噪聲控制課件

緒論第一節(jié)雜訊及其危害1、雜訊不需要的聲音——超過人們生活和社會活動所允許的程度2、雜訊的危害損傷聽力（>80dB）干擾睡眠對人體生理機(jī)能引起不良反應(yīng)干擾語言交談和通訊聯(lián)絡(luò)特強(qiáng)雜訊損壞儀器設(shè)備和建築結(jié)構(gòu)第二節(jié)本課程的研究內(nèi)容雜訊污染的規(guī)律雜訊評價方法和標(biāo)準(zhǔn)雜訊控制技術(shù)雜訊測試技術(shù)和儀器雜訊對人體的影響和危害第二章聲波的基本性質(zhì)

及其傳播規(guī)律第一節(jié)聲波的產(chǎn)生及描述方法1、聲波的產(chǎn)生聲源的振動彈性媒介振動聲波空氣、固體、液體

空氣縱波聲波固體、液體縱波、橫波能量的傳遞——相鄰質(zhì)點(diǎn)間的動量傳遞來完成，而不是由物質(zhì)的遷移來傳播能量的。2、描述聲波的基本物理量聲壓p=(P-P0)帕斯卡（Pa）波長λ=c/f米（m）週期T秒（s）頻率f=1/T赫茲（Hz）聲速c米每秒（m/s）空氣中c=331.45+0.61t340m/s第二節(jié)聲波的基本類型

平面聲波聲波球面聲波（波陣面的形狀）柱面聲波波陣面是指空間同一時刻相位相同的各點(diǎn)的軌跡曲線平面聲波聲能量聲強(qiáng)聲功率

s平面聲波波陣面的面積J/m3W/m2W2.1聲音的產(chǎn)生和傳播物體的振動是產(chǎn)生聲音的根源。

聲源：我們把產(chǎn)生聲音的振動物體稱作聲源。2.1.2

聲音的產(chǎn)生和傳播

聲波：這種向前推進(jìn)著的空氣振動稱為聲波。聲場：有聲波傳播的空間叫聲場。聲音傳播的實(shí)質(zhì)：聲音傳播是指物體振動形式的傳播。2.2

聲波的描述

2.2.1

描述聲波的基本物理量2.2.2

聲音的物理量度2.2.3

聲波的類型2.2.1描述聲波的基本物理量2.2.1描述聲波的基本物理量振幅位移位移：物體離開靜止位置的距離稱為位移，最大的位移叫振幅，振幅的大小決定了聲音的大小。周相2.2.1描述聲波的基本物理量振幅位移位移：物體離開靜止位置的距離稱為位移，最大的位移叫振幅，振幅的大小決定了聲音的大小。周相2.2.1描述聲波的基本物理量1.週期：質(zhì)點(diǎn)振動每往復(fù)一次所需要的時間，單位為秒（s）。2.聲波頻率：一秒鐘內(nèi)媒質(zhì)質(zhì)點(diǎn)振動的次數(shù)，單位為赫茲(Hz)。頻率範(fàn)圍(Hz)<2020-20000>20000聲音次<500500-2000>2000超低頻聲中頻聲高頻定義聲音頻聲聲2.2.1描述聲波的基本物理量3.波長：聲波兩個相鄰密部或兩個相鄰疏部之間的距離叫做波長，或者說聲源每振動一次，聲波的傳播距離。2.2.1描述聲波的基本物理量4.聲速：振動在媒質(zhì)中傳播的速度。媒質(zhì)特性的函數(shù)，取決於該媒質(zhì)的彈性和密度；聲速會隨環(huán)境的溫度有一些變化。媒質(zhì)名稱空氣水混凝土玻璃鐵鉛軟木硬木聲速3441372304836535182121933534267表21.1℃時聲速近似值（m/s）1.聲壓與聲壓級2.聲強(qiáng)與聲強(qiáng)級3.聲功率與聲功率級4.聲能密度5.頻譜和頻程2.2.2

聲波的物理量度2.2.2聲波的物理量度1.聲壓和聲壓級：靜態(tài)壓強(qiáng)1.聲壓和聲壓級

a.暫態(tài)聲壓：某一瞬間的聲壓。

b.有效聲壓（pe）：在一定時間間隔中將暫態(tài)聲壓對時間求方均根值即得有效聲壓。

1.聲壓和聲壓級：聲音種類聲壓聲音種類聲壓正常人耳能聽到最弱聲2X10-5織布車間2普通說話聲（1m遠(yuǎn)處）2X10-2柴油發(fā)動機(jī)、球磨機(jī)20公共汽車內(nèi)0.2噴氣飛機(jī)起飛200日常生活中聲音的聲壓數(shù)據(jù)(Pa)c.聲壓級:該聲音的聲壓與參考聲壓的比值取以10為底的對數(shù)再乘20，即：

1.聲壓和聲壓級：聲壓級單位：分貝。

2.聲強(qiáng)和聲強(qiáng)級：a.聲強(qiáng):在聲傳播方向上單位時間內(nèi)垂直通過單位面積的聲能量，稱為聲音的強(qiáng)度，簡稱為聲強(qiáng)，單位是瓦每平方米

。b.聲強(qiáng)級:該聲音的聲強(qiáng)與參考聲強(qiáng)的比值取以10為底的對數(shù)再乘10，即：2.聲強(qiáng)和聲強(qiáng)級：聲強(qiáng)級單位：分貝。聲壓級和聲強(qiáng)級的關(guān)係：3.聲功率和聲功率級a.聲功率:聲源在單位時間內(nèi)輻射的總能量，單位是瓦。意義：聲功率是衡量聲源聲能量輸出大小的基本物理量；聲功率可用於鑒定各種聲源。b.聲功率與聲強(qiáng)的關(guān)係球面輻射時：波陣面面積c.聲功率級聲功率級單位：分貝。4.聲能密度定義：聲場中單位體積媒質(zhì)所含有的聲能量。

對於在自由空間內(nèi)傳播的平面聲波而言：

5.頻程和頻譜：a.頻譜圖：以頻率為橫軸，以聲壓為縱軸，繪出的圖叫聲音的頻譜圖。常見雜訊的頻譜圖5.頻程和頻譜：b.

頻程：為方便起見，通常將寬廣的音頻變化範(fàn)圍劃分為若干個較小的頻段，稱為頻段或頻程。**級的運(yùn)算

a.級的疊加（公式法）當(dāng)n個聲源互不干涉時：當(dāng)n=2時，a.級的疊加（公式法）

由於：代入上式：a.級的疊加：當(dāng)n個聲源時，表示為聲壓級：a.級的疊加（查表、圖法）：

令：則：代入下式中：可得：a.級的疊加（查表、圖法）：

令：a.級的疊加：△Lpa.級的疊加：

求出總聲壓的有效值當(dāng)n個聲源發(fā)生干涉時：先求出暫態(tài)聲壓求出總聲壓級b.級的相減儀器測的雜訊聲源真實(shí)雜訊背景雜訊b.級的相減b.級的相減：

