《物理性污染控制工程》課件第二章噪聲污染與控制-第四節(jié)(2)

1、結(jié)構(gòu)特征：厚度小于1mm（0.21mm）的金屬薄板上穿孔，孔徑小于1mm（0.21mm）的微孔、穿孔率1%5%。安裝方法同薄板共振吸聲結(jié)構(gòu)，后部留有一定厚度（如520cm）的空氣層，起到共振薄板的作用。空氣層內(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，故稱作微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)。 單層、雙層微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)示意圖 20世紀60年代我國著名聲學(xué)專家馬大猷教授研制的。優(yōu)點：克服了穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)吸聲頻帶較窄的缺點。吸聲系數(shù)大；吸聲頻帶寬；成本低、構(gòu)造簡單；設(shè)計理論成熟。耐高溫、耐腐蝕，不怕潮

2、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：孔徑太小，易堵塞，宜用于清潔場所。 （三）微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu) 開闊的空間，自由聲場，聲波被空氣全部吸收，吸聲系數(shù)為1多孔吸聲材料，主要吸收中、高頻噪聲，吸收頻帶集中在中、高頻區(qū)。堅硬、光滑的剛性壁面，聲波吸收很少。多孔材料背襯空腔，最大吸收頻率相低頻移動，吸收頻帶提高。穿孔板背襯多孔吸聲材料，可以較好吸收低頻噪聲，而且吸聲頻帶加大。板狀吸聲結(jié)構(gòu)（1線）， 若在板后填充多孔材料，可提高吸聲系數(shù)，最大吸聲頻率向低頻移動（2線）。穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)，吸聲頻帶很窄。穿孔板背襯纖維布，吸聲頻帶有一定提高。多層穿孔板吸聲效果較好，頻帶較

3、寬?？臻g吸聲體把吸聲材料或吸聲結(jié)構(gòu)懸掛在室內(nèi)離壁面一定距離的空間中，稱為空間吸聲體?？臻g吸聲體可以吸收不同角度入射的聲波，因此其吸聲效果要比吸聲材料（吸聲結(jié)構(gòu)）直接貼在剛性壁面上要好。噪聲控制工程中應(yīng)用廣泛空間吸聲體對高頻噪聲的吸收效果隨吸聲體尺寸的減小而增加；對于低頻噪聲而言，其吸聲效果則是對吸聲體尺寸的增大而升高?？臻g吸聲體的常用規(guī)格為1m1m，2m1m，和2m1.5m等幾種。空間吸聲體噪聲控制工程中應(yīng)用廣泛空間吸聲體大體可以分為大面積的平板體（常用）、離散的單元吸聲體和吸聲尖劈（裝飾）。（1）空間吸聲體應(yīng)用過程中盡量分散放置，且與剛性壁面保持一定距離。（2）空間吸聲體宜懸掛在靠近噪聲源的

4、上方，這樣不但可以吸收混響聲，而且能夠較多地吸收噪聲源發(fā)出的直達聲。四、室內(nèi)吸聲降噪 (一)室內(nèi)聲場 (二)室內(nèi)聲壓級 (三)吸聲降噪量計算 室內(nèi)聲場按聲場性質(zhì)分為：直達聲場：由聲源直接到達聽者形成的聲場，是自由聲場；混響聲場：經(jīng)過壁面一次或多次反射后到達受聲點的反射聲形成的聲場。擴散聲場：聲音不斷從聲源發(fā)出，又經(jīng)過壁面及空氣的不斷吸收，當(dāng)聲源在單位時間內(nèi)發(fā)出的聲能等于被吸收的聲能，房間的總聲能就保持一定。若此時房間內(nèi)的聲能密度處處相等，聲波在任一受聲點上各個傳播方向作無規(guī)分布的聲場。 擴散聲場是一種理想聲場，為簡化討論，以下的基本概念和公式都建立在室內(nèi)擴散聲場的基礎(chǔ)上。(一)室內(nèi)聲場 1.室

