噪聲控制技術

1、噪聲控制技術教案魏明寶緒論噪聲定義：人們不需要的聲音。它包括雜亂無章的和影響人們工作、休息、睡眠的各種不協(xié)調(diào)聲音，甚至談話聲、腳步聲、不需要的音樂聲都是噪聲。與人們接觸時間最長、危害最廣泛、治理最因難的噪聲是生活和社會活動所產(chǎn)生的噪聲。生活噪聲雖然不會對人產(chǎn)生生理危害，但會使人煩噪、心神不定，干擾休息和工作。1噪聲控制技術課程的性質和內(nèi)容噪聲控制技術是聲學理論在環(huán)境科學中的應用，是一門迅速發(fā)展的邊線性應用學科，它涉及機械、建筑、材料、電子、環(huán)境、儀器乃至醫(yī)學等多個領域，呈現(xiàn)多元化的發(fā)展趨勢。通過本門課程的學習，培養(yǎng)學生具有噪聲控制儀器設備使用、選型和噪聲治理方案選擇的能力，掌握隔聲、吸聲、消聲

2、及隔振阻尼等控制技術的原理、特點、計算及應用，學會噪聲影響評價的原則方法。2噪聲控制技術的發(fā)展隨著社會經(jīng)濟科技的發(fā)展，環(huán)境問題已被國際社會公認為是影響21世紀可持續(xù)發(fā)展的關鍵性問題，而噪聲污染更是成為21世紀首要攻克的環(huán)境問題之一。人類社會在進步，科技在發(fā)展，人們的環(huán)境意識也在不斷增強。近幾年來，在噪聲污染控制領域，無論在技術上，還是政策管理方面，都有長足的進步，效果非常顯著。從20世紀70年代到90年代，噪聲控制技術日益成熱，目前世界上常用的噪聲控制技術有消聲、吸聲、消聲、隔振阻尼等。主要是在聲源、噪聲傳播途徑及接受點上進行控制和處理。從噪聲源和振動源上進行噪聲控制，既是最積極主動、有效合理

3、的措施，也是工業(yè)生產(chǎn)中噪聲控制的努力方向之一。有源降噪技術自1947年美國H.F.奧爾森首次提出后，引起了世界各國的廣泛興趣。1953年，H.F.奧爾森等人又提出了“電子吸聲器”并付之實用。20世紀60一70年代，英、法、蘇等國把單個有源消聲擴展為多通道系統(tǒng)和組合次級聲源，并成功地將其應用于管道消聲。1980年，法國特配有微處理的有源泊聲器裝置應用于2.2kw的實驗室柴油機，在20250Hz范圍內(nèi)可降低噪聲20dB。近年來，國內(nèi)不少大專院校、科研設計單位及工廠企業(yè)開展了產(chǎn)品低噪聲化研究、實踐，深入分析研究各種噪聲源的發(fā)聲機理及其傳播途徑，研制成功并批量生產(chǎn)了20余種低噪聲產(chǎn)品.例如低噪聲軸流風

4、機、低噪聲離心風機、低噪聲羅茨鼓風機等。噪聲控制的進步還體現(xiàn)在政策管理方面，我國早在20世紀70年代就特保護環(huán)境確立為一項基本國策，并制定了各種環(huán)境規(guī)劃，努力實現(xiàn)經(jīng)濟效益、社會效益和環(huán)境效益相統(tǒng)一。近10年來，國家和地方各級政府建立健全了環(huán)境保護管理機構、環(huán)境監(jiān)測管理系統(tǒng)以及環(huán)保產(chǎn)品質員監(jiān)督檢驗體系，頒布了環(huán)境噪聲污染防治法和各種噪聲與振動限值標準及測民方法，使噪聲控制有法可依，有標準可循。3.噪聲控制技術課程的學習要求和方法(1)學習要求噪聲控制技術是門理論性和實踐性非常強的課程，學習要求如下；掌握噪聲的產(chǎn)生、傳播相接收的原理、噪聲的物理量度、噪聲的傳播特性危害、噪聲源的分類、噪聲控制的基本

5、途徑；掌握噪聲測設儀器的使用、測點的選擇、測量方法的選擇、噪聲源聲功級的測量和聲壓級差的測量；掌握隔聲聲原理、隔聲裝置的類型、特點及選擇；掌握消聲原理、消聲器的類型、特點及選擇；掌握吸聲原理、吸聲材料與結構、了解吸聲設計的原則、程序、計算；掌握隔振原理、隔振器的類型及特點，了解隔振設計，掌握阻尼原理及常見阻尼材料的性質；掌握噪聲環(huán)境影響評價的評價對象、現(xiàn)狀調(diào)查、評價標度、預測評價以及控制方案的選擇；熟練掌握有關噪聲監(jiān)測與控制的操作。(2)學習方法為了學好本門課程，建議學生采用以下學習方法。切實掌據(jù)有關課程的相關知識，特別是物理學中的聲學知識機械設備、材料科學、建筑知識有密切關系，建議在學習時注

6、意；本課程是實踐性較強的課程，學習時要特別重視理論聯(lián)系實際，要多觀察、多分析；在學習的過程中，應注意加強動手能力的培養(yǎng)，掌握常見儀器設備的使用維護。1噪聲控制基礎11噪聲及其類型隨著現(xiàn)代工業(yè)、建筑業(yè)和交通運輸業(yè)的迅速發(fā)展，各種機械設備、交通運輸工具在急劇增加，噪聲污染日益嚴重，它影響和破壞人們的正常工作和生活，危害人體健康，已經(jīng)成為當今社會四大公害之一。在中華人民共和國環(huán)境噪聲污染防治法中，環(huán)境噪聲是指在工業(yè)生產(chǎn)、建筑施工、交通運輸和社會生活中所產(chǎn)生的影響周圍生活環(huán)境的聲音。111聲音的產(chǎn)生在日常生活中充滿著各種各樣的聲音，有談話聲、廣播聲、各種車輛運動聲、工廠的汽笛聲和各種機器聲等等。人們的