2.2.3聲波的類型在均勻的理想流體中的小振幅聲波的波動方程為：或2.2.2聲波的類型波陣面:是指空間同一時刻相位相同的各點(diǎn)的軌跡曲線。根據(jù)波振面的形狀可將聲波分為不同的類型。聲線：常稱為聲射線，就是子聲源發(fā)出的代表能量傳播方向的直線，在各向同性的媒質(zhì)中，聲線就是代表波的傳播方向且處處與波陣面垂直的直線。2.2.2聲波的類型1.平面聲波：聲波的波陣面是垂直於傳播方向的一系列平面時，稱其為平面聲波。波前：聲波傳播時處於最前沿的波陣面稱為波前。1.平面聲波：1.平面聲波：a.波動方程：對於簡諧振動而言：1.平面聲波：b.質(zhì)點(diǎn)振動速度：對於簡諧振動而言：質(zhì)點(diǎn)振動的速度振幅1.平面聲波：c.聲阻抗率：對於平面聲波而言：媒質(zhì)的特性阻抗，單位（Pa·s/m）1.平面聲波：d.聲線：相互平行的一系列直線。2.球面聲波：波陣面是以任何值為半徑的球面。a.波動方程：對於從球心向外傳播的簡諧球面聲波而言：特點(diǎn)：振幅隨傳播距離的增加而減少，二者成反比關(guān)係。2.球面聲波：b.聲線：是由聲源點(diǎn)發(fā)出的半徑線。3.柱面聲波：波陣面為同軸圓柱面的聲波稱為柱面聲波。a.波動方程：對於遠(yuǎn)場簡諧柱面聲波而言：特點(diǎn)：振幅隨徑向距離的增加而減少，與距離的平方根成反比關(guān)係。3.柱面聲波：

b.聲線：是由線聲源發(fā)出的徑向線。2.2.2聲波的類型

聲波的類型類型波陣面聲線聲源類型平面聲波垂直於傳播方向的平面相互平行的直線平面聲源球面聲波以任何值為半徑的球面由聲源發(fā)出的半徑線點(diǎn)聲源柱面聲波同軸圓柱面線聲源發(fā)出的半徑線線聲源Chapter2

聲學(xué)基礎(chǔ)知識

2.1

聲音的產(chǎn)生和傳播2.2

聲波的描述2.3

聲波的傳播特性2.4

聲源的輻射特性2.3聲波的傳播特性2.3.1聲場2.3.2聲波的反射、透射、折射

2.3.3聲波的散射與衍射

2.3.4聲波的疊加2.3.5聲波在傳播中的衰減2.3.1

聲場（SoundField）1.聲場的概念：聲場是指傳播聲波的空間。按聲場的性質(zhì)可以將聲場分為：自由聲場；擴(kuò)散聲場；半自由聲場

2.聲場的分類自由聲場:我們把可以忽略邊界影響，由各向同性的均勻介質(zhì)形成的聲場稱為自由聲場。自由聲場（FreeSoundField）消聲室自由聲場（FreeSoundField）消聲室2.聲場的分類擴(kuò)散聲場（混響聲場）:如果室內(nèi)各處的聲壓級幾乎相等，聲能密度也處處相等，那麼這樣的聲場就叫做擴(kuò)散聲場（混響聲場）。半自由聲場(半擴(kuò)散聲場):2.聲場的分類半自由聲場(半擴(kuò)散聲場):2.3.2聲波的反射、透射、折射aθpiptpr1.聲波的反射定律與折射定律aθ入射聲波、反射聲波與折射聲波的傳播方向應(yīng)該滿足Snell定律：a.反射定律：b.折射定律：c.與折射定律有關(guān)的討論由折射定律可知：聲波的折射是由聲速決定的。思考題：1.為什麼聲音在晚上要比晴朗的白天傳播的遠(yuǎn)一點(diǎn)？2.為什麼逆風(fēng)傳播的聲音難以聽清？思考題1.為什麼聲音在晚上要比晴朗的白天傳播的遠(yuǎn)一點(diǎn)？思考題2.為什麼逆風(fēng)傳播的聲音難以聽清？2.反射係數(shù)和透射係數(shù)a.聲壓的反射係數(shù)和透射係數(shù)聲壓的反射係數(shù)的定義為反射聲壓與入射聲壓的比值。聲壓的透射係數(shù)為透射聲壓與入射聲壓的比值。a.聲壓的反射係數(shù)和透射係數(shù)在邊界上，兩面的聲壓與法向的質(zhì)點(diǎn)速度應(yīng)該連續(xù)，即：可以導(dǎo)出：b.聲強(qiáng)的反射係數(shù)和透射係數(shù)：3.吸聲係數(shù)定義：我們將入射聲波在介面上失去的聲能（包括透射到媒質(zhì)2中去的聲能）與入射聲能之比稱為吸聲系數(shù)。rp

的數(shù)值與入射方向有關(guān)，因此α也與入射的方向有關(guān)。4.當(dāng)聲波垂直入射時的反射係數(shù)和透射係數(shù)

當(dāng)聲波垂直入射時，聲壓的反射係數(shù)和透射係數(shù)可以表示為：聲強(qiáng)的反射係數(shù)和透射係數(shù)可以表示為：2.3.3聲波的散射與衍射1.聲波的散射在聲波傳播過程中，遇到的障礙物表面較粗糙或者障礙物的大小與波長差不多，則當(dāng)聲波入射時，就產(chǎn)生各個方向的反射，這種現(xiàn)象稱為散射。聲波的散射既與障礙物的形狀有關(guān)，又與入射聲波的頻率有關(guān)。2.3.3聲波的散射與衍射2.聲波的衍射：在聲波傳播過程中，遇到的障礙物或孔洞時，如果聲波的波長比障礙物尺寸大得多，聲波會繞過障礙物而使傳播方向改變，這種現(xiàn)象稱為聲波的衍射。2.聲波的衍射2.3.4聲波的疊加

1.聲壓的疊加2.能量的疊加2.3.4聲波的疊加

3.聲波的干涉現(xiàn)象:兩列波的頻率相同，振動方向相同和具有恒定相位差的聲波，合成聲仍是同一頻率的振動，在空間某一些位置的振動始終加強(qiáng)，在另一些位置的振動始終減弱，這種現(xiàn)象稱為聲波的干涉現(xiàn)象。能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象的聲波稱為相干波，產(chǎn)生幹涉現(xiàn)象的聲源稱為相干聲源。聲波的干涉現(xiàn)象2.3.5

聲波在傳播中的衰減1.擴(kuò)散引起的衰減（Ad）2.空氣吸收引起的附加衰減（Aa）3.地面吸收的附加衰減（Ag）4.聲屏障衰減（Ab）5.氣象條件的影響（Am

）

1.擴(kuò)散引起的衰減擴(kuò)散衰減的定義：由於波陣面的擴(kuò)展而引起的聲強(qiáng)隨距離而減弱的現(xiàn)象稱為擴(kuò)散衰減。

1.擴(kuò)散引起的衰減根據(jù)聲強(qiáng)的定義：波陣面面積為S處的聲強(qiáng)級可表示為：

1.擴(kuò)散引起的衰減由於：

將W0=10-12W、I0=10-12W代入式中便得到：

1.擴(kuò)散引起的衰減因此從S1處傳播到S2處時的發(fā)散衰減可表示為：

a.平面聲源的擴(kuò)散衰減當(dāng)平面聲源輻射平面波時：

因此從S1處傳播到S2處時的發(fā)散衰減：

b.點(diǎn)聲源的擴(kuò)散衰減點(diǎn)聲源輻射的一般為球面波，波陣面面積可表示為：

因此從r1處傳播到r2處時的發(fā)散衰減：c.線聲源的擴(kuò)散衰減r0≤L/π，線聲源視為無限長線聲源：r0>L/π，線聲源視為點(diǎn)聲源。LAr0d.矩形面聲源的擴(kuò)散衰減r0≤a/π，聲源輻射平面聲波，聲壓不衰減。a/π≤r0<b/π,面聲源視為無限長線聲源來計(jì)算。r0>b/π，面聲源視為點(diǎn)聲源。LabAr0a<b

2.空氣吸收引起的附加衰減空氣吸收：聲波在空氣中傳播時，因空氣的粘滯性和熱傳導(dǎo)，在壓縮和膨脹過程中，使一部分聲能轉(zhuǎn)化為熱能而損耗，稱為空氣吸收。這種吸收稱為經(jīng)典吸收。弛豫吸收：所謂弛豫吸收是指空氣分子轉(zhuǎn)動或振動時存在固有頻率，當(dāng)聲波的頻率接近這些頻率時要發(fā)生能量交換。能量交換的過程都有滯後現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱為弛豫吸收。