5、內(nèi)聲場的衰減平均自由程單位時間內(nèi)，室內(nèi)聲波經(jīng)相鄰兩次反射間的路程的平均值 式中：d平均自由程，m； V 房間容積，m3； S 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 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 平均吸聲系數(shù) 圖 室內(nèi)聲場的衰減增長穩(wěn)態(tài)衰減（混響過程）a-吸聲差b-吸聲中等c-吸聲好室內(nèi)聲場經(jīng)12s即接近穩(wěn)態(tài)（左側(cè)曲線）若聲源停止，聲音消失需要一個過程：首先直達聲消失，混響聲逐漸減弱，直到完全消失（右側(cè)曲線）。 假設(shè)只考慮室內(nèi)壁面與空氣對聲音的吸收，則經(jīng)t秒后，室內(nèi)聲能密度 為 式中

6、 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 空氣衰減系數(shù)，m-1； , 聲波在空氣中每傳播100m衰減的分貝數(shù)。定義：室內(nèi)聲場達到穩(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的百萬分之一，即聲壓級衰減60dB所需要的時間，記作 T60 ，單位秒（s） 計算公式賽賓（W.C.Sabine）公式意義：表示由于室內(nèi)混響現(xiàn)象，室內(nèi)聲場的聲能在聲源停止發(fā)聲后衰減的快慢。 2.混響時間房間V一定，由于吸聲量 A=S，所以A愈大，T60愈小。通過調(diào)整各頻率的平均吸聲系數(shù)，獲得各主要頻率的 “最佳T60”，使室內(nèi)音質(zhì)達到良好。要求室內(nèi)表面的平均吸聲系數(shù)要小于0.2?；?/p>

7、響時間的應(yīng)用：（1）用于控制廳堂設(shè)計的最佳混響時間T60=1.53s；（2）用于測定吸聲材料或結(jié)構(gòu)的混響法吸聲系數(shù)s。 2.混響時間具體方法：（1）在容積V200m2的混響室內(nèi)，S為混響室內(nèi)表面總面積，m2。吸聲處理前室內(nèi)的平均吸聲系數(shù)為：（2）用吸聲系數(shù)為s 的待測吸聲材料實貼在壁面上，其面積為Sm，并占據(jù)了原來部分的壁面，即總內(nèi)表面積S不變，此時室內(nèi)平均吸聲系數(shù)為: 2.混響時間具體方法： （3）計算需鋪設(shè)吸聲材料的吸聲系數(shù)s 2.混響時間具體方法： （4）計算為了使室內(nèi)平均吸聲系數(shù)由1上升到2而需要鋪設(shè)的吸聲系數(shù)為s的吸聲材料或結(jié)構(gòu)的面積Sm。 2.混響時間具體方法： 注意：如果吸聲材料

8、作為空間吸聲體懸吊于空中，不占據(jù)原有壁面面積，則室內(nèi)總吸聲面積變?yōu)镾+Sm，從而吸聲面積計算可得： (二)室內(nèi)聲壓級 1.直達聲場在室內(nèi)，當(dāng)聲源的聲功率恒定時，單位時間內(nèi)在某接收點處獲得的直達聲能是恒定的。一個各向發(fā)射均勻的點聲源，聲強 ，聲能密度與聲強的關(guān)系為 。所以對于指向性因數(shù)為Q的聲源，在距聲源中心 r米處的直達聲聲能密度為 (二)室內(nèi)聲壓級 1.直達聲場直達聲的聲壓級Lpd為 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，在三面墻的交點上。2.混響聲場 (二)室內(nèi)聲壓

9、級 2.混響聲場 (二)室內(nèi)聲壓級 (二)室內(nèi)聲壓級 2.混響聲場混響聲場的聲壓級Lpr為 (二)室內(nèi)聲壓級 3.室內(nèi)總聲場 (二)室內(nèi)聲壓級 3.室內(nèi)總聲場 (二)室內(nèi)聲壓級 3.室內(nèi)總聲場 (二)室內(nèi)聲壓級 3.室內(nèi)總聲場室內(nèi)聲壓級計算圖表 (二)室內(nèi)聲壓級 3.室內(nèi)總聲場臨界半徑為 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，臨界半徑則愈大，在聲源周圍較大范圍內(nèi)可近似地視為自由聲場；反之房間內(nèi)大部分范圍可視為混響聲場。吸聲降噪僅對混響聲有用【例】設(shè)在室內(nèi)地面中心處有一聲源，已知500Hz的聲功率級為90dB，房間的吸聲面積為50m2，平均吸聲系數(shù)為0.5，