7、一切活動離不開聲音，正因為有了聲音，人們才能進行交談，才能從事生產(chǎn)和社會實踐活動。如果沒有聲音，整個世界將處于難以想像的寂靜之中。可見聲音對人類是非常重要的。那么，聲音是怎樣產(chǎn)生的呢?空氣中的各種聲音，不管它們具有何種形式，它們都是由于物體的振動所引起的。敲鼓時聽到了鼓聲，同時能摸到鼓面的振動。喇叭發(fā)出聲音是由于紙盆或音膜在振動。人能講話是由于喉頭聲帶的振動。汽笛聲、噴氣飛機的轟鳴聲，是因為排氣時氣體振動而產(chǎn)生的?？傊矬w的振動是產(chǎn)生聲音的根源。發(fā)出聲音的物體稱為聲源。聲源發(fā)出的聲音必須通過中間媒質才能傳播出去。人們最熟悉的傳聲媒質就是空氣。除了氣體外，液體和固體也都能傳播聲音。聲音是如何通

8、過媒質傳播的呢?以音箱的紙盆為例，當聲音信號通人音箱時，紙盆在它原來靜止住置附近來回振動，帶動了它相鄰近的空氣層質點，使它們產(chǎn)生壓縮或膨脹運動。由于空氣分子間有一定的彈性，這一局部區(qū)域的壓縮或膨脹又會影響和促使下一鄰近空氣層質點發(fā)生壓縮或膨脹的運動。如此由近及遠相互影響，就會把紙盆的這一振動以一定的速度沿著媒質向各方向傳播出去。這種振動傳到耳朵，引起耳內(nèi)鼓膜的振動，通過聽覺神經(jīng)使我們感覺到聲音。這種向前推進著的空氣振動稱為聲波。有聲波傳播的空間叫聲場。當聲振動在空氣中傳播時空氣質點并不被帶走，它只是在原來位置附近來回振動，所以聲音的傳播是指振動的傳遞。物體振動產(chǎn)生聲音，如果物體振動的幅度隨時間

9、的變化如正弦曲線那樣，那么這種振動稱為簡諧振動。物體作簡諧振動時周圍的空氣質點也作簡諧振動。物體離開靜止位置的距離稱位移X,最大的位移叫振幅a,簡諧振動位移與時間的關系可表示為X=sin(2nft+),其中f為頻率，(2nnft+巾)叫簡諧振動的相位角，它是決定物體運動狀態(tài)的重要物理量，表示t=o時的相位角叫初相位。振幅a的大小決定了聲音的強弱。物體在1s內(nèi)振動的次數(shù)稱為頻率，單位為赫茲(Hz)，簡稱赫。每秒鐘振動的次數(shù)愈多，其頻率愈高，人耳聽到的聲音就愈尖，或者說音調(diào)愈高。人耳并不是對所有頻率的振動都能感受到的。一般說來。人耳只能聽列頻率為20一20000Hz的聲音，通常把這一頻率范圍的聲音

10、叫音頻聲：低于20Hz的聲音叫次聲，高于20000Hz的聲音叫超聲。次聲和超聲人耳都不能聽到，僅有些動物卻能聽到，例如老鼠能聽到次聲，蝙蝠能感受到超聲。振動在媒質中傳播的速度叫聲速。在任何一種媒質中的聲速取決于該媒質的彈性和密度。聲音在空氣中的傳播速度還隨空氣溫度的升高而增加。聲音在不同媒質中傳播的速度也是不同的，在液體和固體中的傳播速度一般要比在空氣中快得多，例如在水中聲速為1450m/s,而在鋼中則為5000m/so聲波中兩個相鄰的壓縮區(qū)或膨脹區(qū)之間的距離稱為波長入，單位為m。波長、頻率和速度間存在如下的關系：入二c/f二cT其中T為周期，是物體來回振動一次所需的時間。因此波長是聲音在一個

11、周期的時間中所行進的距離。波長和頻率成反比，頻率愈高，波長愈短，頻率愈低，波長愈長。112噪聲的概念物體的振動能產(chǎn)生聲音，聲波經(jīng)空氣媒介的傳遞使人耳感覺到聲音的存在。但是，我們聽到的聲音有的很悅耳，有的卻很難聽甚至使人煩躁，那是什么道理呢?從物理學的角度講，聲音可分為樂音和噪聲兩種。當物體以某一固定頻率振動時，耳朵聽到的是具有單一音調(diào)的聲音，這種以單一頻率振動的聲音稱為純音。但是，實際物體產(chǎn)生的振動是很復雜的，它是由各種不同頻率的許多簡諧振動所組成的，把其中最低的頻率稱為基音，比基音高的各頻率稱為泛音。如果各次泛音的頻率是基音頻率的整數(shù)倍，那么這種泛音稱為諧音?；艉透鞔沃C音組成的復合聲音聽起

12、來很和諧悅耳，這種聲音稱為樂音。鋼琴、提琴等各種樂器演奏時發(fā)出的聲音就具有這種特點。這些聲音隨時間變化的波形是有規(guī)律的，而它所包含的頻率成如果物體的復雜振動有許許多多頻率組成，而各頻率之間彼此不成簡單的整數(shù)比，這樣的聲音聽起來就不悅耳也不和諧，還會使人產(chǎn)生煩噪。這種頻率和強度都不同的各種聲音雜亂地組合而產(chǎn)生的聲音就稱為噪聲。圖11是樂音與噪聲的波形及其頻譜。各種機器噪聲之間的差異就在于它所包含的領率成分和其相應的強度分布都不相同，因而使噪聲具有各種不同的種類和性質。從環(huán)境和生理學的觀點分析，凡使人厭煩的、不愉快的和不需要的聲音都統(tǒng)稱為噪聲，它包括危害人們身體健康的聲音，干擾人們學習、工作和休息