2.空氣吸收引起的附加衰減對於雜訊控制工程，可以採用下麵的半經(jīng)驗(yàn)公式來估算空氣吸收衰減。在20℃時：

聲波的頻率，Hz相對濕度傳播距離，m

2.空氣吸收引起的附加衰減對於不同溫度，可採用下式來估算：

與20℃相差的攝氏溫度β=4×10-6

3.地面吸收的附加衰減當(dāng)?shù)孛媸欠莿傂员砻鏁r：地面吸收將會對聲傳播產(chǎn)生附加衰減，但短距離（30-50m）其衰減可以忽略，而在70m以上應(yīng)予以考慮。

3.地面吸收的附加衰減聲波在厚的草地上面或穿過灌木叢傳播時，在頻率為1000Hz時的附加衰減較大，可高達(dá)

25/100mdB。附加衰減量的近似計(jì)算公式為：聲波的頻率，Hz傳播距離，m

3.地面吸收的附加衰減聲波穿過樹木或者森林時，不同樹林的衰減相差很大，在1000赫茲時：濃密的常綠樹樹冠23dB／100m地面上稀疏的樹幹3dB／100m各種樹林平均的附加衰減大致為：

4.聲屏障衰減當(dāng)聲源與接收點(diǎn)之間存在密實(shí)材料形成的障礙物時會產(chǎn)生顯著的附加衰減，這樣的障礙物稱為聲屏障。

4.聲屏障衰減聲波遇到屏障時會產(chǎn)生反射、透射和衍射三種傳播現(xiàn)象。屏障的作用：阻擋直達(dá)聲的傳播，隔絕透射聲，並使衍射聲有足夠的衰減。聲屏障的附加衰減與聲源及接收點(diǎn)相對屏障的位置、聲屏障的高度及結(jié)構(gòu)以及聲波的頻率密切相關(guān)。

4.聲屏障衰減聲屏障的附加衰減與聲源及接收點(diǎn)相對屏障的位置、聲屏障的高度及結(jié)構(gòu)以及聲波的頻率密切相關(guān)。

5.氣象條件的影響雨、雪、露等對聲波的散射會引起聲能的衰減。但這種因素引起的衰減量很小，大約每1000m衰減不到0.5dB，因此可以忽略不計(jì)。風(fēng)和溫度梯度對聲波傳播的影響很大。為什麼逆風(fēng)傳播的聲音難以聽清？為什麼聲音在晚上要比晴朗的白天傳播的遠(yuǎn)一點(diǎn)？2.4聲源的輻射特性聲源的指向性：聲源發(fā)出的聲波，在各個方向上的聲壓分布並不一定相同，這種隨方向分佈的不均勻性，稱為聲源的指向性。指向性因數(shù)：在離聲源中心不同距離處，測量球面上各點(diǎn)的聲強(qiáng)，求得所有方向上的平均聲強(qiáng)，將某一方向上得聲強(qiáng)與其相比就是該方向的指向性因數(shù)：2.4聲源的輻射特性考慮到聲源的指向性，需要對聲壓級的計(jì)算公式進(jìn)行修正，自由聲場中在某一方向θ上的聲壓級公式可表示為：DI是指指向性因數(shù)，2.4聲源的輻射特性聲源的指向性與聲源的尺寸有關(guān)。聲源的指向性與頻率相關(guān)。piprptⅠρ1c1Ⅱρ2c20x當(dāng)ρ1c1＜＜

ρ2c2時，Ⅱ硬，剛性反射體pi=

pr,相位相同，p1≈2pi，

u1=ui+ur=0，當(dāng)ρ1c1＞＞ρ2c2時，Ⅰ硬，剛性反射體pi=

pr,相位相反p1≈0，

u1=ui+ur=2ui，駐波沒有透射聲波2、斜入射聲波的入射、反射和折射Ⅰρ1c1Ⅱρ2c2piprpt0θiθrθtsinθisinθtsinθr==c1c1c23、聲波的散射與衍射如果障礙物表面的起伏程度與波長相當(dāng)，或者障礙物的大小與波長差不多，入射聲波就會向各個方向散射。入射聲波繞過障礙物傳到其背面形成聲波的衍射（低頻聲）4、聲像同光線在鏡面的反射一樣，當(dāng)障礙物的幾何尺寸遠(yuǎn)大於聲波波長時，即對於高頻聲波用聲像法來處理聲波的反射問題。級的概念人說話10-5w

火箭發(fā)射109w

對數(shù)標(biāo)度1、分貝的定義由於對數(shù)的宗量是無量綱的，因此用對數(shù)標(biāo)度時必須選定基準(zhǔn)量，然後對被量度量與基準(zhǔn)量的比值求對數(shù)，這個對數(shù)值稱為被量度量的“級”。對數(shù)以10為底，級的單位為貝爾（B）,貝爾分為10檔，每一檔的單位為分貝（dB），1B=10dB對數(shù)以e=2.71828為底，級的單位為奈培（Np）,1Np＝8.686dB2、聲壓級、聲強(qiáng)級和聲功率級LI＝10lg（I/Io）空氣中Io＝10-12W/m2聲強(qiáng)級Lp＝10lg（p2/po2）=20lg(p/po)空氣中po＝20μPa聲壓級LI≈LpLW＝10lg（W/Wo）空氣中Wo＝10-12W聲功率級對於給定的聲源，其聲功率是不變的3、級的疊加(聲波不發(fā)生干涉)pT2=p12+p22+…+pn2n=2時Lp1＝10lg（p12/po2）Lp2＝10lg（p22/po2）p12＝po2.100.1

Lp1p22＝po2.100.1

Lp2pT2=p12+p22＝po2.（100.1

Lp1+100.1

Lp2）LpT＝10lg（pT2/po2）＝10lg（100.1

Lp1+100.1

Lp2）LpT＝10lg（100.1

Lpi）∑ni=14、級的相減LpT＝10lg（100.1

LpB+100.1

LpS）LpS＝10lg（100.1

LpT-100.1

LpB）聲波在傳播中的衰減隨距離的發(fā)散衰減Ad空氣吸收的附加衰減Aa地面吸收的附加衰減Ag聲屏障衰減Ab氣象條件對聲傳播的影響Am總衰減A＝Ad+Aa+

Ag+

Ab+

Am隨距離的發(fā)散衰減Ad

：Ad＝20lg(r2/r1)（假設(shè)以聲源為中心的球面對稱地向各個方向輻射聲能）全空間半空間空氣中Wo＝10-12WIo＝10-12W/m2LI=LW-10lgS=LW-10lg(4πr2)=LW-20lgr-11全空間LI=LW-10lgS=LW-10lg(2πr2)=LW-20lgr-8半空間空氣吸收的附加衰減Aa20℃時β＝4×10-6地面吸收的附加衰減Ag當(dāng)?shù)孛媸欠莿傂员砻鏁r，短距離，聲能的衰減可以忽略，70米以上時不可忽略在厚草地或穿過灌木叢傳播時衰減Ag＝（0.18lgf-0.31）d穿過樹木或森林的聲衰減Ag＝0.01f1/3d聲屏障衰減Ab聲屏障衰減與聲源及接受點(diǎn)相對屏障的位置、屏障的高度及結(jié)構(gòu)，以及聲波的頻率密切相關(guān)。氣象條件對聲傳播的影響Am雨、雪、霧等對聲波的衰減量大約每1000米不到0.5dB，因此可以忽略，風(fēng)和溫度梯度對聲波的傳播影響很大。70phon3010040009575610Lpf/Hz計(jì)權(quán)聲級為了使聲音的客觀量度和人耳的聽覺主官感受近似取得一致，通常對不同頻率聲音的聲壓級經(jīng)某一特定的加權(quán)修正後，再疊加計(jì)算可得到雜訊的總聲壓級，此聲壓級稱為計(jì)權(quán)聲級。聲壓級相同的聲音會因?yàn)轭l率的不同產(chǎn)生不一樣的主觀感覺。A計(jì)權(quán)的頻率回應(yīng)與人耳對寬頻帶的聲音的靈敏度相當(dāng)，成為最廣泛的評價參量等效連續(xù)A聲級（等能量A計(jì)權(quán)聲級）