10、求距聲源10m處的聲壓級。將Lp計算式中各參量繪制成圖，可以簡便地確定出室內(nèi)距聲源r處的某點穩(wěn)態(tài)聲壓級Lp。室內(nèi)聲壓級計算圖表AB-11 解：(1)由聲源位置可得其室內(nèi)指向性因數(shù)Q=2。 (2)計算房間常數(shù)Rr=50*0.5/(1-0.5)=50m2 (3)由圖Q2與r10m兩線的交點A做垂線（虛線），與Rr=50m2的曲線交于B點，由B向左方做水平線與縱軸相交，從而確定相對聲壓級Lp-LW ，即 10lg(Q/4r2+4/Rr)-11dB。 (4)計算距聲源10m處之聲壓級為 【例】設(shè)在室內(nèi)地面中心處有一聲源，已知500Hz的聲功率級為90dB，同頻帶下的房間常數(shù)為50m2 ，平均吸聲系數(shù)為

11、0.5 ，求距聲源10m處之聲壓級。 解：(1)由聲源位置可得其室內(nèi)指向性因數(shù)Q=2。 (2)計算房間常數(shù)Rr=500.5/(1-0.5)=50m2 (3) 10lg(Q/4r2+4/Rr) =-10.9dB。 (4)計算距聲源10m處之聲壓級為 【例】設(shè)在室內(nèi)地面中心處有一聲源，已知500Hz的聲功率級為90dB，同頻帶下的房間常數(shù)為50m2 ，平均吸聲系數(shù)為0.5 ，求距聲源10m處之聲壓級。 (三)吸聲降噪量計算 (三)吸聲降噪量計算 吸聲處理前后，吸聲面積基本保持不變。 (三)吸聲降噪量計算 通過專門儀器測得混響時間，根據(jù)吸聲降噪量公式即可得到吸聲降噪量。設(shè)計步驟如下：（1）調(diào)查分析：

12、V=200m3，壁面總面積S=220m2，Q=2。（2）確定控制標準的噪聲值：90dB(A)，可選用NR85。（LA70dB(A)，NRLA-5）（3）現(xiàn)場測定噪聲源倍頻程頻譜和混響時間T1或查表選擇壁面吸聲系數(shù)。（4）計算如表：【例】尺寸為10m5m4m的空壓機房，地面和頂面為混凝土毛面，側(cè)墻為普通抹灰。兩臺空壓機布置在地面中央部位。試通過設(shè)計計算使車間內(nèi)噪聲達到工業(yè)企業(yè)噪聲控制設(shè)計規(guī)范（GBJ87-85）的要求。次序項目倍頻程中心頻率/Hz說明1252505001000200040001處理前Lp1 /dB95.092.092.684.58379.5測量2允許標準Lp2 /dB9691.1

13、87.685.082.881.0NR85設(shè)計目標值3需要減噪量Lp -0.95.0-0.21-計算4處理前地/頂10.010.010.020.020.020.03查表S1=100m2；S2=120m2處理前側(cè)墻20.020.020.020.030.040.045處理前房間1-0.0150.020-0.03-6處理后房間2-0.0180.061-0.031-72- 1-0.0030.041-0.001-解：設(shè)計計算步驟見表（吸聲結(jié)構(gòu)懸掛布置）次序項目倍頻程中心頻率/Hz說明125250500100020004000800.100.330.290.410.390.48吸聲系數(shù)表泡沫玻璃，150kg/m3，厚6.5cm9s0.200.560.510.660.640.740s10s 2-0.5410.449-0.608-11所需材料總吸聲面積Sm-1.420-0.5-考慮到懸掛布置吸聲材料或吸聲結(jié)構(gòu)兩面吸聲，反面的吸聲系數(shù)按正面吸聲系數(shù)的7080%計算，材料的平均吸聲系數(shù)s=0.51+0.51*0.75=0.8925。12吊掛板面積S板/m2-10-13所需吸聲總面積占室內(nèi)總表面積的比例/%4.6解：設(shè)計計算步驟見表（吸聲結(jié)