13、的聲音及其他不需要的聲音。113噪聲的類型一般來說，噪聲主要分為過響聲、妨礙聲、不愉快聲、無影響聲等幾類。過響聲是指很響的聲音，如噴氣發(fā)動機排氣聲，大炮射擊的轟鳴聲等。妨礙聲是指一些聲音雖不太響但它妨礙人們的交談、思考、學習和睡眠的聲音。像摩擦聲、剎車聲、吵鬧聲等噪聲稱為不愉快聲。人們生活中習以為常的如室外風聲、雨聲、蟲嗚聲等聲音稱為無影響聲。根據(jù)噪聲源的不同，噪聲可分為工業(yè)噪聲、交通噪聲和生活噪聲三種。工業(yè)噪聲是指工廠在生產(chǎn)過程中由于機械層動、摩擦撞擊及氣流擾動產(chǎn)生的噪聲。例如像化工廠的空氣壓縮機、鼓風機和鍋爐排氣放空時產(chǎn)生的噪聲，都是由于空氣振動而產(chǎn)生的氣流噪聲。球磨機、粉碎機和織布機等產(chǎn)

14、生的噪聲，是由于固體零件機械振動或摩擦撞擊產(chǎn)生的機械噪聲。交通噪聲是指飛機、火車、汽車和拖拉機等交通運輸工具在飛行和行駛中所產(chǎn)生的噪聲。生活噪聲是指街道以及建筑物內(nèi)部各種生活用品設備和人們?nèi)粘；顒铀a(chǎn)生的噪聲。工業(yè)噪聲、城市交通噪聲和生活噪聲也是構成環(huán)境噪聲的三個主要來源。噪聲使人感到煩惱，強的噪聲還會給人體健康帶來危害。114噪聲的危害噪聲的危害是多方面的，噪聲不僅對人們正常生活和工作造成極大干擾，影響人們交談、思考，影響人的睡眠，使人產(chǎn)生煩躁、反應遲鈍，工作效率降低，分散人的注意力，引起工作事故，更嚴重的情況是噪聲可使人的聽力和健康受到損害。噪聲的強度愈大、頻率愈高、作用時間愈長、個人耐力

15、愈小，則危害愈嚴重。據(jù)統(tǒng)計資料表明，80dB(A)以下的噪聲不會引起噪聲性耳聾；80-85dB(A)的噪聲會造成輕微的聽力損傷；85一100dB(A)的噪聲會造成一定數(shù)量的噪聲性耳聾；而在100dB(A)以上時，貝9造成相當大數(shù)量的噪聲性耳聾。人在沒有思想準備的情況下，強度極高的暴震性噪聲(如突然放炮、爆炸時)可使聽力在一瞬間永久喪失，即產(chǎn)生爆震性耳聾，這時，人的聽覺器官將遭受嚴重創(chuàng)傷。噪聲對人體健康的影響是多方面的。噪聲作用于人的中樞神經(jīng)系統(tǒng)，使人們大腦皮層的興奮與抑制平衡失調(diào)，導致條件反射異常，使腦血管張力遭到損害。這些生理上的變化，在早期能夠恢復原狀，但時間一久，就會導致病理上的變化，使

16、人產(chǎn)生頭痛、腦脹、耳鳴、失眠、心慌、記億力衰退和全身疲乏無力等癥狀。噪聲作用于中樞神經(jīng)系統(tǒng)還會影響胎兒發(fā)育，造成胎兒畸形，并且妨礙兒童智力發(fā)育。噪聲對消化系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)也有嚴重不良影響，會造成消化不良、食欲不振、惡心嘔吐，從而導致胃病及胃潰瘍病的發(fā)病率提高，使高血壓、動脈硬化和冠心病的發(fā)病率比正常情況高出23倍。噪聲對視覺器官也會造成不良影響。據(jù)調(diào)查，在高噪聲環(huán)境下工作的人常有眼病、視力減退、眼花等癥狀。同時噪聲對儀器設備的使用也會有嚴重影響，強噪聲會使機械結構因聲疲勞而斷裂釀成事故，使建筑物遭受破壞，如墻壁開裂、屋頂掀起、玻璃展碎、煙囪倒塌等。12噪聲的聲學特征噪聲與樂音相比，它們具有許多

17、相同的聲學特征，也有不同的特點。為了對噪聲進行控制和治理，必須對噪聲的聲學特征、噪聲頻譜進行分析。本節(jié)主要學習噪聲的物理度量和噪聲的主觀評價量、包括聲壓、聲強、聲功率、聲壓級、聲強級、聲功率級、響度和響度級等基本概念。121噪聲的物理量度1211聲壓與聲壓級當沒有聲波存在、大氣處于靜止狀態(tài)時，其壓強為大氣壓強P。當有聲波存在時，局部空氣產(chǎn)生壓縮或膨脹，在壓縮的地方壓強增加，在膨脹的地方壓強減少，這樣就在原來的大氣壓上又疊加了一個壓強的變化。這個疊加上去的壓強變化是由于聲波而引起的，稱為聲壓，用P表示。一般情況下，聲壓與大氣壓相比是極弱的。聲壓的大小與物體的振動有關，物體振動的振幅愈大，則壓強的

18、變化也愈大，因而聲壓也愈大，我們聽起來就愈響，因此聲壓的大小表示了聲波的強弱。當物體作簡揩振動時，空間各點產(chǎn)生的聲壓也是隨時間作簡諧變化，某一瞬間的聲壓稱為瞬時聲壓。在一定時間間隔中將瞬時聲壓對時間求方均根值即得有效聲壓。一般用電子儀器測得的聲壓即是有效聲壓。因此習慣上所指的聲壓往往是指有效聲壓，用pe表示，它與聲壓幅值pA之間的關系為衡量聲壓大小的單位在國際單位制中是帕斯卡，簡稱帕，符號是Pa。日常生活中所遇到的各種聲音，其聲壓數(shù)據(jù)舉例如下。正常人耳能聽到的最弱聲音2x105Pa織布車間2Pa普通說話聲(lm遠處)2x10-2Pa柴油發(fā)動機、球磨機20Pa公共汽車內(nèi)02Pa噴氣飛機起飛200