等效於在相同的時間間隔T內(nèi)與不穩(wěn)定雜訊能量相等的連續(xù)穩(wěn)定雜訊的A聲級晝夜等效聲級

累計(jì)百分?jǐn)?shù)聲級表達(dá)雜訊的隨機(jī)起伏程度Ln：測量時間內(nèi)高於Ln聲級所占的時間為n％如：L10＝70dB雜訊級高於70dB的時間占10％通常認(rèn)為，

L90相當(dāng)於本底雜訊級，L50相當(dāng)於中值雜訊級，L10相當(dāng)於峰值雜訊級(用於評價漲落較大的雜訊相關(guān)性較好)累計(jì)百分?jǐn)?shù)聲級一般只用於有較好正態(tài)分佈的雜訊評價對於統(tǒng)計(jì)特性符合正態(tài)分佈的雜訊，其累計(jì)百分?jǐn)?shù)聲級與等效連續(xù)A聲級之間有近似關(guān)係環(huán)境雜訊評價標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)1、《中華人民共和國環(huán)境雜訊污染防治法》1996年10月通過2、產(chǎn)品雜訊標(biāo)準(zhǔn)

3、雜訊排放標(biāo)準(zhǔn)

4、環(huán)境品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)：工業(yè)企業(yè)雜訊衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，室內(nèi)環(huán)境雜訊允許標(biāo)準(zhǔn)，城市區(qū)域環(huán)境雜訊標(biāo)準(zhǔn)補(bǔ)P60的例題第四章雜訊測試和監(jiān)測1、測量儀器（1）聲級計(jì)2、聲強(qiáng)功率及聲的測量3、環(huán)境雜訊監(jiān)測方法（1）城市區(qū)域網(wǎng)格測量法：補(bǔ)聲級計(jì)的圖組成聲級計(jì)的各部分的主要功能和工作原理晝間夜間每一網(wǎng)格中的工廠、道路及非建成區(qū)的面積之和不得大於網(wǎng)格面積的50％有效網(wǎng)格總數(shù)應(yīng)多於100個每次每個測點(diǎn)測量10min的連續(xù)等效聲級，全部網(wǎng)格中心的10min的連續(xù)等效聲級的算術(shù)平均值代表某一區(qū)域的雜訊水準(zhǔn)75-8070-7565-7060-65定點(diǎn)測量方法：24小時連續(xù)監(jiān)測，測量每小時的連續(xù)等效聲級，晝間A聲級能量平均值，夜間A聲級能量平均值，該區(qū)的環(huán)境雜訊水準(zhǔn)由下式計(jì)算：（2）道路交通雜訊測量測點(diǎn)：市區(qū)交通幹線(機(jī)動車流量不小於100輛)一側(cè)的人行道上，距馬路沿20cm處，此處距兩交叉路口應(yīng)大於50cm（3）機(jī)動車輛雜訊測量在測試中心周圍25m半徑範(fàn)圍內(nèi)不應(yīng)有大的反射物，測試跑道應(yīng)有20m以上平直、乾燥的瀝青路面或混凝土路面，路面坡度不超過0.5％車內(nèi)雜訊、車外雜訊、定置雜訊10m傳聲器始端線終端線傳聲器10m7.5m7.5m0評價工作程式確定雜訊環(huán)境影響評價工等級，編寫環(huán)境影響評價大綱——雜訊部分環(huán)境雜訊現(xiàn)狀調(diào)查和測量雜訊源調(diào)查環(huán)境雜訊現(xiàn)狀調(diào)查及測量受影響人口調(diào)查建設(shè)專案工程分析(與雜訊有關(guān)的內(nèi)容)環(huán)境雜訊現(xiàn)狀評價雜訊級預(yù)測、受影響人口預(yù)測雜訊管理法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)雜訊環(huán)境影響評價雜訊防治對策雜訊影響評價專題報告建設(shè)專案工程概況（參閱有關(guān)檔）評價範(fàn)圍內(nèi)現(xiàn)場踏勘雜訊環(huán)境影響評價工作等級劃分基本原則劃分依據(jù)：投資額劃分建設(shè)專案規(guī)模（大、中、?。╇s訊源的種類及數(shù)量專案建設(shè)前後雜訊級的變化程度建設(shè)專案雜訊有影響範(fàn)圍內(nèi)的環(huán)境保護(hù)目標(biāo)、環(huán)境雜訊標(biāo)準(zhǔn)和人口分佈級別專案規(guī)模受影響範(fàn)圍屬於的功能區(qū)建設(shè)前後雜訊級的變化受影響的人口一級大、中型0類及0類以上有顯著增高（≥5-10dB）顯著增多二級大、中型1、2類有較明顯增高3-5dB增加較多三級中型3類及3類以上≥65dB增加很小≤3dB變化不大小型1、2類雜訊環(huán)境影響評價工作基本要求一級：7條二級：5條三級：3條環(huán)境影響評價大綱——雜訊部分環(huán)境雜訊評價量雜訊環(huán)境影響的評價範(fàn)圍

——根據(jù)評價工作等級確定環(huán)境影響評價報告書

——雜訊專題報告編寫提綱雜訊預(yù)測預(yù)測的基礎(chǔ)資料（1）聲源資料發(fā)聲持續(xù)時間，空間位置，作用時間段，雜訊級等類比法測量（一級），引用已有的數(shù)據(jù)（2）影響聲波傳播的各種參量氣象因素、遮擋物、地面覆蓋等預(yù)測範(fàn)圍大於等於評價等級要求預(yù)測點(diǎn)佈置所有的環(huán)境雜訊現(xiàn)狀測量點(diǎn)網(wǎng)格法確定雜訊傳播聲級衰減計(jì)算

聲源都假設(shè)為點(diǎn)聲源（聲波波長比聲源尺寸大的多或預(yù)測點(diǎn)離開聲源的距離比聲源本身尺寸大的多時）或線聲源（許多點(diǎn)聲源連續(xù)分佈在一條直線上時）（1）幾何發(fā)散衰減

點(diǎn)聲源：L（r）=L（r0）-20lg（r/r0）LI=LW-10lgS=LW-10lg(4πr2)

=LW-20lgr-11

LI=LW-10lgS=LW-10lg(2πr2)

=LW-20lgr-8

半空間全空間無限長線聲源：

L（r）=L（r0）-10lg（r/r0）有限長線聲源：l01/2l01/2l0ror>l0且r0>l0時L（r）=L（r0）-20lg（r/r0）r<l0/3且r0<l0/3時L（r）=L（r0）-10lg（r/r0）（2）遮擋物引起的衰減（3）空氣吸收引起的衰減（4）附加衰減2、公路雜訊預(yù)測Leq(h)i第i類車的小時等效聲級，dB(L0)Ei第i類車的參考能量平均輻射聲級，dBNi在指定時間內(nèi)通過某預(yù)測點(diǎn)的第i類車流量，輛/hD0

測量車輛輻射聲級的參考位置距離，D0＝15mD從車道中心到預(yù)測點(diǎn)的垂直距離，m，必須大於15mSi第i類車的平均車速，km/hT計(jì)算等效聲級的時間，ha地面覆蓋係數(shù)，取決於地面條件，a＝0(硬)或a＝0.5Φα

