻率的吸聲系數(shù)的算術(shù)平均值表示某種材料的平均吸聲系數(shù)。通常,吸聲材料 在0.2以上,理想吸聲材料 在0.5以上。 【入射吸聲系數(shù)】工程設(shè)計(jì)中常用的吸聲系數(shù)有 混響室法吸聲系數(shù)(無(wú)規(guī)入射吸聲系數(shù)) 駐波管法吸聲系數(shù)(垂直入射吸聲系數(shù)
9、) 應(yīng)用:測(cè)量材料的垂直入射吸聲系數(shù) ,按表2-11,將 換算為無(wú)規(guī)入射吸聲系數(shù) 。0.10.20.30.40.50.60.70.80.90.250.400.500.600.750.850.900.981表2-11 與 的換算關(guān)系在混響室中,使不同頻率的聲波以相等幾率從各個(gè)角度入射到材料表面,測(cè)得的吸聲系數(shù)。測(cè)試較復(fù)雜,對(duì)儀器設(shè)備要求高,且數(shù)值往往偏差較大,但比較接近實(shí)際情況。在吸聲減噪設(shè)計(jì)中采用。 混響室法吸聲系數(shù)(無(wú)規(guī)入射吸聲系數(shù)) 駐波管法簡(jiǎn)便、精確,但與一般實(shí)際聲場(chǎng)不符。用于測(cè)試材料的聲學(xué)性質(zhì)和鑒定。設(shè)計(jì)消聲器。 駐波管法吸聲系數(shù)(垂直入射吸聲系數(shù)) 吸聲材料一 (一) 吸聲系數(shù) (二
10、) 吸聲量 (二) 多孔吸聲材料 定義:吸聲系數(shù)與吸聲面積的乘積 (2-108) 式中: 吸聲量,m2; 某頻率聲波的吸聲系數(shù); 吸聲面積,m2。 (二) 吸聲量(等效吸聲面積) 【注】工程上通常采用吸聲量評(píng)價(jià)吸聲材料的實(shí)際吸聲效果??偽暳浚喝艚M成室內(nèi)各壁面的材料不同,則壁面在某頻率下的總吸聲量為 (2-109) 式中: 第 種材料組成的壁面的吸聲量,m2; 第 種材料組成的壁面的面積,m2; 第 種材料在某頻率下的吸聲系數(shù)。 (二) 吸聲量(等效吸聲面積) 吸聲材料一 (一) 吸聲系數(shù) (二) 吸聲量 (三) 多孔吸聲材料 多孔吸聲材料 多孔吸聲材料是目前應(yīng)用最廣泛的吸聲材料。最初的多孔吸
11、聲材料以麻、棉、棕絲、毛發(fā)、甘蔗渣等天然動(dòng)植物纖維為主;目前則以玻璃棉、礦渣棉等無(wú)機(jī)纖維為主。吸聲材料可以是松散的,也可以加工成棉絮狀或黏結(jié)成氈狀或板狀。 幾種多孔性吸聲材料1 吸聲原理 聲波入射到多孔吸聲材料的表面時(shí),部分聲波被反射,部分聲波透入材料內(nèi)部微孔內(nèi),激發(fā)孔內(nèi)空氣與筋絡(luò)發(fā)生振動(dòng),空氣與筋絡(luò)之間的摩擦阻力使聲能不斷轉(zhuǎn)化為熱能而消耗;空氣與筋絡(luò)之間的熱交換也消耗部分聲能,從而達(dá)到吸聲的目的。 吸聲機(jī)理2.吸聲特性及影響因素 特性:高頻聲吸收效果好,低頻聲吸收效果差。原因:低頻聲波激發(fā)微孔內(nèi)空氣與筋絡(luò)的 相對(duì)運(yùn)動(dòng)少, 摩擦損小, 因而聲能損失少,而高頻聲容易使振動(dòng)加快,從而消耗聲能較多。
12、所以多孔吸收材料常用于高、中頻噪聲的吸收。 吸聲性能的影響因素 厚度吸聲性能 影響因素 25341孔隙率與密度空腔 使用環(huán)境護(hù)面層1 厚度對(duì)吸聲性能的影響 圖2-15 不同厚度的超細(xì)玻璃棉的吸聲系數(shù)理論證明,若吸聲材料層背后為剛性壁面,最佳吸聲頻率出現(xiàn)在材料的厚度等于該頻率聲波波長(zhǎng)的1/4處。使用中,考慮經(jīng)濟(jì)及制作的方便,對(duì)于中、高頻噪聲,一般可采用25cm厚的成形吸聲板;對(duì)低頻吸聲要求較高時(shí),則采用厚度為510cm的吸聲板。同種材料,厚度增加一倍,吸聲最佳頻率向低頻方向近似移動(dòng)一個(gè)倍頻程 由實(shí)驗(yàn)測(cè)試可知:厚度越大,低頻時(shí)吸聲系數(shù)越大;2000Hz,吸聲系數(shù)與材料厚度無(wú)關(guān);增加厚度,可提高低頻
13、聲的吸收效果,對(duì)高頻聲效果不大??紫堵剩翰牧蟽?nèi)部的孔洞體積占材料總體積的百分比。一般多孔吸聲材料的孔隙率50%??紫堵试龃?,密度減小,反之密度增大。一種多孔吸聲材料對(duì)應(yīng)存在一個(gè)最佳吸聲性能的密度范圍。2孔隙率與密度【討論】密度太大或太小都會(huì)影響材料的吸聲性能。若厚度不變,增大多孔吸聲材料密度,可提高低、中頻的吸聲系數(shù),但比增大厚度所引起的變化小,且高頻吸收會(huì)有所下降。 孔隙率:材料中的空氣體積與材料的總體積的比值??涨唬翰牧蠈优c剛性壁之間一定距離的空氣層;吸聲系數(shù)隨腔深D(空氣層)增加而增加;空腔結(jié)構(gòu)節(jié)省材料,比單純?cè)黾硬牧虾穸雀?jīng)濟(jì)。3空腔對(duì)吸聲性能的影響 圖2-16 背后空氣層厚度對(duì)吸聲性
14、能的影響 0.6多孔材料的吸聲系數(shù)隨空氣層厚度的增加而增加,但增加到一定厚度后,效果不再繼續(xù)明顯增加。當(dāng)腔深D近似等于入射聲波的1/4波長(zhǎng)時(shí),吸聲系數(shù)最大。當(dāng)腔深為1/2波長(zhǎng)或其整倍數(shù)時(shí),吸聲系數(shù)最小。一般推薦取腔深為510cm。天花板上的腔深可視實(shí)際需要及空間大小選取較大的距離。3空腔對(duì)吸聲性能的影響 實(shí)際使用中,為便于固定和美觀,往往要對(duì)疏松材質(zhì)的多孔材料作護(hù)面處理。護(hù)面層的要求:良好的透氣性。微穿孔護(hù)面板穿孔率應(yīng)大于20%,否則會(huì)影響高頻吸聲效果。透氣性較好的紡織品對(duì)吸聲特性幾乎沒(méi)有影響。對(duì)成型多孔材料板表面粉飾時(shí),應(yīng)采用水質(zhì)涂料噴涂,不宜用油漆涂刷,以防止涂料封閉孔隙。 4護(hù)面層對(duì)吸聲
15、性能的影響 溫度濕度氣流 5 使用環(huán)境對(duì)吸聲性能的影響 溫度引起聲速、波長(zhǎng)及空氣黏滯性變化,影響材料吸聲性能。溫度升高,吸聲性能向高頻方向移動(dòng);溫度降低則向低頻方向移動(dòng)。 通風(fēng)管道和消聲器內(nèi) 氣流易吹散多孔材料, 吸聲效果下降。飛散的材料會(huì)堵塞管 道,損壞風(fēng)機(jī)葉片。應(yīng)根據(jù)氣流速度大小選擇一層或多層不同的護(hù)面層。空氣濕度引起多孔材料含水率變化。濕度增大,孔隙吸水量增加,堵塞細(xì)孔,吸聲系數(shù)下降,先從高頻開(kāi)始。濕度較大環(huán)境應(yīng)選用耐潮吸聲材料。 第二章 噪聲污染及其控制第四節(jié) 噪聲控制技術(shù)吸聲吸聲材料一室內(nèi)吸聲降噪三 吸聲結(jié)構(gòu)二吸聲處理中常采用吸聲結(jié)構(gòu)。 吸聲結(jié)構(gòu)二 (一)薄板共振吸聲結(jié)構(gòu) (二)穿孔