19、Pa從以上列舉的數(shù)據(jù)可以看到，正常人耳能聽到的最弱聲壓為2x10-5Pa,稱為人耳的“聽”當聲壓達到20Pa時，人耳就會產(chǎn)生疼痛的感覺，20Pa為人耳的“痛閾”“聽”與“痛”的聲壓之比為一百萬倍。由于正常人耳能聽到的最弱聲音的聲壓和能使人耳感到疼痛的聲音的聲壓大小之間相差一百萬倍，表達和應用起來很不方便。同時，實際上人耳對聲音大小的感受也不是線性的，它不是正比于聲壓絕對值的大小，而是同它的對數(shù)近似成正比。因此如果將兩個聲音的聲壓之比用對數(shù)的標度來表示，那么不僅應用簡單，而且也接近于人耳的聽覺特性。這種用對數(shù)標度來表示的聲壓稱為聲壓級，它用分貝來表示。某一聲音的聲壓級定義是：該聲音的聲壓A與一某

20、參考聲壓AM的比值取以10為底的對數(shù)再乘20,即Lp=2Olgp/p0Lp為聲壓級，單位分貝，記作dB,po是參考聲壓，國際上規(guī)定P。=2X10-5Pa這就是人耳剛能聽到的最弱聲音的聲壓值。當聲壓用分貝表示時，巨大的數(shù)字就可以大大地簡化。聽的聲壓為2xl0-5Pa，其聲壓級就是0。普通說話聲的聲壓是2xl0-2Pa，代入上式可得與此聲壓相應的聲壓級為60dB。使人耳感到疼痛的聲壓是20Pa，它的聲壓級則為120dB。由此可見，當采用聲壓級的概念后，聽與痛的聲壓之比從100萬倍的變化范圍變成0120dB的變化。所以“級”的大小能衡量聲音的相對強弱。1212聲強與聲強級聲波的強弱可以用好幾種不同的

21、方法來描述，最方便的一般是測量它的聲壓，這要比測量振動位移、振動速度更方便更實用。但是有時我們卻需要直接知道機器所發(fā)出噪聲的聲功率，這時就要用聲能量和聲強來描述。任何運動的物體包括振動物體在內(nèi)都能夠作勸，通常說他們具有能量，這個能量來自振動的物體，因此聲波的傳播也必須伴隨著聲振動能量的傳遞。當振動向前傳播時，振動的能量也跟著轉移。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，稱為聲音的強度或簡稱聲強，用I表示，單位是w/m2。聲強的大小可用來衡旦聲音的強弱，聲強愈大，我們聽到的聲音愈響；聲強愈小，我們感覺的聲音愈輕。聲強與離開聲源的距離有關，距離越遠，聲強就越小。例如火車開出月臺后，愈走愈

22、遠，傳來的聲音也原來愈輕。與聲壓一樣，聲強也可用“級”來表示，即聲強級L,它的單位也是分貝(dB),定義為：LI=101gI/I0=10lgI+120其中I。為參考聲強，I=10-12w/m2，它相當于人耳能聽到最弱聲音的強度。聲強級與聲壓級的關系是：L=L+101g400/pc媒質的Pc隨媒介的溫度和氣壓而改變。如果在測量條件時恰好Pc=400，則LI=LpO對一般情況，聲強級與聲壓級相差一修正項10lg400/Pc，數(shù)值是比較小的。卩例如在室溫20C和標推大氣壓下，聲強級比聲壓級約小0.1dB，這個差別可略去不計，因此在一般情況下認為聲強級與聲壓級的值相等。1213聲功率與聲功率級聲功率為

23、聲源在單位時間內(nèi)輻射的總能量，用符號W表示，通常采用瓦(w)功率的單位。聲強和聲源輻射的聲功率有關，聲功率愈大，在聲源周圍的聲強也大，兩者成正比，它們的關系為：I=W/S其中，S為波陣面面積。如果聲源輻射球面波，那么在離聲源為r處的球面上各點的聲強為：I=W/4nr2從這個式子可以知道，聲源輻射的聲功率是恒定的，但聲場中各點的聲強是不同的，它與距離的平方成反比。如果聲源放在地面上，聲波只向空中輻射，這時I=W/2nr2聲功率是衡量噪聲源聲能輸出大小的基本量。聲壓依賴于很多外在因素，如接收者的距離、方向、聲源周圍的聲場條件等，而聲功率不受上述因素影響，可廣泛用于鑒定和比較各種聲源。但是在聲學測量

24、技術中，到目前為止，可以直接測量聲強和聲功率的儀器比較復雜和昂貴，它們可以在某種條件下利用聲壓測量的數(shù)據(jù)進行計算得到。當聲音以平面波或球面波傳播時聲強與聲壓問的關系為I=p2/Pc因此，利用公式根據(jù)聲壓的測量值就可以計算聲強和聲功率。聲功率用級來表示時稱為聲功率級L單位也是dB,其聲功率級為：WLw=10lgW/Wo其中W0為參考聲功率，取W0=lO-i2w。由此我們可以看到，分貝是一個相對比較的對數(shù)單位。其實任何一個變化范圍很大的聲物理量都可以用分貝這個單位來描述它的相對變化。1214噪聲的頻譜與頻帶從噪聲與樂音的概念分析可知，它們的區(qū)別除了主觀感覺上有悅耳和不悅耳之分外，在物理測量上可對它