代表有限長路段的修正函數(shù)，其中ψ1

、ψ2

為預(yù)測點(diǎn)到有限長路段兩端的張角

-π/2≤ψ≤π/2?S由遮擋物引起的衰減量，dB

ψ1ψ1三類車總車流等效聲級為3、鐵路雜訊預(yù)測4、機(jī)場飛機(jī)雜訊預(yù)測5、工業(yè)雜訊預(yù)測1、雜訊控制基本原理與原則第六章雜訊控制技術(shù)概述聲源傳播途徑接收器在聲源處抑制雜訊在聲傳播途徑中控制：隔聲、吸聲、消聲、阻尼減振等接收器的保護(hù)2、雜訊控制的一般原則科學(xué)性、技術(shù)的先進(jìn)性（不能影響原有設(shè)備的技術(shù)性能）、經(jīng)濟(jì)性、3、雜訊控制的基本程式雜訊源測量和分析傳播途徑調(diào)查和分析受影響區(qū)域調(diào)查降噪量確定制定控制方案設(shè)計(jì)施工工程評價聲源分佈,頻率特性,時間特性聲源分佈,頻率特性,時間特性聲源分佈,頻率特性,時間特性聲源分佈,頻率特性,時間特性聲源分佈,頻率特性,時間特性聲源分佈,頻率特性,時間特性4、雜訊源分析機(jī)械雜訊：摩擦力、撞擊力、非平衡力等使機(jī)械部件和殼體產(chǎn)生振動空氣動力性雜訊：氣體流動過程中的相互作用或者氣流和固體介質(zhì)之間的相互作用電磁雜訊：電磁場交替變化引起的機(jī)械部件或空間容積振動室內(nèi)雜訊的來源：通過空氣傳來的直達(dá)聲室內(nèi)各牆壁面反射回來的混響聲室內(nèi)混響聲對環(huán)境的影響：混響使室內(nèi)雜訊級增加，如一列火車進(jìn)入隧道以後的雜訊級比行駛在空曠的野外可高出5-10dB;混響對聽覺的干擾；一、吸聲材料多孔性吸聲材料（針對高頻雜訊控制）材料特徵：內(nèi)部有許多小孔，並與材料表面相通，具有通氣性。吸聲機(jī)理：聲波投射到多孔材料表面時，部分投入的聲波與纖維或顆粒表面產(chǎn)生內(nèi)摩擦（摩擦力來自空氣的壓縮、膨脹），部分聲能轉(zhuǎn)變成熱能，從而使聲音的能量減小。多孔性吸聲材料分類：無機(jī)纖維（如玻璃棉、巖棉等）有機(jī)纖維（如植物纖維、木質(zhì)纖維等）泡沫材料（如泡沫塑料、泡沫混凝土等）吸聲建築材料（如微孔吸聲磚）共振吸聲結(jié)構(gòu)（針對低頻雜訊控制）材料特徵：薄膜或薄板表面穿孔吸聲機(jī)理：應(yīng)用共振原理

1）聲音與薄板（薄膜）固有頻率產(chǎn)生共振

2）聲音與板後空腔氣室空氣產(chǎn)生共振共振吸聲結(jié)構(gòu)的分類微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)（小於1mm微孔）穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)（共振腔結(jié)構(gòu)）薄板或薄膜吸聲結(jié)構(gòu)（材料本身產(chǎn)生共振）二、吸聲特性的描述1）吸聲係數(shù)：a代替τI當(dāng)a＝0時，無吸聲當(dāng)a＝1時，完全吸收，無聲能反射1）吸聲係數(shù)a是頻率的函數(shù)，為研究問題方便，常用中心頻率為125，250，500，1000，2000，4000Hz的吸聲係數(shù)的平均值，稱為平均吸聲係數(shù)2）吸聲量：A：材料的總吸聲量Si：材料i的吸聲表面積(m2)可推知，吸聲量A的單位是m22）駐波管法基於振幅合成,產(chǎn)生駐波時:駐波比n波腹：波節(jié)：三、吸聲係數(shù)的測量1)混響室法（第四節(jié)中詳細(xì)講）聲強(qiáng)係數(shù)與聲壓係數(shù)之間為平方關(guān)係，即：由於a代替τI得到：比較兩種吸聲測量方法可知：基於聲音傳播方向的無規(guī)則性，混響室法測得的吸聲係數(shù)更接近材料的實(shí)際應(yīng)用環(huán)境；但測定吸聲係數(shù)較困難，兩種方法測定的吸聲係數(shù)可以進(jìn)行換算（書中121頁，表7-1）。第二節(jié)多孔材料的吸聲機(jī)理和影響吸聲性能的因素一、吸聲機(jī)理由於

當(dāng)Zsm（材料聲阻抗率）與ρc相等時，a＝1，說明材料將聲音完全吸收，但在實(shí)際應(yīng)用中不可能。理想吸聲材料要求其聲阻抗率接近於空氣的特性阻抗率。壓縮、膨脹、摩擦、產(chǎn)熱降低聲音能量二、影響吸聲性能的因素材料的厚度材料的密度材料層於剛性面間的空氣層護(hù)面層（多應(yīng)用於多孔疏鬆材料）空間吸聲體（室內(nèi)懸掛吸聲體）A：材料厚度多孔材料對高頻率聲音吸聲效果明顯，即在高頻區(qū)吸聲係數(shù)較大；多孔材料對低頻率聲音吸聲效果差，即在低頻區(qū)吸聲係數(shù)較??；隨著材料厚度的增加，吸聲最佳頻率向低頻方向移動；厚度每增加1倍，最大吸收頻率向低頻方向移動一個倍頻程；材料厚度（最佳吸收頻率下的波長）當(dāng)聲音頻率大於500Hz時，吸聲係數(shù)與厚度無關(guān)。B：材料密度（容重）隨著材料密度的增大，最大吸收係數(shù)amax向低頻方向移動.C：空氣層即：材料層與剛性面間的空氣層；當(dāng)空氣層厚度d=1/4λ時，吸聲係數(shù)a最大；對於低頻率聲音來說，λ較大，空氣層厚度也要加大，在工程上增加空氣層厚度不太合適(對於房頂可適當(dāng)增加空氣層的厚度)，一般5-10cm。D：護(hù)面層多孔材料疏鬆，無法固定，不美觀，需表面覆蓋護(hù)面層，如護(hù)面穿孔板，織物或網(wǎng)紗等；穿孔率（P），即穿孔總面積與未穿孔總面積的比值，穿孔率越大，對中高頻率聲音吸收效果越好，穿孔率越小，對低頻吸收效果越好。穿孔率的計(jì)算：1）當(dāng)圓孔為正方形排列時2）當(dāng)孔為等邊三角形排列時3）當(dāng)孔為平行狹縫時穿孔率計(jì)算：E：空間吸聲體即：將吸聲體懸掛在室內(nèi)對聲音進(jìn)行多方位吸收；吸聲體投影面積與懸掛平面投影面積的比值約等於40％時，對聲音的吸聲效率最高；該法節(jié)省吸聲材料，對工廠、企業(yè)的吸聲降噪比較適用。第二節(jié)共振吸聲結(jié)構(gòu)分類與吸聲原理一、共振吸聲結(jié)構(gòu)分類薄板或薄膜共振吸聲結(jié)構(gòu)單空腔共振吸聲體穿孔薄板共振吸聲體1）薄板（膜）共振吸聲結(jié)構(gòu)基於空氣的體積彈性量為ρc2

假設(shè)空腔厚為L，則彈性係數(shù)根據(jù)彈簧振子共振頻率代入得到：其中：M：薄板面密度,Kg/m2L:空腔厚度，cmf:Hzρ:空氣密度薄板共振吸聲結(jié)構(gòu)的應(yīng)用範(fàn)圍：薄膜吸聲結(jié)構(gòu)的共振頻率通常在200-1000Hz範(fàn)圍，最大吸聲係數(shù)約為0.3-0.4，一般作為中頻範(fàn)圍的吸聲材料。當(dāng)薄板固定在剛性面骨架上時，薄板和板後的封閉空氣層，也構(gòu)成振動系統(tǒng)，其共振頻率按書中P.128－7-8公式計(jì)算，其中K與板的彈性、骨架構(gòu)造、安裝情況有關(guān)。2）單腔共振吸聲體共振吸收頻率：其中：