16、板共振吸聲結(jié)構(gòu) (三)微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu) 吸聲結(jié)構(gòu)機(jī)理:亥姆霍茲共振吸聲原理常用的吸聲結(jié)構(gòu)圖2-17 薄板共振吸聲結(jié)構(gòu)示意圖 (一)薄板共振吸聲結(jié)構(gòu) 空氣層龍骨龍骨3阻尼材料4薄板1剛性壁面機(jī)理:聲波入射引起薄板振動(dòng),薄板振動(dòng)克服自身阻尼和板-框架間的摩擦力,使部分聲能轉(zhuǎn)化為熱能而耗損。當(dāng)入射聲波的頻率與振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率相同時(shí),發(fā)生共振,薄板彎曲變形最大,振動(dòng)最劇烈,聲能消耗最多。結(jié)構(gòu)入射聲波薄金屬板、膠合板、硬質(zhì)纖維板、石膏板等 薄板共振吸聲結(jié)構(gòu)的共振頻率式中: 板的面密度,kgm2, ,其中m為板密 度,kg/m3,t為板厚,m; 板后空氣層厚度,?!居懻摗?增大或 增加,共振頻率下降。
17、通常取薄板厚度36mm,空氣層厚度310mm,共振頻率多在80300Hz之間,故一般用于低頻吸聲。 吸聲頻率范圍窄,吸聲系數(shù)不高,約為0.20.5。(2-110)空氣層龍骨龍骨3阻尼材料4薄板1剛性壁面改善薄板共振吸聲性能的措施:在薄板結(jié)構(gòu)邊緣(板-龍骨交接處)放置能增加結(jié)構(gòu)阻尼的軟材料,如泡沫塑料條、軟橡皮、海綿條、毛氈等,增大吸聲系數(shù)。在空腔中,沿框架四周放置多孔吸聲材料,如礦棉、玻璃棉等。采用組合不同單元或不同腔深的薄板結(jié)構(gòu),或直接采用木絲板、草紙板等可吸收中、高頻聲的板材,拓寬吸聲頻帶。吸聲處理中常采用吸聲結(jié)構(gòu)。吸聲結(jié)構(gòu)機(jī)理:亥姆霍茲共振吸聲原理。常用的吸聲結(jié)構(gòu) 吸聲結(jié)構(gòu)二 (一)薄板
18、共振吸聲結(jié)構(gòu) (二)穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu) (三)微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu) 分類(lèi):按薄板穿孔數(shù)分為單腔共振吸聲結(jié)構(gòu)多孔穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)材料:輕質(zhì)薄合金板、膠合板、塑料板、石膏板等。 (二)穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu) 特征:穿孔薄板與剛性壁面之間留一定深度的空腔所組成的吸聲結(jié)構(gòu)。又稱(chēng)“亥姆霍茲”共振吸聲器或單腔共振吸聲器入射聲波結(jié)構(gòu):1.單腔共振吸聲結(jié)構(gòu)封閉空腔壁上開(kāi)一個(gè)小孔與外部空氣相通;腔體中空氣具有彈性,相當(dāng)于彈簧;孔頸中空氣柱具有一定質(zhì)量,相當(dāng)于質(zhì)量塊。圖2-18 單腔共振吸聲結(jié)構(gòu)示意圖 原理:入射聲波激發(fā)孔頸中空氣柱往復(fù)運(yùn)動(dòng),與頸壁摩擦,部分聲能轉(zhuǎn)化為熱能而耗損,達(dá)到吸聲目的。當(dāng)入射聲波的頻率與共振器的
19、固有頻率相同時(shí),發(fā)生共振,空氣柱運(yùn)動(dòng)加劇,振幅和振速達(dá)最大,阻尼也最大,消耗聲能最多,吸聲性能最好。 單腔共振體的共振頻率 式中 聲波速度,m/s; 小孔截面積,m2; 空腔體積,m3; 小孔有效頸長(zhǎng),m,若小孔為圓形則有 式中 頸的實(shí)際長(zhǎng)度(即板厚度),m; 頸口的直徑,m。空腔內(nèi)壁貼多孔材料時(shí),有(2-121)【討論】單腔共振吸聲結(jié)構(gòu)使用很少,是其他穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。改變孔頸尺寸或空腔體積,可得不同共振頻率的共振器,而與小孔和空腔的形狀無(wú)關(guān)。簡(jiǎn)稱(chēng)穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu):薄板上按一定排列鉆很多小孔或狹縫,將穿孔板固定在框架上,框架安裝在剛性壁上,板后留有一定厚度的空氣層。實(shí)際是由多
20、個(gè)單腔(孔)共振器并聯(lián)而成。圖2-19 穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)小孔或狹縫空氣層剛性壁框架2.多孔穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu) 多孔穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)的共振頻率 式中: 聲波速度,m/s; 小孔截面積,m2; 每一共振單元所分占薄板的面積,m2; 空腔深度,m; 小孔有效頸長(zhǎng),m; 穿孔率, = / 。(2-112)穿孔率正方形排列:三角形排列: 平行狹縫: 以上各式中, 為孔間距, 為孔徑。【討論】穿孔面積越大,吸聲的頻率越高;空腔越深或板越厚,吸聲的頻率越低。工程設(shè)計(jì)中,穿孔率控制為1%10%,最高不超過(guò)20%,否則穿孔板就只起護(hù)面作用,吸聲性能變差。一般板厚213mm,孔徑為210mm,孔間距為1010