25、進行頻率分析，并根據(jù)其頻率組成及強度分布的特點來區(qū)分。對復雜的聲音進行頻率分析并用橫軸代表頻率、縱軸代表各頻率成分的強度(聲壓級或聲強級)，這樣畫出的圖形叫頻譜圖。樂音的頻譜圖是由不連續(xù)的離散頻譜線構成，見圖11(a)。在噪聲的頻譜圖上各頻率成分的譜線排列得非常密集，具有連續(xù)的頻譜特性。在這樣的頻譜中聲能連續(xù)地分布在整個音頻范圍內(nèi)，見圖11(b)大多數(shù)機器具有連續(xù)的噪聲頻諾，也稱無調(diào)噪聲。有些機器如鼓風機、感應電動機等所發(fā)聲音的頻譜中，既具有連續(xù)的噪聲頻語，也具有非常明顯的離散頻率成分，這種成分一般是由電動機轉子或減速器齒輪等旋轉構件的轉數(shù)決定，它使噪聲具有明顯的音調(diào)，但總的說來它仍具有噪聲的

26、性質，稱為有調(diào)噪聲。噪聲的頻率從2020000Hz，高音和低音的頻率相差1000倍。為實際應用方便起見，一般把這一寬廣的頻率變化范圍劃分為一些較小的段落，這就是頻帶。一般只需測出各頻帶的噪聲強度就可畫出噪聲頻譜圖。那么，頻帶是怎樣劃分的呢?用于分析噪聲的濾波器可把某一頻帶的低于截止頻率f1以下和高于截止頻率f2以上的訊號濾掉，只讓f2一f1之間的訊號通過。因此這一中間區(qū)域稱為通帶，Af=f2f1，就是頻帶寬度，簡稱帶寬。為測量噪聲而設計的濾波器有倍頻帶、1/2倍頻帶和1/3倍頻帶濾波器。一般對n倍頻帶作如下定義：當n=1時，f2/f=2，即高低截止頻率之比為2：1，這樣的頻率比值所確定的頻程稱

27、為倍頻程，這種頻帶稱倍頻帶。同此，當n=1/2時，f2/f=21/2,稱為1/2倍頻帶。目前，各種測量中經(jīng)常使用1/3倍頻帶，即n=l/3,此時每一頻帶的高低截止頻率之比為f2/f1=21/3o頻帶的高低截止頻率f2和f1與中心頻率f0間有下列關系。./*-*iff；d嚴內(nèi)對科：三_禺戶梅塑；7-11=KHL1、一觀說遂2211選擇或制作隔聲罩應注意的事項隔聲罩應選擇適當?shù)牟牧虾托螤?。罩面必須選擇有足夠隔聲能力的材料制作，如板、磚、混凝土、木板或塑料等。罩面形狀宜選擇曲面形體，其剛度較大，利于隔聲，盡量避免方形平行罩壁。隔聲罩與設備要保持一定距離，一般為設備所占空間的13以上，內(nèi)部壁面與設備之

28、間的距離不得小于100mm。罩壁宜輕薄，宜選用分層復合結構。采用鋼板或鋁板制作的罩殼，須在壁面上加筋，涂貼一定厚度的阻尼材料以抑制共振和吻合效應的影響，阻尼材料層厚度通常為罩壁的23倍。阻尼材料常用內(nèi)損耗、內(nèi)摩擦大的黏彈性材料，加瀝青、石棉漆等。隔聲罩內(nèi)的所有焊縫應避免漏聲，隔聲罩與地面的接觸部分應密封。機器與隔聲罩之間，以及它們與地面或機座之間應有適當?shù)臏p扼措施。隔聲罩內(nèi)表面需進行隔聲處理，需襯帖多孔或纖維狀吸聲材料層，平均吸聲系數(shù)不能太小。(5)隔聲罩的設計必須與生產(chǎn)工藝相配合，便于操作、安裝、檢修，也可做成可拆卸的餅裝結構。同時要考慮聲源設備的通風、散熱等要求。2212隔聲罩的隔聲量由于

29、聲源被密封在隔聲罩內(nèi)，聲源發(fā)出的噪聲在罩內(nèi)多次反射，大大增加了罩內(nèi)的聲能密度。因此隔聲罩的實際隔聲量比罩體本身的隔聲能力下降、隔聲罩的實際隔聲量計算式為：Rs=R/101gaRs隔聲罩實際隔聲員，dB；R隔聲材料本身的固有隔聲量或傳聲損失，dBa罩內(nèi)表面平均吸聲系數(shù)。2213隔聲罩的插入損失隔聲罩內(nèi)壁進行吸聲處理后，對其隔聲量有很大影響。隔聲罩的降噪效果通常用插入損失表示，其定義為隔聲罩在設置前后，罩外同一接收點的聲壓級之差，單位分貝(dB),記作IL。式中t1罩壁的平均透射系數(shù)；a罩內(nèi)表面平均吸聲系數(shù)。若罩內(nèi)不作吸聲處理，即a近似為零，則il也接近于零，隔聲罩的隔聲作用很小，所以罩內(nèi)必須做吸

30、聲處理，一般a在0.5以上。在實際工作中，a遠大于罩壁的平均透射系數(shù),上式可簡化為：m土反-loignR為罩板隔聲材料本身的平均固有隔聲量?？梢?，隔聲罩的插人損失最大不能超過罩板的平均固有隔聲量，在選材時必須注意。實際應用時有如下經(jīng)驗公式。罩內(nèi)無吸收時：IL=R-20罩內(nèi)略有吸收時：IL=R15罩內(nèi)有強吸收時：IL=R10222隔聲間如果生產(chǎn)實際情況不允許對聲源作單獨隔聲罩，又不允許操作人員長時間停留在設備附近的現(xiàn)場，這時可采用隔聲間。所謂隔聲問就是在噪聲環(huán)境中建造一個具有良好隔聲性能的小房間，以供操作人員進行生產(chǎn)控制、監(jiān)督、觀察、休息之用或者將多個強聲源置于上述小房間中，以保護周圍環(huán)境，這種