S：孔面積，m2V：空腔體積，m3t：孔深度，mδ：孔口修正量，mt+δ為有效頸長，對於直徑為d的圓孔，δ＝πd/4二、擴(kuò)散聲場的聲能密度和聲壓級1、直達(dá)聲場對於點(diǎn)聲源，直達(dá)聲的聲強(qiáng)為：因?yàn)椋核裕核灾边_(dá)聲聲能密度：又由於：所以直達(dá)聲聲壓級為：2、混響聲場自由程：在室內(nèi)聲場中，聲波每相鄰兩次反射所經(jīng)過的路程。平均自由程：聲波經(jīng)過相鄰兩次反射距離的平均值（d）。由理論和實(shí)驗(yàn)均證實(shí)不論空間形狀如何，均有：其中：V為房間體積，S為房間總表面積。設(shè)聲音在1秒鐘內(nèi)傳播的距離為c米，則1秒鐘內(nèi)的平均反射次數(shù)為：設(shè)聲源單位時間發(fā)出的聲功率為W，則當(dāng)聲波被房間壁面部分吸收後剩餘的聲能量為:設(shè)混響聲平均聲能密度為，則單位時間被吸收的聲能量為：亦即：聲源提供的混響聲能量。當(dāng)單位時間內(nèi)聲源貢獻(xiàn)的混響聲能與被吸收的混響聲能相等時，體系達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，即：所以，室內(nèi)混響聲場平均聲能密度為：設(shè)：R：房間常數(shù)，m2則混響聲場平均聲能密度為：又由於直達(dá)聲聲能平均密度為：

當(dāng)室內(nèi)存在混響時，室內(nèi)某點(diǎn)的平均聲能密度應(yīng)等於直達(dá)聲和混響聲能密度之和，即：3）總聲場把直達(dá)聲場和混響聲場疊加形成總聲場。又因?yàn)槁暷苊芏扰c有效聲壓是平方正比關(guān)係，即：則：所以混響聲壓級為：

從混響聲壓級公式可看出：公式中第一項(xiàng)Lw為直達(dá)聲，第二項(xiàng)為混響聲。當(dāng)時，即r很小，聲場以直達(dá)聲為主；當(dāng)時，即r很大，聲場以混響聲為主；當(dāng)時，直達(dá)聲聲能密度與混響聲聲能密度相等，這時r稱為臨界半徑，即：當(dāng)Q＝1時的臨界半徑又稱為混響半徑。當(dāng)接受點(diǎn)與聲源距離大於臨界半徑時，即混響聲占主導(dǎo)地位，則吸聲降噪處理效果明顯；當(dāng)接受點(diǎn)與聲源距離小於臨界半徑時，即直達(dá)聲占主導(dǎo)地位，則吸聲降噪處理效果不明顯。三、室內(nèi)聲音的衰減和混響半徑混響聲：由於室內(nèi)存在混響，聲音發(fā)出後，不會立即消失，要持續(xù)一段時間，這一段時間內(nèi)持續(xù)的聲音成為“混響聲”。

當(dāng)聲音經(jīng)過第1次反射後，平均聲能密度降低為：

當(dāng)聲音經(jīng)過第2次反射後，平均聲能密度降低為：

當(dāng)聲音經(jīng)過第n次反射後，平均聲能密度降低為：由於在t秒內(nèi)總反射次數(shù)為：則t秒後的平均聲能密度為：

又由於聲能密度與有效聲壓是平方正比關(guān)係，所以有：

當(dāng)聲能密度衰減到原來的百萬分之一時所需要的時間，即聲壓級衰減60dB所需要的時間，稱為混響時間所以有：

當(dāng)聲音為高頻區(qū)聲音，聲音傳播過程中空氣吸聲不能不考慮，t秒內(nèi)傳播距離為ct，經(jīng)空氣吸收後聲能密度降為原來的e-mct，其中m為聲音衰減常數(shù)，單位為m-1（即書中第140頁，7-43公式），則t秒後平均聲能密度衰減為：則：1）當(dāng)聲音頻率低於2000Hz時，m可忽略，也即：2）當(dāng)聲音頻率低於2000Hz，且平均吸聲係數(shù)小於0.2時，有：此時混響時間為：無吸聲材料時：有吸聲材料時：由於：所以：混響室法測吸聲係數(shù)四、吸聲降噪量設(shè)吸聲前的聲壓級為：吸聲後的聲壓級為：則：當(dāng)某接受點(diǎn)遠(yuǎn)離聲源時，即：則：一般情況下，平均吸聲係數(shù)都比1小得多，所以有：

由於平均吸聲係數(shù)通常是按實(shí)測混響時間T60得到，如果T1和T2分別為吸聲前後的混響時間，則：

一般地面和壁面（牆面）平均吸聲係數(shù)為0.03左右，吸聲處理後平均吸聲係數(shù)約為0.3左右，則聲壓級衰減10dB左右。一般吸聲處理降噪10-12dB，如果平均吸聲係數(shù)要求0.5以上，則降噪處理所需要的成本增加。第四節(jié)室內(nèi)簡正方式理想聲場是完全擴(kuò)散聲場；實(shí)際聲場是不完全擴(kuò)散聲場，而是由室內(nèi)各壁面反射聲形成的駐波聲場；只有當(dāng)房間體積很大和聲波頻率很高時，才能達(dá)到近似的擴(kuò)散聲場。房間是一個複雜的多自由度振動系統(tǒng)，任一振動狀態(tài)都是由單個振動以一定的組合疊加而成，每個獨(dú)立的振動稱簡正振動，相應(yīng)的振動頻率叫簡正頻率；在連續(xù)介質(zhì)中，簡正振動實(shí)際是一種駐波，也稱簡正波，其變化情況與邊界條件有關(guān)。1）聲波的一維空間簡振（聲波沿軸相方向傳播）入射簡諧振動聲波：反射簡諧振動聲波：兩列聲波進(jìn)行合成（疊加），其合成聲波：其中：合成波振幅為Pcoskx，P＝2PiA：當(dāng)（nx=0,1,2,3……..）時，振幅有最大值（即波腹），此時有：B：當(dāng)（nx=0,1,2,3……..）時，振幅有最小值（即波節(jié)），此時有：

由於這兩列波頻率相同，所以它們之間的相位差為：設(shè)x2-x1=Lx，則：所以：當(dāng)體系滿足時，形成駐波。對應(yīng)的共振頻率為：

即在一維空間（一個頻率的聲波），每個n對應(yīng)一個簡振頻率，共有n個簡正振動方式。2）聲波的二維空間簡振（聲波沿х-у平面切向傳播）類似地可導(dǎo)出兩平面聲波在兩維空間疊加後聲壓方程為：該方程形成駐波條件為：由於：所以：其中：nx=0,1,2,3……nny=0,1,2,3……n

即在二維空間，每個nx和ny對應(yīng)一個簡振頻率，共有nx×ny個簡正振動方式。3）聲波的三維空間簡振（斜向波）同樣類推，有：則簡振方式個數(shù):其中：Lx、Ly、Lz分別為房間長、寬和高（m）

V＝Lx·Ly·Lz（即房間體積）

S＝2（Lx·Ly＋Ly·Lz＋Lx·Lz）（即房間總表面積）

L＝4（Lx＋Ly＋Lz）(即房間各邊長總和)209一、聲波透過單層勻質(zhì)構(gòu)件的傳播二、雙層隔牆三、門窗和孔隙對牆體隔聲的影響四、隔聲間的降噪量五、隔聲罩的降噪量主要內(nèi)容：2101、透射係數(shù)2、隔聲量：入射聲功率級與透射聲功率級之差，也稱傳聲損失。單位dB，同一隔聲結(jié)構(gòu)，不同的頻率具有不同的隔聲量。常用隔聲評價量2113、平均隔聲量：在工程應(yīng)用中，通常把中心頻率為125至4000Hz的6個倍頻程或100至3150Hz的16個1/3倍頻程的隔聲量作算術(shù)平均。4、插入損失：吸聲、隔聲結(jié)構(gòu)設(shè)置前後的聲功率級的差(IL)。212一、聲波透過單層勻質(zhì)構(gòu)件的傳播入射聲波和質(zhì)點(diǎn)速度方程分別為：空氣反射聲波和質(zhì)點(diǎn)速度方程分別為：213在固體媒質(zhì)Ⅱ中的透射波及反射波的聲壓和質(zhì)點(diǎn)速度分別為：214聲波透過隔層後在另一側(cè)的聲壓和質(zhì)點(diǎn)速度為：由x=0處介面上的聲壓連續(xù)和法向質(zhì)點(diǎn)速度連續(xù)條件可得到：215由x=D處的聲壓連續(xù)和法向質(zhì)點(diǎn)速度連續(xù)條件得：將以上4個等式聯(lián)立求解，得到：216如果D《λ，即k2D《1，則sink2D≈k2D，cosk2D≈1，有由於p1c1《p2c2，上式可簡化為：令M＝p2D為固體媒質(zhì)的面密度，公斤/米2，則有：217所以該固體媒質(zhì)的隔聲量為：