21、0mm,板后空氣層厚度為6100mm時(shí),則共振頻率為100400Hz,吸聲系數(shù)為0.20.5。當(dāng)產(chǎn)生共振時(shí),吸聲系數(shù)可達(dá)0.7以上。吸聲帶寬:設(shè)在共振頻率 處的最大吸聲系數(shù)為 ,則在 左右能保持吸聲系數(shù)為 /2的頻帶寬度。穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)的吸聲帶寬較窄,通常僅幾十赫茲到200、300Hz。吸聲系數(shù)0.5的頻帶寬度可按式估算 (2-113) 式中: 共振頻率,Hz; 共振頻率對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng),cm; 空腔深度,m。 【討論】由式(2-113)知,多孔穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)的吸聲帶寬和腔深有很大關(guān)系,而腔深又影響共振頻率的大小,故需合理選擇腔深。 改善多孔穿孔板共振吸聲性能的措施: 為增大吸聲系數(shù)與提高吸聲帶
22、寬,可采取的辦法:組合幾種不同尺寸的共振吸聲結(jié)構(gòu),分別吸收一小 段頻帶,使總的吸聲頻帶變寬;在穿孔板后面的空腔中填放一層多孔吸聲材料,材 料距板的距離視空腔深度而定;穿孔板孔徑取偏小值,以提高孔內(nèi)阻尼;采用不同穿孔率、不同腔深的多層穿孔板結(jié)構(gòu),以 改善頻譜特性;在穿孔板后蒙一薄層玻璃絲布等透聲紡織品,以增 加孔頸摩擦。 吸聲處理中常采用吸聲結(jié)構(gòu)。吸聲結(jié)構(gòu)機(jī)理:亥姆霍茲共振吸聲原理。介紹常用的吸聲結(jié)構(gòu) 吸聲結(jié)構(gòu)二 (一)薄板共振吸聲結(jié)構(gòu) (二)穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu) (三)微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)特征:厚度小于1mm的金屬薄板上穿孔,孔徑小于1mm、穿孔率1%5%,安裝方法同薄板共振吸聲結(jié)構(gòu),后部留有
23、一定厚度的空氣層,起到共振薄板的作用??諝鈱觾?nèi)不填任何吸聲材料。常用的是單層或雙層微穿孔板。 (三)微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu) 薄板常用鋁板或鋼板制作,因板特別薄、孔特別小,為與一般穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)相區(qū)別,故稱(chēng)為微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)。 圖2-20 單層、雙層微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)示意圖 20世紀(jì)60年代我國(guó)著名聲學(xué)專(zhuān)家馬大猷教授研制。優(yōu)點(diǎn):克服了穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)吸聲頻帶較窄的缺點(diǎn)。吸聲系數(shù)大;吸聲頻帶寬;成本低、構(gòu)造簡(jiǎn)單;設(shè)計(jì)計(jì)算理論成熟。耐高溫、耐腐蝕,不怕潮濕和沖擊,甚至可承受短暫的火焰,適用環(huán)境廣泛,包括一般高速氣流管道中。缺點(diǎn):孔徑太小,易堵塞,宜用于清潔場(chǎng)所。 討 論1設(shè)計(jì)要求:利用空腔深度控制共振
24、頻率,腔愈深,共振頻率愈低。 吸聲系數(shù)可達(dá)0.9以上;吸聲頻帶寬可達(dá)45個(gè)倍頻程以上。采用雙層與多層微孔板、或減小微穿孔板孔徑,或提高穿孔率可增大吸聲系數(shù),展寬吸聲帶寬,孔徑多選0.51.0mm,穿孔率多以1%3%為好。雙層微穿孔板的間距:吸收低頻聲波,距離要大些,一般控制在2030mm范圍內(nèi);吸收中、高頻聲波,距離可減小到10mm甚至更小。討 論2SJ-TV型微穿孔板消聲器結(jié)構(gòu)示意圖特殊吸聲結(jié)構(gòu)空間吸聲體吸聲尖劈空間吸聲體特點(diǎn):懸空懸掛,吸聲性能好,節(jié)約吸聲材料;便于安裝,裝拆靈活。吸聲尖劈吸聲尖劈第二章 噪聲污染及其控制第四節(jié) 噪聲控制技術(shù)吸聲吸聲材料一室內(nèi)吸聲降噪三 吸聲結(jié)構(gòu)二室內(nèi)吸聲降
25、噪三 (一)室內(nèi)聲場(chǎng) (二)室內(nèi)聲壓級(jí) (三)吸聲降噪量的計(jì)算 室內(nèi)聲場(chǎng)按聲場(chǎng)性質(zhì)分為:直達(dá)聲場(chǎng):由聲源直接到達(dá)聽(tīng)者,是自由聲場(chǎng);混響聲場(chǎng):經(jīng)過(guò)壁面一次或多次反射。擴(kuò)散聲場(chǎng):聲能密度處處相等,聲波在任一受聲點(diǎn)上各個(gè)傳播方向做無(wú)規(guī)分布的聲場(chǎng)。是一種理想聲場(chǎng),為簡(jiǎn)化討論,以下的基本概念和公式都建立在室內(nèi)擴(kuò)散聲場(chǎng)的基礎(chǔ)上。 (一)室內(nèi)聲場(chǎng) 1.室內(nèi)聲場(chǎng)的衰減 2.混響時(shí)間 1.室內(nèi)聲場(chǎng)的衰減平均自由程單位時(shí)間內(nèi),室內(nèi)聲波經(jīng)相鄰兩次反射間的路程的平均值 (2-115)式中: 平均自由程,m; 房間容積,m3; 室內(nèi)總表面積,m2聲音在空氣中的聲速為c,則聲波每秒平均反射次數(shù)n=c/d,即 (2-116
26、) 平均吸聲系數(shù) 設(shè)室內(nèi)各反射面面積分別為 S1、S2、 Sn, 吸聲系數(shù)為1、2、n ,則室內(nèi)表面的平均吸聲系數(shù) 為 (2-114) 室內(nèi)聲場(chǎng)經(jīng)12s即接近穩(wěn)態(tài)(圖2-21左側(cè)曲線) 若聲源停止,聲音消失需要一個(gè)過(guò)程:首先直達(dá)聲消失,混響聲逐漸減弱,直到完全消失(圖2-21右側(cè)曲線)。 圖2-21 室內(nèi)吸收不同對(duì)聲音衰減的影響增長(zhǎng)穩(wěn)態(tài)衰減(混響過(guò)程)a-吸聲差b-吸聲中等c-吸聲好假設(shè)只考慮室內(nèi)壁面與空氣的吸收,則經(jīng)t秒后,室內(nèi)聲能密度 為 式中: 初始聲能密度,(ws)m3 ; 吸聲系數(shù); 房間容積,m3; 室內(nèi)總表面積,m2; 聲速,s/m; 經(jīng)過(guò)時(shí)間,s; 聲波經(jīng)t時(shí)間傳播的距離,m;