31、由不同隔聲構件組成的具有良好隔聲性能的房間稱為隔聲間；隔聲間分封閉式和半封閉式二種，一般多采用封閉式結構：材料可用金屬板材制作，也可用土木結構建造，并選用固有隔聲量較大的材料建造。隔聲間除需要有良好隔聲性能的墻體外，還需設置門、窗或觀察孔。通常門窗為輕型結構，一般采用輕質雙層或多層復合隔聲板制成，故稱作隔聲門、隔聲窗，隔聲門隔聲量約為3040dB。具有門、窗等不同隔聲構件的墻體稱為組合墻。2221建造隔聲間應注意的事項生產(chǎn)工廠的中心控制室、操作室等，宣采用以磚、混凝土及其他隔聲材料為主的高性能隔聲間。必要時，墻體和屋頂可采用雙層結構，以利于隔聲。隔聲間的門窗，根據(jù)具體情況可采用帶雙道隔聲門的門

32、斗及多層隔聲窗，門縫、窗縫、孔洞要進行必要的縫隙隔聲處理。由于聲波的衍射作用，孔洞和縫隙會大大降低組合場的隔聲量。門窗的縫隙、各種管道的孔洞、隔聲罩焊縫不嚴的地方等都是透聲較多之處，直接影響墻體的隔聲量。雖然低頻噪聲聲波長，透過孔隙的聲能要比高頻聲小些，但在一般計算中，透聲系數(shù)均可取為1。因此為了不降低場的隔聲量，必須對墻上的孔洞和縫隙進行密封處理。門、窗的隔聲能力取決于本身的面密度、構造和接頭縫密封程度。隔聲窗應多采用雙層或多層玻璃制作，兩層玻璃宜不平行布置，朝聲源一側的玻璃有定傾角，以便減弱共振效應，并需選用不同厚度的玻璃以便錯開吻合效應的影響。為了防止孔洞和縫隙透聲，在保證門窗開啟方便前

33、提下，門與門框的碰頭纏處可選用柔軟富有彈性的材料如軟橡皮、海綿乳膠、泡沫塑料、毛氈等進行密封。在土建工程中注意磚墻灰縫的飽滿，混凝土墻的砂漿的搗實。隔聲間的通風換氣口應設置消聲裝置；隔聲間的各種管線通過墻體需打孔時孔洞處加一套管，并在管道周圍用柔軟材料包扎嚴密。2222組合墻平均隔聲量因為門和窗的隔聲量常比墻體本身的隔聲量小，因此，組合墻的隔聲量往往比單純墻低。組合墻的透聲系數(shù)為各部件的透聲系數(shù)的平均恒，稱作平均透聲系數(shù)，由下式得出：式中ti墻體第i種構件的透聲系數(shù)；Si墻體第i種構件的面積，m2組合墻的平均隔聲量為：E=M聰2223隔聲間內(nèi)噪聲級計算隔聲間內(nèi)的噪聲級不僅與圍蔽結構各壁面的隔聲

34、性能有關，還與室外噪相應的透聲面積以及隔聲間內(nèi)的總吸聲量有關。透入室內(nèi)的噪聲級Lp可用下式計算：Lr.二lniV.s.叫工m.心廠I式中Si隔聲室某一壁而的透聲面積，m2；Li對應于Si外壁空間某頻率的噪聲級，dB；Ri壁面Si對某頻率的隔聲量，dB；隔聲室內(nèi)某頻率的總吸聲量。2224隔聲間的實際隔聲量隔聲間的實際隔聲量可由下式汁算：Rs=RA+10lgA/SsA式中Rs隔聲間的實際隔聲量，dB；RA各構件的平均隔聲量，dB；A隔聲間內(nèi)總吸聲量；S隔聲間的透聲面積，m2。一般來說，透聲面積越大，則傳遞過去的聲能越多；隔聲間吸聲量越大，越有利于降低噪聲。隔聲間的實際隔聲量，對于隔聲間設計有很重要

35、的作用。223隔離屏用來阻擋噪聲源與接收者之間直達聲的障板或簾幕稱為隔聲屏(簾)。設置隔聲屏的方法簡單、經(jīng)濟、便于拆裝移動，在噪聲控制工程中廣泛應用。隔聲屏對高頻噪聲有較顯著的隔聲能力，因為高頻噪聲波長短，繞射能力差，而低頻聲波長，繞射能力強。2231設置隔聲屏應注意的事項隔聲屏常用的建筑材料如磚、木板、鋼板、塑料板、石育板、平板玻璃等，都可以直接用來制作聲屏障，或是作為其中的隔聲層。隔聲屏的骨架可用1.52.0mm厚的薄鋼板制作，沿周鉚上型鋼，以增加隔屏的剛度，同時也作為固定吸聲結構的支座，吸聲結構可用50mm厚的超細玻璃棉加一層玻璃布與一層穿孔板(穿孔率在25以上)或窗紗、拉板網(wǎng)等構成。在

36、隔聲屏的一側或兩側襯貼的吸聲材料，使用時應將布置有吸聲材料的一面朝向聲源。隔聲屏應有足夠的高度，有效高度越高，減噪效果越好。隔聲屏的寬度也是影響其減噪效果的重要參量，通常取寬度大于高度，一般來說寬度為高度的1.52倍。在放置隔聲屏時，應盡量使之靠近噪聲源處?；顒痈袈暺僚c地面的接縫應減到最小。多塊隔聲屏并排使用時，應盡量減少各塊之間接頭處的縫隙。2232隔聲屏降噪量的計算算圖法若有一點聲源S,接收點為P,兩點之間有一隔聲屏，則隔聲屏障的降噪量可用隔聲屏衰減值計算圖來計算。它是描述聲波在傳播中繞射性能的一個量，它是由路徑差及聲波頻率(或波長)來確定。8=A+B-d式中5聲波繞射路徑差，m；入一聲波