這即是隔聲中常用的“品質(zhì)定律”。公式表明：隔聲量與牆體品質(zhì)和聲音頻率有關(guān)。

實(shí)際工程中，需要估算單層牆對各頻率的平均隔聲量，在入射頻率100-3200Hz範(fàn)圍內(nèi)求平均，用平均隔聲量表示，則：M≤200kg/m2M＞200kg/m2218吻合效應(yīng)：由於構(gòu)件本身具有一定的彈性，當(dāng)聲波以某一角度入射到構(gòu)件上時，將激起構(gòu)件的彎曲振動，當(dāng)一定頻率的聲波以某一角度投射到構(gòu)件上正好與其所激發(fā)的構(gòu)件的彎曲振動產(chǎn)生吻合時，構(gòu)件的彎曲振動及向另一面的聲輻射都達(dá)到極大，相應(yīng)隔聲量為極小，這一現(xiàn)象稱為“吻合效應(yīng)”，相應(yīng)的頻率為“吻合頻率”。

如果一聲波以一定角度θ投射到構(gòu)件上時，若發(fā)生吻合效應(yīng)，則有：1）當(dāng)入射波頻率高於λb對應(yīng)的頻率時，均有其相應(yīng)的吻合角度產(chǎn)生吻合效應(yīng)；2）當(dāng)入射波頻率低於λb對應(yīng)的頻率時，即相應(yīng)的波長λ大於自由彎曲波長λb時，由於sinθ值不可能大於1，便不會產(chǎn)生吻合效應(yīng)。λb為薄板自由彎曲波長219

固體隔牆中彎曲波的波長由固體本身的彈性性質(zhì)所決定，引起吻合效應(yīng)的條件由聲波的頻率與入射角決定。

產(chǎn)生吻合效應(yīng)的頻率和吻合效應(yīng)的臨界頻率（sinθ＝1時）的計(jì)算見書中P.152，公式8-17和8-18。

單層牆的隔聲性能與入射波的頻率有關(guān)，其頻率特性取決於隔聲牆本身的單位面積的品質(zhì)、剛度、材料的內(nèi)阻尼以及牆的邊界條件等因素。見書中圖8-5。勁度控制、阻尼控制、品質(zhì)控制、吻合控制220

品質(zhì)控制區(qū)是隔聲研究的重要區(qū)域。在這一區(qū)域，構(gòu)件面密度越大，其慣性阻力也越大，也就不易振動，所以隔聲量也越大。通常把隔聲量隨品質(zhì)增大而遞增的規(guī)律，稱為隔聲的“品質(zhì)定律”。221二、雙層隔牆1、隔聲原理

雙層間的空氣層可看作與兩板相連的彈簧，當(dāng)聲波入射到第一層牆透射到空氣層時，空氣的彈性形變具有減振作用，傳遞到第二層牆的振動減弱，從而提高牆體的總隔聲量。其隔聲量等於兩單層牆的隔聲量之和，再加上空氣層的隔聲量。

對於單層牆的隔聲計(jì)算已很複雜，雙層牆的隔聲計(jì)算就更麻煩了，要有九個聲壓方程，由四個邊界條件得到八個方程組。為討論問題方便，只討論兩層薄牆的透射，即假定入射聲波的波長比每層牆都大的多，聲波入射時就象活塞一樣做整體運(yùn)動，牆的兩個面上的振動速度一樣。222由於忽略了牆本身的厚度，所以牆兩邊邊界處的媒質(zhì)質(zhì)點(diǎn)應(yīng)與牆體具有相同的振動速度，即當(dāng)x=0時，有：由複變函數(shù)理論，可知：所以聲波運(yùn)動方程可寫成：223將u1代入上式方程得到：同樣，對於x=D處的第二牆，其速度及運(yùn)動方程分別為：224將x=0和x=D分別代入上述方程，經(jīng)過複雜運(yùn)算，即可解出入射聲壓與透射聲壓幅值之比（公式1）所以雙層牆的傳聲損失為：225當(dāng)入射聲波頻率很低時，即：則：226

當(dāng)公式中虛數(shù)項(xiàng)為0時，即入射聲波與透射聲波同相時，傳聲損失最小，此時雙層牆發(fā)生共振，共振頻率近似為：頻率比f0稍高時，傳聲損失公式可改成：當(dāng)頻率更高時，公式不能成立。227當(dāng)頻率提高使空氣層厚度大於空氣層中聲波半波長時，即傳聲損失要考慮空氣和壁面的吸聲，高頻的傳聲損失由理論推出近似為：其中：Sw為隔牆面積，S為兩隔牆的總面積。雙層隔牆的實(shí)際估算見P157，公式8-28和8-29。228堅(jiān)實(shí)薄板護(hù)面層阻尼材料吸聲材料多層複合隔聲結(jié)構(gòu)229三、門窗和孔隙對牆體隔聲的影響

隔聲量由聲能透射係數(shù)決定，組合件的隔聲量由組合件的平均聲能透射係數(shù)決定。組合件的平均透射係數(shù)為：例如：在一垛總面積為22米2的磚牆上有一扇2米2的普通木門，對中心頻率為1000Hz的倍頻帶聲能，其透射係數(shù)分別為10-5和10-2，即隔聲量分別為50dB和20dB。此時組合牆的平均透射係數(shù)為：230因此，組合牆的總平均隔聲量為：

(dB)四、隔聲間的降噪量（牆壁有吸聲性能的情況下）其中，A為隔聲間內(nèi)表面的總吸聲量，

S為隔聲間內(nèi)表面的總面積，為隔聲間的平均隔聲量。231例：某隔聲間對雜訊源一側(cè)用一堵22m2的隔聲牆相隔，該的傳聲損失為50dB，在牆上開一個面積為2m2的門，該門的傳聲損失為20dB，又開了一個面積為4m2的窗戶，該窗戶的傳聲損失為30dB。求開了門窗之後使?fàn)濗w的隔聲量下降了多少？解：由傳聲損失可知，牆、門和窗的透射係數(shù)分別為10-5、10-2和10-3，所以隔聲牆組合體的平均透射係數(shù)為：則組合體的隔聲量比原牆的隔聲量下降為：232五、隔聲罩的降噪量由於插入損失的運(yùn)算式為：