27、 空氣衰減系數(shù),m-1; ; 為聲波在空氣中每傳播100m衰減的分貝數(shù)。(2-119)定義:室內(nèi)聲場(chǎng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)后,聲源立即停止發(fā)聲,室內(nèi)聲能密度衰減到原來(lái)的百萬(wàn)分之一,即聲壓級(jí)衰減60dB所需要的時(shí)間,記作 ,單位秒(s)。 計(jì)算公式賽賓(W.C.Sabine)公式意義:表示由于室內(nèi)混響現(xiàn)象,室內(nèi)聲場(chǎng)的聲能在聲源停止發(fā)聲后衰減的快慢。 (2-131) 2.混響時(shí)間房間 一定,吸聲量 , 愈大, 愈小。通過(guò)調(diào)整各頻率的平均吸聲系數(shù),獲得各主要頻率的最佳 ,使室內(nèi)音質(zhì)達(dá)到良好。【討論】室內(nèi)吸聲降噪三 (一)室內(nèi)聲場(chǎng) (二)室內(nèi)聲壓級(jí) (三)吸聲降噪量計(jì)算 (二)室內(nèi)聲壓級(jí) 1.直達(dá)聲場(chǎng)在室內(nèi),當(dāng)聲源
28、的聲功率恒定時(shí),單位時(shí)間內(nèi)在 某接收點(diǎn)處獲得的直達(dá)聲能是恒定的。一個(gè)各向發(fā)射均勻的點(diǎn)聲源,聲強(qiáng)I=W/4r2, 聲能密度與聲強(qiáng)的關(guān)系為 所以對(duì)于指向性因數(shù)為 的聲源,在距聲源中心 r處的直達(dá)聲聲能密度為 (2-122) (二)室內(nèi)聲壓級(jí) 2.混響聲場(chǎng)聲源輻射的聲能經(jīng)第一次吸收后,剩者為混響聲,單位時(shí)間內(nèi)聲源向 室內(nèi)提供的混響聲能為 。因聲功率恒定,故混響聲能也恒定。壁面吸聲僅吸收混響聲,設(shè)室內(nèi)聲場(chǎng)達(dá)穩(wěn)態(tài)時(shí),平均混響聲能密度為 ,聲波每碰撞壁面一次,吸收的混響聲能則為 ,每秒鐘內(nèi)碰 撞n次,吸收的則為 。因室內(nèi)聲場(chǎng)達(dá)穩(wěn)態(tài)時(shí),每秒鐘由聲源 提供的混響聲能等于被吸收的混響聲能,所以 即 令 平均聲能
29、密度(2-124) 房間常數(shù),m2。室內(nèi)吸聲狀況愈好,值愈大。 (二)室內(nèi)聲壓級(jí) 3.室內(nèi)總聲場(chǎng)室內(nèi)某點(diǎn)的聲壓級(jí)為 (2-128) 指向性因數(shù)取決于聲源的指向性和在室內(nèi)的位置 Q=1,點(diǎn)聲源放置在房間中心; Q=2,聲源放在地面或墻面中間; Q=4,聲源放在兩墻面或墻面與地面的交線上; Q=8,在三面墻的交點(diǎn)上。 (二)室內(nèi)聲壓級(jí) 3.室內(nèi)總聲場(chǎng)室內(nèi)某點(diǎn)的聲壓級(jí)為 (2-128) 【討論】括號(hào)內(nèi)第一項(xiàng)來(lái)自直達(dá)聲。表達(dá)了直達(dá)聲場(chǎng)對(duì)該點(diǎn)聲壓級(jí)的影響,r愈大, 該項(xiàng)值愈小,即距聲源愈遠(yuǎn),直達(dá)聲愈??;第二項(xiàng)來(lái)自混響聲。當(dāng)r較小,即接受點(diǎn)離聲源很近時(shí), ,室內(nèi)聲 場(chǎng)以直達(dá)聲為主,混響聲可忽略;反之,則以
30、混響聲為主,直達(dá)聲忽略不計(jì),此時(shí)聲壓 與r無(wú)關(guān)。當(dāng) 時(shí),直達(dá)聲與混響聲聲能密度相等,r稱(chēng)為臨界半徑(Q=1時(shí)的臨界半徑又稱(chēng)為混響半徑),記為 。 (二)室內(nèi)聲壓級(jí) 3.室內(nèi)總聲場(chǎng)臨界半徑為 (2-129) 臨界半徑與房間常數(shù)和聲源指向性因數(shù)有關(guān)。房間內(nèi)吸聲狀況愈好,聲源指向性愈強(qiáng),臨界半徑則愈大,在聲源周?chē)^大范圍內(nèi)可近似地視為自由聲場(chǎng);反之房間內(nèi)大部分范圍可視為混響聲場(chǎng)?!居懻摗?將式中各參量繪制成圖,可以簡(jiǎn)便地確定出室內(nèi)距聲源r處的某點(diǎn)穩(wěn)態(tài)聲壓級(jí) Lp。圖2-22 室內(nèi)聲壓級(jí)計(jì)算圖AB-11【例2-6】設(shè)在室內(nèi)地面中心處有一聲源,已知500Hz的聲功率級(jí)為90dB,同頻帶下的房間常數(shù)為50
31、m2,求距聲源10m處之聲壓級(jí)Lp。 解: (1)由聲源位置可得其室內(nèi)指向性因數(shù)Q=2。 (2)由圖2-22下部Q2與r10m兩線的交點(diǎn)A作垂線(虛線) ,與 50m2的曲線交于B點(diǎn),由B向左方作水平線與縱軸相交,從而確定相對(duì)聲壓級(jí) ,即 -11dB。 (3)計(jì)算距聲源10m處之聲壓級(jí)為 室內(nèi)吸聲降噪三 (一)室內(nèi)聲場(chǎng) (二)室內(nèi)聲壓級(jí) (三)吸聲降噪量的計(jì)算 設(shè)吸聲降噪前后室內(nèi)平均吸聲系數(shù)分別為 和 ;吸聲量分別為 和 ;混響時(shí)間分別為 和 ,則吸聲降噪效果為 或(2-133) (三)吸聲降噪量計(jì)算 混響時(shí)間可測(cè),式(2-133)計(jì)算吸聲降噪量,免除了計(jì)算吸聲系數(shù)的麻煩和不準(zhǔn)確 (2-132
32、) (2-142) 越大,噪聲級(jí)降低越多; 但大到一定程度時(shí),不再 變化,因此應(yīng)取適當(dāng)值【例2-7】尺寸為14m10m3m,體積為420m3,面積為424m2的控制室內(nèi)有一臺(tái)空調(diào),安裝在10m3m墻壁的中心部位,試通過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算使距噪聲源7m處符合NR-50曲線。次序項(xiàng)目倍頻程中心頻率/Hz說(shuō)明125250500100020004000距噪聲源7m處倍頻程聲壓級(jí)/dB606263595754測(cè)量噪聲容許值/dB( NR-50)(圖2-14)675854504745設(shè)計(jì)目標(biāo)值需要減噪量Lp 0499109-處理前房間混響時(shí)間/s2.62.42.01.81.61.2測(cè)量處理前平均吸聲系數(shù) 0.060