37、波長，Hz；A聲源到屏頂?shù)木嚯x，mB-接收者到屏頂?shù)木嚯x，m;d-聲源與接收者之間的直線距離，m計算法如果隔聲屏本身不透聲（理想隔聲屏），且安放在空曠的自由聲場中，屏無限長，則接收點R處的聲壓級降低量即降噪量（插入損失）為IL=101gN十13N=2/入=2（A+B-d）/入23隔聲設計隔聲結構的選擇和設計，應根據(jù)噪聲源的強度、特征、數(shù)量，生產(chǎn)特點，超作人員的安全，設備維修、安裝條件以及現(xiàn)場具體環(huán)境條件和經(jīng)濟比較等多方面因素，選擇適當?shù)母袈暯Y構。231單層結構的隔聲設計單層均質墻在質量控制區(qū)的聲波固有隔聲量（傳聲損失），可按下式計算。R=10lg1+（2jifmcos9/2pc）2m墻體面密度

38、，kg/m2f聲波頻率，Hz；P空氣密度，kg/m3；c空氣中聲速，m/s；0聲波人射到隔聲墻面的入射角度。對于磚、鋼、木、玻璃等常用墻體材料，當聲波垂直入射到墻面時，即入射角0=0，此時2jfm/2pcl因此可得垂直人射固有隔聲量Rh計算式。Rh=10lg（2jfm/2Pc）2或Rh=201gm十201gf一43在無規(guī)入射條件下，不考慮邊界的影響經(jīng)過對大量實驗數(shù)據(jù)的分析和處理，總結出以下實驗公式。R=181gm十12lgf一25顯然，傳聲損失同隔聲結構面密度與聲波的頻率有關。選用單層隔聲構件，應防止吻合效應對隔聲量降低的影響。具體的隔聲量可用上述公式進行估算，也可以按標準的隔聲測量方法直接進

39、行測量。實驗表明，用公式計算與實側結果誤差很小，一般在15dB范圍內(nèi)。若采用平均固有隔聲量R表示墻體的隔聲性能時，在頻率1003200HZ內(nèi)，可采用下面的經(jīng)驗式進行計算。R-13,51.tj-14QClOkAmJ買Ki汕$曲馳汀L：L；232雙層結構的隔聲設計雙層結構的隔聲量受其共振頻率的影響較大。其共振頻率fr可用下式計算式中p空氣密度，kg/m3；c空氣中聲速，m/s;D空氣層厚度cm；m1，m2各層結構的面密度，kg/m2只有入射聲波的頻率大于/2f時,雙層結構的隔聲性能才顯示出它的優(yōu)越性。一般來說，共振頻率低于3050Hz為較適合；空氣層的厚度不宜小于50mm。在雙層隔聲結構中間的空氣

40、層中可懸掛和填充多孔吸聲材料，如超細玻璃棉等，其平均隔聲量可按增加510dB進行估算，這對改善隔聲性能是有利的。雙層結構中應盡量避免有剛性連接。最好包括基礎、地面、頂棚等在內(nèi)部做成完全分式結構，有利于保持隔聲性能。雙層隔聲結構若采用不同材料時，在設汁中應將輕質一面對高噪聲源一邊，以便降低重質層的聲輻射，提高其隔聲效果。雙層結構的各層可采用不同厚度、不同剛度，以便提高隔聲性能。233多層復合結構的隔聲設計多層復合板隔聲結構是利用聲波在不同介質分界面上產(chǎn)生反射的原理，采用分層材料交替排列構成。多層復合板要求各層材料應軟硬相隔，同時利用夾入層間的疏松柔軟層，或柔軟層中夾入金屬板之類的堅硬材料，來減弱

41、板的共振和在吻合頻率區(qū)域聲能的輻射。它廣泛應用在隔聲門或輕質隔聲墻的設計中。其設計要點如下。多層復合板的層次不必過多，一般35層即可，在構造合理的條件下，相鄰層間材料盡量作成軟硬結合形式較好。提高薄板的阻尼有助于改善隔聲量。提高薄板的阻尼有助于改善隔聲量。如在薄鋼板上粘帖瀝青玻璃纖維板等阻尼材料，對削弱共振頻率和吻合效應有顯著作用。由于多孔材料本身的隔聲能力較差，所以在它的表面抹一層不透氣的粉刷或粘一層輕薄的材料時，可提高它的隔聲性能。隔聲門窗的選用與設計。門窗隔聲設計關鍵在于縫隙的密封處理。一般來說門窗扇與門窗框之間的縫隙可采用各種鏟口形式的接縫，以及在接縫里襯墊彈性多孔材料如礦棉、玻璃棉、

42、橡皮、毛氈、毛絨、塑料等，以減少縫隙的聲傳遞，并采用加壓關閉的措施來改善縫隙的密封程度，提高隔聲能力。門扇結構宜選用填充多材料的夾層結構，其面密度一般控制在30一60kB/m2以內(nèi)。當門縫內(nèi)不宜作較復雜的接縫以及設置襯墊時可利用門廳、走廊、前廳等作為“聲閘”以提高隔聲能力。隔聲窗的層數(shù)，通?？蛇x用單層或雙層。需要隔聲量超過25dB要求時，可根據(jù)情況選用雙層固定密封窗，并在兩層間的邊框上敷設吸聲材料，在特殊情況下，可采用三層或多層。一些特殊要求的建筑，如廠播音室、醫(yī)院耳科測聽室、研究所精密試驗室等，往往需要設計特殊的隔聲門，宜采用“聲閘”方式設置雙層門或多層門，在結構上可采用有阻尼的雙層金屬板或

43、多層復合板形式，聲閘的內(nèi)壁面應具有較高的吸聲性能。采用多層窗時，各層玻璃要求選用不同的厚度(510mm),厚的朝向聲源一側，以改善吻合效應的影響。各層玻璃之間四周要襯貼密封及吸聲材料，并應避免雙層墻間的剛性連接，要防止層間的串聲、漏聲。在多層玻璃的隔聲窗，在安裝時各層玻璃最好不要互相平行，以免引起共振。朝聲源的一層玻璃可做成傾角(850左右)，使中間的空氣層上下不一致，以利于消除低頻共振。234隔聲設計的程序2341設計程序由聲源特性估算受聲點的各倍頻帶聲壓級。確定受聲點各倍頻帶的允許聲壓級。汁算各倍頻帶的需要隔聲量。選擇適當?shù)母袈暯Y構與構件。2342室內(nèi)各倍頻帶的聲壓級計算方法估算受聲點各倍