消聲器是消減氣流雜訊的裝置，把它接在管道中或進(jìn)、排氣口上，能讓氣流通過，對雜訊具有一定的消減作用。第一節(jié)消聲器的分類、評價和設(shè)計(jì)程式對一個好的消聲器要有五個方面的基本要求：1）在消聲性能上的要求。要求具有較高的消聲值和較寬的消聲頻率，也就是說要在所需要的消聲頻率範(fàn)圍有足夠大的消聲量；2）空氣動力性能上的要求。消聲器對氣流的阻力要小，安裝消聲器後所增加的阻力損失要控制在實(shí)際容許的範(fàn)圍內(nèi)；3）機(jī)械結(jié)構(gòu)性能上的要求。消聲的體積要小，重量要輕，結(jié)構(gòu)簡單，便於加工，安裝和維修4）外形和裝飾上的要求。符合實(shí)際安裝空間的需要，美觀大方，表面裝飾與設(shè)備相協(xié)調(diào)5）價格費(fèi)用要求。價格便宜，使用壽命長。二、消聲器的聲學(xué)性能評價量1）插入損失（LIL）即系統(tǒng)中插入消聲器前後在系統(tǒng)外某點(diǎn)測得的聲功率之差。2）傳聲損失（TL）即消聲器進(jìn)出口端聲功率級之差。3）減噪量（LNR）即消聲器進(jìn)出口端測得的平均聲壓級之差。4）衰減量（LA）即消聲器內(nèi)部兩點(diǎn)間的聲壓級的差值，通常用消聲器的單位長度的衰減量（dB/m）來表徵消聲器內(nèi)聲傳播特性。一、消聲器的分類與適用範(fàn)圍1）阻性消聲器（如P.177圖9-1）：包括的形式：直管式、片式、折板式、聲流式、蜂窩式、彎頭式等。消聲的頻率特性：具有中、高頻消聲性能。適用範(fàn)圍：消除風(fēng)機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣雜訊（即氣體流速不大的情況）。消聲原理：利用吸聲材料消聲。把吸聲材料固定在氣流通道內(nèi)壁或按一定的方式在管道中排列起來，就構(gòu)成了阻性消聲器，與電學(xué)類比，吸聲材料就相當(dāng)於電阻，故稱阻性消聲器。2）抗性消聲器包括的形式：擴(kuò)張室式（如P.181圖9-3）、共振腔式（如P.184圖9-7）、干涉型（如P.188圖9-10）。消聲的頻率特性：具有低、中頻消聲性能。適用範(fàn)圍：消除空壓機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、汽車排氣雜訊（較高氣速的情況）。消聲原理：通過控制聲抗的大小來進(jìn)行消聲的。與阻性消聲器不同，它不使用吸聲材料而是在管道上接截面積突變的管段或旁接共振腔，利用聲阻抗的改變，使某些頻率的聲波在聲阻抗突變的介面發(fā)生反射、干涉等現(xiàn)象，從而在消聲器的外測，達(dá)到了消聲的目的。3）阻抗複合式消聲器（如：P.190，圖9-12和P.191圖9-13）包括的形式：阻－擴(kuò)型、阻－共型、阻－擴(kuò)－共型等。消聲的頻率特性：具有低、中、高頻消聲性能。適用範(fàn)圍：消除鼓風(fēng)機(jī)、大型風(fēng)洞、試車臺雜訊。消聲原理：把阻性與抗性兩種消聲原理通過適當(dāng)結(jié)構(gòu)複合起來而構(gòu)成的。可定性地認(rèn)為阻性和抗性在同一頻帶的消聲值的疊加（並非簡單的疊加關(guān)係）。4）微穿孔板消聲器包括的形式：單層微穿孔板、雙層微穿孔板等。消聲的頻率特性：寬頻帶消聲性能。適用範(fàn)圍：適於高溫、潮濕有水、有油霧及特別清潔衛(wèi)生的場合。消聲原理：利用微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)製成的消聲器。5）噴注耗散型消聲器（也稱擴(kuò)散式消聲器）包括的形式：小孔噴注型（如P.194圖9-15）、降壓擴(kuò)容型、多孔擴(kuò)散型（如P.195圖9-16）、引射摻冷型（如P.198圖9-19）。消聲的頻率特性：寬頻帶消聲性能。適用範(fàn)圍：消除壓力氣體排放雜訊，如鍋爐排氣、高爐放氣、化工廠工藝氣體放散。原理：不是在聲音發(fā)出後進(jìn)行消除，而是從發(fā)生機(jī)理上使干擾雜訊減小。噴注雜訊值頻率與噴口直徑成反比，如果噴口直徑變小，噴口輻射的雜訊能量將從低頻移向高頻，於是低頻雜訊被降低，而高頻雜訊反而升高，如果孔徑小到一定值時，噴注雜訊將移到人耳不敏感的頻率範(fàn)圍。6）噴霧消聲器（如P.197圖9-17）消聲的頻率特性：低頻消聲性能。適用範(fàn)圍：消除高溫蒸汽排放雜訊。7）電子消聲器（如P.189圖9-11）消聲的頻率特性：寬頻帶消聲性能。適用範(fàn)圍：用於低頻消聲的一種輔助。原理：噴淋水霧改變介質(zhì)的密度，即增加聲阻抗。原理：人為地產(chǎn)生一個幅值相同而相位相反的聲波，使兩列聲波在一定的空間區(qū)域相互干涉而抵消，達(dá)到降噪目的。三、消聲器的設(shè)計(jì)程式1）雜訊源的調(diào)查和特性分析（聲源解析、周圍自然環(huán)境和聲學(xué)環(huán)境條件等）2）雜訊標(biāo)準(zhǔn)的確定（根據(jù)評價區(qū)周圍環(huán)境要求及國家相關(guān)聲環(huán)境品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)和雜訊排放標(biāo)準(zhǔn)）3）消聲量的計(jì)算（根據(jù)管道截面，確定消聲器通道結(jié)構(gòu)；根據(jù)降噪要求，決定消聲器的長度）4）選擇消聲器的類型（根據(jù)雜訊的頻譜，選定消聲器的種類）5）檢驗(yàn)（驗(yàn)算消聲頻率範(fàn)圍）第二節(jié)阻性消聲器一、阻性消聲器的聲衰減量其中：L－消聲器氣流通道斷面周長，mS－消聲器的氣流通道截面積，m2

l－消聲器的有效長度，mφ(a0)－與材料的吸聲係數(shù)有關(guān)的消聲係數(shù)H.J.賽賓經(jīng)驗(yàn)公式：降噪量與材料吸聲性能和周長/截面比有關(guān)。理論計(jì)算公式：例1、選用同一種吸聲材料（平均吸聲係數(shù)為0.46）襯貼的消聲管道，管道有效長度為2m，管道有效截面積1500cm2。當(dāng)截面形狀分別為圓形、正方形和1：5矩形時，試問哪種截面形狀的聲音衰減量最大？哪種最?。拷猓河晒剑阂?yàn)楣艿赖挠行е睆綖椋簞t管道斷面有效周長為：1）當(dāng)管道為圓形時2）當(dāng)管道截面為正方形時則管道斷面周長為：所以，3）當(dāng)管道截面為1：5矩形時則管道斷面長和寬分別為：則管道斷面周長為：所以，因此，有：LA3＞LA2

＞LA1即：管道截面為矩形的聲音衰減量最大，截面為圓形管道聲音衰減量最小。二、高頻失效頻率（即消聲性能下降的頻率）基於高頻率聲音的方向性強(qiáng)，與管壁的吸聲材料接觸減少。其中：D－消聲通道截面平均邊長（當(dāng)量直徑），m圓形管道為直徑；矩形管道為邊長平均值，其他管道取面積的開方值。當(dāng)頻率每增加一個倍頻帶，其消聲量約下降1/3，其經(jīng)驗(yàn)估算公式為：其中：R’－高於失效頻率的某倍頻帶的消聲量；

R－失效頻率處的消聲量（作為參考值）；

N－高於失效頻率的倍頻程頻帶數(shù)。三、氣流對阻性消聲器性能的影響主要表現(xiàn)在兩個方面：1）氣流的存在改變了消聲器內(nèi)聲衰減規(guī)律（特別是高速氣流）2）氣流在消聲器內(nèi)產(chǎn)生一種附加雜訊，即氣流再生雜訊A：順流時（氣流與聲傳播方向一致），由於氣體流速在管道內(nèi)不均一，根據(jù)折射原理，聲波向管壁彎曲，促進(jìn)消聲降噪；B：逆流時（氣流與聲傳播方向相反），聲波向管道中心彎曲，導(dǎo)致聲波與吸聲材料接觸機(jī)會減少，不利於消聲降噪。

氣流經(jīng)過消聲器通道時，因局部阻力或摩擦阻力而產(chǎn)生湍流，相應(yīng)輻射一些雜訊；氣流激發(fā)消聲器構(gòu)件振動而輻射雜訊。在直通管道消聲器內(nèi)氣流再生雜訊的估算公式為：其中：LA’－氣流再生雜訊

ν－消聲器內(nèi)氣流速度，m/s

一個消聲器具體應(yīng)用到現(xiàn)場時，氣流究竟對它的性能影響有多大，需結(jié)合雜訊源強(qiáng)度、氣流速度大小以及消聲器結(jié)構(gòu)等