33、.070.080.090.10.13由式(2-121)計(jì)算所需平均吸聲系數(shù) 0.060.160.410.470.530.54由式(2-132)計(jì)算解:設(shè)計(jì)計(jì)算步驟見(jiàn)表2-12表2-12 設(shè)計(jì)計(jì)算步驟計(jì)算步驟說(shuō)明如下: 記錄控制室尺寸、體積、總表面積、噪聲源的種類(lèi)和位置等; 在表的第一行記錄噪聲的倍頻程聲壓級(jí)測(cè)量值; 在表的第二行記錄NR-50的各個(gè)倍頻程聲壓級(jí); 對(duì)各個(gè)倍頻程聲壓級(jí)由第一行減去第二行,出現(xiàn)負(fù)值時(shí)記0; 混響時(shí)間的測(cè)量值記錄在第四行,并由式(2-121) 計(jì)算出平均吸聲系數(shù) ,并記錄在第五行; 用式(2-132)計(jì)算出 ,記錄在第六行; 參考各種材料的吸聲系數(shù),使平均吸聲系數(shù)達(dá)到
34、第六行所列的 以上,然后選材確定控制室各部分的裝修。 【例2-8】某廠沖床車(chē)間為鋼筋混凝土磚混結(jié)構(gòu),槽形混凝土板平頂,混凝土地面,墻面為水泥石灰粉刷磚墻。車(chē)間內(nèi)配置有860t沖床40臺(tái),80t和160t沖床各1臺(tái)。在車(chē)間內(nèi)中央一點(diǎn)測(cè)定的噪聲頻率特性如圖2-23中曲線A所示,噪聲頻帶較寬廣,車(chē)間內(nèi)總聲壓級(jí)達(dá)到95dB,干擾嚴(yán)重,試設(shè)計(jì)降噪方案。 圖2-23 沖床車(chē)間噪聲頻譜特性 【分析】:沖床噪聲是斷續(xù)脈沖聲,車(chē)間內(nèi)沖床臺(tái)數(shù)較多,操作人員相互受其他沖床的干擾,采用吸聲處理降低混響聲,可大大減少人員每天的噪聲暴露強(qiáng)度。(1)由圖2-23可知,200Hz 以上的頻帶噪聲超過(guò)允許標(biāo)準(zhǔn)NR-85曲線,其
35、中以250Hz、500Hz、1000Hz最為嚴(yán)重,因此,這些頻帶的噪聲為吸聲處理的重點(diǎn),并取吸聲峰值在500Hz附近。(2)經(jīng)測(cè)量,穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)的吸聲峰值位于500Hz附近,與設(shè)計(jì)要求基本相符。(3)采用穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu),吸聲材料布置方式和結(jié)構(gòu)如圖2-24所示 解:圖2-24 吸聲材料的布置和結(jié)構(gòu) 護(hù)面層為孔徑6mm、孔距6mm、穿孔率11%的穿孔硬質(zhì)纖維板,內(nèi)填厚50mm的超細(xì)玻璃棉,外包棉花紙,容積密度為20/m3,空腔厚度為0.5m。穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)懸掛在平頂下,面積約為510m2,周?chē)鷤?cè)墻采用軟質(zhì)纖維板(半穿孔)吸聲材料,面積約為170m2。(4)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定吸聲處理前、后車(chē)間總
36、吸聲量 、 ,按式(2-132)計(jì)算,得各頻率噪聲降低量如表2-13所示??傇肼暯档土繛?dB,降噪效果明顯。【分析】:對(duì)于高聲級(jí)車(chē)間,吸聲減噪只是控制噪聲的手段之一,對(duì)操作人員近旁的噪聲還應(yīng)采用其他措施,如改革沖擊結(jié)構(gòu)、應(yīng)用圍蔽結(jié)構(gòu)或個(gè)人防護(hù)等,才能達(dá)到噪聲標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定允許的要求 頻率/Hz250500100020004000噪聲降低量/dB35.75432總噪聲降低量為5dB,降噪效果明顯。表2-13 各頻率噪聲降低量 第四節(jié) 小結(jié)吸聲結(jié)構(gòu):薄板共振吸聲結(jié)構(gòu)、穿孔板共振吸聲結(jié) 構(gòu)(單腔共振吸聲結(jié)構(gòu)、多孔穿孔板共 振吸聲結(jié)構(gòu))、微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)室內(nèi)吸聲降噪:室內(nèi)聲場(chǎng)、室內(nèi)聲壓級(jí)(直達(dá)聲場(chǎng)、 混響
37、聲場(chǎng)、室內(nèi)總聲場(chǎng) 第二章吸聲降噪量的計(jì)算吸聲材料:吸聲系數(shù)、吸聲量、多孔吸聲材料 (吸聲原理、吸聲特性及影響因素)下一節(jié)第二章 噪聲污染及其控制第一節(jié) 概述第二節(jié) 聲學(xué)基礎(chǔ)第三節(jié) 噪聲的評(píng)價(jià)和標(biāo)準(zhǔn)第四節(jié) 噪聲控制技術(shù)吸聲第五節(jié) 噪聲控制技術(shù)隔聲第六節(jié) 噪聲控制技術(shù)消聲 第七節(jié) 有源噪聲控制簡(jiǎn)介 第二章 噪聲污染及其控制第五節(jié) 噪聲控制技術(shù)隔聲 隔聲概述一單層勻質(zhì)墻的隔聲性能 二多層墻的隔聲特性 三隔聲間 四五六隔聲罩 隔聲屏 (一)隔聲原理 (二)透聲系數(shù)與隔聲量 隔聲概述一 1.透聲系數(shù) 2.隔聲量 3.插入損失 具有隔聲能力的屏蔽物稱(chēng)為隔聲構(gòu)件。如隔聲墻、隔聲屏障、隔聲罩、隔聲間。采用適當(dāng)
38、的隔聲措施一般能降低噪聲級(jí)1520dB。圖2-25 隔聲基本原理示意圖 (一)隔聲原理 聲波在空氣中傳播,入射到勻質(zhì)屏蔽物時(shí),部分聲能被反射,部分被吸收,還有部分聲能可以透過(guò)屏蔽物。設(shè)置適當(dāng)?shù)钠帘治锟勺柚孤暷芡高^(guò),降低噪聲的傳播。 (一)隔聲原理 (二)透聲系數(shù)與隔聲量 隔聲概述一 1.透聲系數(shù) 2.隔聲量 3.插入損失 定義:透射聲功率(Wt)與入射聲功率(W)的比值,即 或意義:表示隔聲構(gòu)件本身透聲能力的大小。透聲系數(shù)又稱(chēng)為傳聲系數(shù)或透射系數(shù)。通常所指的是無(wú)規(guī)則入射時(shí)各入射角度透聲系數(shù)的平均值。 透射聲強(qiáng)/入射聲強(qiáng)透射聲壓2/入射聲壓2 (二)透聲系數(shù)與隔聲量 1.透聲系數(shù) (2-134)
39、定義:等于透聲系數(shù)的倒數(shù)取以10為底的對(duì)數(shù)的10倍,即 或透聲系數(shù) 值愈小, R 值越大,隔聲性能愈好。R 值的大小與與入射聲波的頻率有關(guān)。工程中常用1254000Hz 6個(gè)倍頻程或1003150Hz的16個(gè)1/3倍頻程的隔聲量作算術(shù)平均,來(lái)表示某一構(gòu)件的隔聲性能,稱(chēng)作平均隔聲量( )。 2.隔聲量(R) (2-135a) (2-135b) 一般隔聲構(gòu)件的透聲系數(shù) 1,約為10-510-1,為計(jì)算方便,采用隔聲量來(lái)表示構(gòu)件本身的隔聲能力。定義:離聲源一定距離某處測(cè)得的隔聲構(gòu)件設(shè)置前、后的聲功率級(jí) 和 之差。 插入損失通常在現(xiàn)場(chǎng)用來(lái)評(píng)價(jià)隔聲罩、隔聲屏等構(gòu)件的隔聲效果。(2-136) 3.插入損失
40、( )第二章 噪聲污染及其控制第五節(jié) 噪聲控制技術(shù)隔聲 隔聲概述一多層墻的隔聲特性 三隔聲間 四五六隔聲罩 隔聲屏 單層勻質(zhì)墻的隔聲性能 二 (一)單層勻質(zhì)墻隔聲的頻率特性 (二)單層勻質(zhì)墻的隔聲量 單層勻質(zhì)墻的隔聲性能 二圖2-32 單層勻質(zhì)墻的隔聲頻率特性曲線 (一)單層勻質(zhì)墻隔聲的頻率特性 隔聲墻:板狀或墻狀的隔聲構(gòu)件。 單層隔聲墻:僅有一層墻板。 雙層或多層隔聲墻:有兩層或多層墻板,層間有空氣或其它材料 圖2-26 單層勻質(zhì)墻的隔聲頻率特性曲線 剛度控制 單層勻質(zhì)墻的隔聲量與入射聲波的頻率關(guān)系很大 剛度和阻尼控制區(qū) 質(zhì)量控制區(qū) 吻合效應(yīng)區(qū) 第一共振頻率 臨界吻合頻率 墻板的隔聲量隨著入
41、射聲波頻率的增加而以每倍頻程6dB的斜率下降。 聲波頻率與墻板固有頻率相同時(shí),引起共振,隔聲量最小。 隨著聲波頻率的增加,共振減弱,直至消失,隔聲量總趨勢(shì)上升。 共振區(qū)的大小與墻板的面密度、形狀、安裝方式和阻尼有關(guān)。 隔聲構(gòu)件,共振區(qū)越小越好。 阻尼越大,對(duì)共振的抑制越強(qiáng),一般采用增加墻板的阻尼來(lái)抑制共振現(xiàn)象。 頻率大于fn,共振影響消失,墻板的隔聲量受墻板慣性質(zhì)量影響。 墻板的面密度愈大,即質(zhì)量愈大,隔聲量愈高。 隔聲量隨入射聲波頻率的增加,而以斜率為6dB倍頻程直線上升。 隨入射聲波頻率繼續(xù)升高,隔聲量反而下降,曲線上出現(xiàn)低谷,這是吻合效應(yīng)的緣故。 越過(guò)低谷后,隔聲量以每倍頻程10dB趨勢(shì)
42、上升,接近質(zhì)量控制的隔聲量。 增加板的厚度和阻尼,可使隔聲量下降趨勢(shì)得到減緩。一定頻率的聲波以入射角投射到墻板上,激起構(gòu)件彎曲振動(dòng)若入射聲波的波長(zhǎng)在墻板上的投影正好與墻板的固有彎曲波波長(zhǎng)b相等時(shí),墻板彎曲波振動(dòng)的振幅便達(dá)到最大,聲波向墻板的另面輻射較強(qiáng),墻板隔聲量明顯下降,此現(xiàn)象稱(chēng)為“吻合效應(yīng)” 。 吻合效應(yīng)圖2-27 吻合的成立條件吻合效應(yīng)的條件(2-137) 定義:產(chǎn)生吻合效應(yīng)的最低頻率,即 時(shí)的頻率 的計(jì)算公式 或臨界吻合頻率(2-138) 墻板面密度,kgm2 墻板的彎曲勁度,Nm 墻板密度,kgm3墻板的彈性模量,N/m2 墻板的厚度,m 由式(2-138)可知,臨界吻合頻率受墻板厚
43、度、密度、彈性等因素影響墻板越厚, 越低;輕而彈性模量大的隔板, 常常降到聽(tīng)覺(jué)敏感的聲頻范圍內(nèi),對(duì)隔聲造成不利影響。材料名稱(chēng)/Nm-2) /(m-3) /(Nm)-1鋁7.1510102.71030.3810-7鑄鐵8.810107.81030.8910-7鋼19.610107.81030.4010-7鉛1.67101011.31036.7710-7磚2.4510101.81030.7310-7混凝土2.4510102.61031.0610-7玻璃8.510102.41030.2810-7膠合板0.3610100.51031.3910-7表2-14 幾種常用材料的密度和彈性模量 幾種常用材料計(jì)
44、算臨界吻合頻率的參數(shù),可用于設(shè)計(jì)計(jì)算。 輕質(zhì)、高模隔聲不利 (一)單層勻質(zhì)墻隔聲的頻率特性 (二)單層勻質(zhì)墻的隔聲量 單層勻質(zhì)墻的隔聲性能 二單層勻質(zhì)墻的隔聲量公式建立條件為:(1)聲波垂直入射到墻上;(2)墻將空間分成兩個(gè)半無(wú)限大空間,且墻的兩側(cè)均為通常狀況下的空氣;(3)墻為無(wú)限大,即不考慮邊界的影響;(4)將墻視為一個(gè)質(zhì)量系統(tǒng),即不考慮墻的剛度、阻尼;(5)墻上各點(diǎn)以相同的速度振動(dòng),則從透聲系數(shù)的定義及平面聲波理論,可以導(dǎo)出單層墻在質(zhì)量控制區(qū)的聲波垂直入射時(shí)的隔聲量計(jì)算公式 (二)單層勻質(zhì)墻的隔聲量 (2-139) 墻板面密度,kgm2 入射聲波頻率,Hz 空氣密度,kgm3,常溫下取1
45、.2/m3。 式(2-140) 常稱(chēng)為隔聲質(zhì)量定律。它表明了單層勻質(zhì)墻的隔聲量與其面密度及入射聲波頻率的關(guān)系。 面密度越大,隔聲量越好,m 或f 增加一倍,隔聲量都增加6dB。(2-140) 隔聲質(zhì)量定律 (2-141) 一般情況下, ,因此 實(shí)際上,計(jì)算的結(jié)果與實(shí)測(cè)存在差異,修正的隔聲量估算經(jīng)驗(yàn)式由式(2-141)可知,實(shí)際上若頻率不變,面密度每增加一倍,隔聲量約增加5.4dB;當(dāng)面密度不變時(shí),頻率每增加一倍,隔聲量增加約3.6dB。 工程估算單層墻對(duì)各頻率的平均隔聲量的經(jīng)驗(yàn)公式 按主要的入射聲頻率1003200Hz范圍內(nèi)對(duì)隔聲量求平均值。式(2-142)計(jì)算值和工程實(shí)測(cè)值一致性良好(表2-
46、15 )。(2-142a) 平均隔聲量 (2-142b) 結(jié)構(gòu)名稱(chēng)面密度/(kg.m-2)倍頻程中心頻率/Hz 125 250 500 1000 2000 4000 測(cè) 計(jì) 定 算1/4磚墻,雙面粉刷11841 41 45 40 46 47 43 421/2磚墻,雙面粉刷22533 37 38 46 52 53 45 461/2磚墻,雙面木筋板條加粉刷280 52 47 57 54 50 471磚墻,雙面粉刷45744 44 45 53 57 56 49 511磚墻,雙面粉刷53042 45 49 57 64 62 53 52100mm厚木筋板條墻雙面粉刷7017 22 35 44 49 48
47、 35 39150mm厚加氣混凝土砌塊墻雙面粉刷17528 36 39 46 54 55 43 43表2-15 一些常用單層隔聲墻的隔聲量 第二章 噪聲污染及其控制第五節(jié) 噪聲控制技術(shù)隔聲 隔聲概述一單層勻質(zhì)墻的隔聲性能 二多層墻的隔聲特性 三隔聲間 四五六隔聲罩 隔聲屏 多層墻的隔聲特性 三 (一)雙層隔聲墻 (二)多層復(fù)合板隔聲 (一)雙層隔聲墻 1.雙層隔聲墻的隔聲原理 2.雙層墻的隔聲特性曲線 3.雙層墻的共振頻率及其隔聲量的實(shí)際估算 雙層隔聲墻:兩層墻體間夾一定厚度的空氣層。隔聲原理:空氣與墻板特性阻抗不同,當(dāng)聲波透過(guò)第一墻時(shí),聲波經(jīng)空氣與墻板兩次反射衰減,且空氣層的彈性和附加吸收作
48、用增強(qiáng)聲能衰減;聲波傳至第二墻,再經(jīng)兩次反射,透射聲能再次衰減,總透射損失更大。 1.雙層隔聲墻的隔聲原理 增加墻的厚度或面密度,可增加隔聲量,但不經(jīng)濟(jì),隔聲效果也不理想。若將墻一分為二,中間夾一定厚度的空氣層,墻的總質(zhì)量不變,但隔聲效果比單層實(shí)心結(jié)構(gòu)好得多,經(jīng)濟(jì)。 (一)雙層隔聲墻 1.雙層隔聲墻的隔聲原理 2.雙層墻的隔聲特性曲線 3.雙層墻的共振頻率及其隔聲量的實(shí)際估算 圖2-28 雙層墻隔聲特性 2.雙層墻的隔聲特性曲線 c滿鋪吸聲材料 b有少量吸聲材料 d雙層墻隔聲量 a無(wú)吸聲材料e單層墻隔聲量 共振頻率 吻合頻率 雙層隔聲墻相當(dāng)于一個(gè)由兩層墻體與空氣層組成的振動(dòng)系統(tǒng)。 當(dāng)入射聲波頻
49、率比雙層墻共振頻率低時(shí),雙層墻板將作整體振動(dòng),此時(shí)空氣層不起作用,隔聲能力與同樣重量的單層墻沒(méi)有區(qū)別。 當(dāng)入射聲波達(dá)到共振頻率時(shí),隔聲量出現(xiàn)低谷。 超過(guò) 以后,隔聲曲線以每倍頻程18dB的斜率急劇上升,充分顯示出雙層墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性 隨著頻率升高,兩墻板間會(huì)產(chǎn)生一系列駐波共振,使隔聲特性曲線上升趨勢(shì)轉(zhuǎn)為平緩,斜率為12dB倍頻程; 進(jìn)入吻合效應(yīng)區(qū)后,在臨界吻合頻率 處又出現(xiàn)一隔聲量低谷;雙層墻的 與吻合效應(yīng)狀況取決于兩層墻的臨界吻合頻率。 圖2-28 雙層墻隔聲特性 2.雙層墻的隔聲特性曲線 c滿鋪吸聲材料 b有少量吸聲材料 d雙層墻隔聲量 a無(wú)吸聲材料e單層墻隔聲量 共振頻率 吻合頻率 【結(jié)論
50、】雙層墻隔聲性能較單層墻優(yōu)越的區(qū)域主要在共振頻率 以后,故在設(shè)計(jì)中盡量將 移往人們不敏感的頻率區(qū)域。 (一)雙層隔聲墻 1.雙層隔聲墻的隔聲原理 2.雙層墻的隔聲特性曲線 3.雙層墻的共振頻率及其隔聲量的實(shí)際估算 是指入射聲波法向入射時(shí)的墻板共振頻率 (2-143) 3.雙層墻的共振頻率及其隔聲量的實(shí)際估算 雙層墻的共振頻率、 式中: 、 雙層墻板兩板的面密度,kgm2; 空氣層的厚度,m。由式(2-143)可知,空氣層越薄,雙層墻的共振頻率越高。 工程估算雙層墻隔聲量的經(jīng)驗(yàn)公式 (2-145a) 隔聲量的實(shí)際估算 (2-144) 平均隔聲量估算的經(jīng)驗(yàn)公式 ( ) ( ) (2-145b) 空
51、氣層附加隔聲量,由圖2-29查得 常用雙層墻的隔聲量見(jiàn)表2-16(p64)。 圖2-29 雙層墻附加隔聲量與空氣層厚度的關(guān)系 雙層加氣混凝土墻 雙層無(wú)紙石膏板墻雙層紙面石膏板墻多層墻的隔聲特性 三 (一)雙層隔聲墻 (二)多層復(fù)合板隔聲 多層復(fù)合板是由幾層面密度或性質(zhì)不同的板材組成的復(fù)合隔聲構(gòu)件.通常用金屬或非金屬的堅(jiān)實(shí)薄板做面層,內(nèi)側(cè)覆蓋阻尼材料,或填入多孔吸聲材料或空氣層等組成。多層復(fù)合板質(zhì)輕和隔聲性能良好,廣泛用于多種隔聲結(jié)構(gòu)中,如隔聲門(mén)(窗)、隔聲罩、隔聲間的墻體等。 (二)多層復(fù)合板隔聲 堅(jiān)實(shí)薄板護(hù)面層阻尼材料吸聲材料多層復(fù)合隔聲結(jié)構(gòu)第二章 噪聲污染及其控制第五節(jié) 噪聲控制技術(shù)隔聲
52、隔聲概述一單層勻質(zhì)墻的隔聲性能 二多層墻的隔聲特性 三隔聲間 四五六隔聲罩 隔聲屏 隔聲間(室):由不同隔聲構(gòu)件組成的具有良好隔聲性能的房間。結(jié)構(gòu):封閉式與半封閉式兩種,一般多用封閉式。隔聲間除需要有足夠隔聲量的墻體外,還需設(shè)置具有一定隔聲性能的門(mén)、窗或觀察孔等。隔聲間 四隔聲間圖2-30 隔聲間 6吸氣管道(內(nèi)襯吸聲材料)7隔振底座1入口隔聲門(mén) 2隔聲墻 3照明器 8接頭的縫隙處理4排氣管道(內(nèi)襯吸聲材料)和風(fēng)扇 5雙層窗9內(nèi)部吸聲處理隔聲門(mén)隔聲門(mén)隔聲窗隔聲窗隔聲窗 (一)組合墻平均隔聲量計(jì)算 (二)孔洞縫隙對(duì)墻板隔聲的影響 隔聲間 四 (三)門(mén)(窗)的隔聲和孔洞的處理 (四)隔聲間降噪計(jì)算
53、 (一)組合墻平均隔聲量計(jì)算 組合墻:具有門(mén)、窗等不同隔聲構(gòu)件的墻板。組合墻的透聲系數(shù):各組成部件的透聲系數(shù)的平均值,稱(chēng)作平均透聲系數(shù) (2-146) 組合墻的平均隔聲量: (2-147) 墻體第i種構(gòu)件的透聲系數(shù) 墻體第i種構(gòu)件的面積,m2 【例2-8】某隔聲間有一面25m2的墻與噪聲源相隔,該墻透聲系數(shù)為10-5;墻上開(kāi)一面積為3m2的門(mén)和一面積為4m2的窗,其透聲系數(shù)均為10-3,求此組合墻的平均隔聲量。 解:計(jì)算結(jié)果表明,開(kāi)門(mén)窗后,墻的隔聲量顯著下降。 例:在一垛總面積為22米2的磚墻上有一扇2米2的普通木門(mén),對(duì)中心頻率為1000Hz的倍頻帶聲能,其透聲系數(shù)分別為10-5和10-2,即
54、隔聲量分別為50dB和20dB。此時(shí)組合墻的平均透聲系數(shù)為:因此,組合墻的總平均隔聲量為: (dB) 例:某隔聲間對(duì)噪聲源一側(cè)用一堵22m2的隔聲墻相隔,該的傳聲損失為50dB,在墻上開(kāi)一個(gè)面積為2m2的門(mén),該門(mén)的傳聲損失為20dB,又開(kāi)了一個(gè)面積為4m2的窗戶,該窗戶的傳聲損失為30dB。求開(kāi)了門(mén)窗之后使墻體的隔聲量下降了多少?解:由傳聲損失可知,墻、門(mén)和窗的透聲系數(shù)分別為10-5、10-2和10-3,所以隔聲墻組合體的平均透聲系數(shù)為:則組合體的隔聲量比原墻的隔聲量下降為:分析可知,單純提高墻的隔聲量對(duì)提高組合墻的隔聲量作用不大,也不經(jīng)濟(jì),因此常采用雙層或多層結(jié)構(gòu)來(lái)提高門(mén)窗的隔聲量。一般使墻
55、體的隔聲量比門(mén)、窗高出1015dB已足夠,比較合理的設(shè)計(jì)是用“等透射量”的方法。 設(shè)墻和門(mén)(窗) 的透聲系數(shù)與面積分別為 按“等透射量”原則, ,墻與門(mén)(窗)的隔聲量 、 的關(guān)系為 (2-148)為計(jì)算方便,僅考慮組合墻由兩種不同隔聲性能的構(gòu)件組成的情況, 此時(shí)對(duì)應(yīng)的隔聲量為 (2-149) (2-150)圖中曲線表示隔聲量之差。知道組合墻的兩種構(gòu)件的面積比與隔聲量,可以在圖中查出這一附加隔聲量損失。計(jì)算出組合墻的隔聲量。對(duì)于兩種以上部件組成的組合墻,可以利用圖2-31先求出其中兩種部件組合的隔聲量,再與第三個(gè)部件合并求取,其余類(lèi)推,直至求出總的隔聲量。 圖2-31 組合件隔聲量計(jì)算圖 式(2
56、-150)中第二項(xiàng)繪成圖2-31所示曲線,稱(chēng)之為“組合件隔聲量計(jì)算圖” 。 (一)組合墻平均隔聲量計(jì)算 (二)孔洞縫隙對(duì)墻板隔聲的影響 隔聲間 四 (三)門(mén)(窗)的隔聲和孔洞的處理 (四)隔聲間降噪計(jì)算 孔隙大小聲波頻度 墻板厚度 孔洞加大,高 頻隔聲量下降,同時(shí)向中、低頻方向擴(kuò)展。 墻板越厚,孔 隙對(duì)隔聲性能的影響越小。 對(duì)高頻段聲音 影響大。 (二)孔洞縫隙對(duì)墻板隔聲的影響 (一)組合墻平均隔聲量計(jì)算 (二)孔洞縫隙對(duì)墻板隔聲的影響 隔聲間 四 (三)門(mén)(窗)的隔聲和孔洞的處理 (四)隔聲間降噪計(jì)算 (三)門(mén)(窗)的隔聲和孔洞的處理 圖2-32 兩種雙層窗的結(jié)構(gòu)形式1門(mén)(窗)的隔聲(a)雙
57、層木窗(b)雙層鋼窗隔聲窗常采用雙層或多層玻璃制作,中間夾空氣層的結(jié)構(gòu)來(lái)提高隔聲效果相鄰兩層玻璃不宜平行布置,朝聲源一測(cè)的玻璃有一定傾角,以減弱共振效應(yīng) 選用不同厚度的玻璃,可錯(cuò)開(kāi)吻合效應(yīng)的頻率,削弱吻合效應(yīng)的影響 嚴(yán)格密封,玻璃板緊嵌在彈性墊襯中,以防止阻尼板面的振動(dòng) 層間四周邊框宜做吸聲處理 2.孔洞的處理 圖2-33 兩種門(mén)縫處的鏟口形式 (a)斜鏟口 (b)插入式鏟口 門(mén)窗與邊框的交接處應(yīng)盡量加以密封,密封材料可選用柔軟而富有彈性的材料,如細(xì)軟橡皮、海綿乳膠、泡沫塑料、毛氈等,橡膠類(lèi)密封材料老化應(yīng)及時(shí)更換。 隔聲要求很高的場(chǎng)合,可采用雙層或多層密封門(mén)窗。在土建工程中注意磚墻灰縫的飽滿,
58、混凝土墻的沙漿搗實(shí)。隔聲間的通風(fēng)換氣口應(yīng)有消聲裝置。隔聲間的各種管線通過(guò)墻體結(jié)構(gòu)需打孔時(shí),應(yīng)在孔洞周?chē)萌彳洸牧习饩o。 2.孔洞的處理 (一)組合墻平均隔聲量計(jì)算 (二)孔洞縫隙對(duì)墻板隔聲的影響 隔聲間 四 (三)門(mén)(窗)的隔聲和孔洞的處理 (四)隔聲間降噪計(jì)算 (四)隔聲間降噪計(jì)算 1.隔墻的噪聲衰減 圖2-34 發(fā)聲室和接收室隔墻的面積,m2 接收室的房間常數(shù), m2 (2-161) 定義:隔墻兩邊的聲壓級(jí)差為隔墻的噪聲衰減,或稱(chēng)作隔墻的噪聲降低量。 【例2-10】某車(chē)間一端的操作室與聲源的隔墻面積為20m2,操作室內(nèi)表面積為100m2,平均吸聲系數(shù)為0.02,隔墻上開(kāi)一觀察窗,此組合
59、墻的隔聲量為30dB,求此墻操作室一側(cè)近處的噪聲衰減。如對(duì)操作室進(jìn)行吸聲處理后,平均吸聲系數(shù)增至0.4,再求其噪聲衰減。 解:由題意,操作室的房間常數(shù)進(jìn)行吸聲處理后,設(shè)房間常數(shù)記作 ,則得設(shè)發(fā)聲室與受聲室皆為擴(kuò)散聲場(chǎng),則隔聲間的噪聲衰減NR為 (2-162) 隔聲墻的平均隔聲量,dB 隔聲墻的吸聲量,m2 傳聲墻的面積,m2 1.隔聲間的噪聲衰減 式(2-162)是設(shè)計(jì)隔聲間,確定傳聲墻面積的依據(jù)。是測(cè)量隔聲構(gòu)件隔聲量的計(jì)算依據(jù)。隔聲間的噪聲衰減約在2050dB。 第二章 噪聲污染及其控制第五節(jié) 噪聲控制技術(shù)隔聲 隔聲概述一單層勻質(zhì)墻的隔聲性能 二多層墻的隔聲特性 三隔聲間 四五隔聲罩 六隔聲
60、屏 隔聲罩 五圖2-35 帶有進(jìn)排氣消聲通道的隔聲罩構(gòu)造機(jī)器減振器消聲通道消聲通道吸聲材料隔聲板壁排風(fēng)機(jī)將噪聲源封閉在一個(gè)相對(duì)小的空間內(nèi),以減少向周?chē)椛湓肼暤恼譅顨んw隔聲罩技術(shù)簡(jiǎn)單、投資少、隔聲效果好,主要用于控制機(jī)器噪聲,如空壓機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、發(fā)電機(jī)組等。兼有隔聲、吸聲、阻尼、隔振和通風(fēng)、消聲等功能有密封型與局部開(kāi)敞型、固定型與活動(dòng)型。根據(jù)噪聲源具體要求采用適當(dāng)?shù)母袈曊中问?。隔聲罩上可設(shè)置觀察孔,可采用對(duì)流通風(fēng)或強(qiáng)制通風(fēng)散熱。隔聲罩的降噪量一般在1040dB之間。隔聲罩 五五隔聲罩 (一)隔聲罩的插入損失 (二)隔聲罩設(shè)計(jì) (一)隔聲罩的插入損失 定義:隔聲罩設(shè)置前后,同一接收點(diǎn)的聲壓
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