44、頻帶的聲壓級，應首先查找、估算或測量聲源1254000Hz6個倍程頻帶的聲功率級，然后根據(jù)聲源特性和聲學環(huán)境，按下式進行計算。L=Lw+101g(Q/4nr2+4/Rr)LP聲源各倍頻帶聲功率級，dB；wLp受聲點各倍頻帶聲壓級，dB；Q聲源指向性因子；當聲源位于室內(nèi)空間、自由聲場時Q=1；當聲源位于室內(nèi)地面、半自由聲場時Q=2；當聲源位于地面與墻面交界處Q=4；當聲源位于室內(nèi)某一角落時Q=8；r聲源至受聲點的距離，m；Rr房間常數(shù)，m2。房間常數(shù)Rr按下式計算。式中S房間內(nèi)總表面，m2；a房間內(nèi)各倍頻帶的平均吸聲系數(shù)；A房間內(nèi)各倍頻帶的總吸聲量，m2。對于多聲源情況，可分別求出各聲源在受聲點

45、產(chǎn)生的聲壓級，然后按聲壓級的合成法則計算受聲點各倍頻帶的聲壓級。各倍頻帶需要隔聲量的計算式如下。R=Lp-Lpa+5亠式中R各倍頻帶需要隔聲量Lp受聲點各倍頻帶的聲壓級，dB；Lpa受聲點各倍頻帶的允許聲壓級，dB。pa各倍頻帶的插入損失應滿足需要隔聲量，其值可按下式計算。Dp=R0+10lgRr/SDp各倍頻帶的插入損失，dB；R0隔聲構件各頻帶的固有隔聲量，dB；S隔聲構件的透聲面積，m2；Rr房間常數(shù)，m2本章主要學習和討論吸聲降噪的原理、吸聲材料的種類特性、吸聲結構的設計計算等內(nèi)容。31吸聲原理聲波在傳播過程中遇到各種固體材料時，一部分聲能被反射，一部分聲能進入到材料內(nèi)部被吸收，還有一

46、小部分聲能投射到另一側。我們常將入射聲能Ei和反射聲能Er的差值與入射聲能Ei的比值稱為吸聲系數(shù)，記為a,即：a=（Ei-Er）/Ei吸聲系數(shù)a的取值在01之間。當a=0時，表示聲能全部反射，材料不吸聲；a=l時表示材料吸收全部聲能，沒有反射。吸聲系數(shù)a的值愈大，表明材料（或結構）的吸聲性能愈好。一般地，a在0.2以上的材料被稱為吸聲材料，a在0.5以上的材料就是理想的吸聲材料。吸聲系數(shù)a的值與入射聲波的頻率有關，同一材料對不同頻率的聲波，其吸聲系數(shù)有不同的值。在工程中常采用125Hz,250Hz,500Hz,1000Hz,2000H2，4000Hz六個倍頻程的中心頻率的吸聲系數(shù)的算術平均值來

47、表示某一材料（或結構）的平均吸聲系數(shù)。由于入射角度對吸聲系數(shù)有較大的影響，因此，規(guī)定了三種不同的吸聲系數(shù)。即：垂直人射吸聲系數(shù)（駐波管法吸聲系數(shù)），用a。表示。它多用于材料性質的鑒定與研究；斜入射吸聲系數(shù)（應用不多）；無規(guī)入射系數(shù)aT（混響法吸聲系數(shù)）；在吸聲降噪過程中，常采用多孔吸聲材料、板狀共振吸聲結構、穿孔板共振吸聲結構和微穿孔板共振吸聲結構等技術方法來實現(xiàn)減噪目的。雖然這些技術方法都能達到程度不同的減噪目標，并且各有特點，但其吸聲原理有的是不相同的。311多孔吸聲材料的吸聲原理多孔材料一直是主要的吸聲材料。有玻璃棉、礦渣棉、無機纖維、合成高分子材料等。在這些材料中，氣泡的狀態(tài)有兩種；一

48、種是大部分氣泡成為單個閉合的孤立氣泡，沒有通氣性能；另一種氣泡相互連接成為連續(xù)氣泡。噪聲控制中所用的吸聲材料，是指有連續(xù)氣泡的材料。多孔吸聲材料的結構特征是在材料中具有許許多多貫通的微小間隙，因而具有一定的通氣性。吸聲材料的固體部分，在空間組成骨架（筋絡），保持材料的形狀。在筋絡間有大量的空隙，筋絡的作用就是把較大的空隙分闡成許多微小的通路。當聲波入射到多孔材料表面時，可以進入細孔中去，引起孔隙內(nèi)的空氣和材料本身振動，空氣的摩擦和粘滯作用使振動動能（聲能）不斷轉化為熱能，從而使聲波衰減，消耗一部分聲能，即使有一部分聲能透過材料到達壁面，也會在反射時再次經(jīng)過吸聲材料，聲能又一次被吸收。312穿孔

49、板共振吸聲結構的吸聲原理穿孔板共振吸聲結構實際上是由許多單個共振器并聯(lián)而成的共振吸聲結構，當聲波垂直入射到穿孔板表面時，暫不考慮板振動?？變?nèi)及周圍的空氣隨聲波一起來回振動，相當于個“活塞”，它反抗體積速度的變化，是個慣性量。穿孔板與壁面間的空氣層相當于個“彈簧”，它阻止聲壓的文化。此外，由于空氣在穿孔附近來回振動存在摩擦阻尼，它可以消耗聲能。313薄板共振吸聲結構的吸聲原理當聲波入射到薄板上時，將激起板面振動，使板發(fā)生彎曲變形，由于板和固定支點之間的摩擦，以及板本身的內(nèi)阻尼，使一部分聲能轉化為熱能損耗，聲波得到衰減。當入射聲波頻率f與薄板共振吸聲結構的固有頻率一致時，產(chǎn)生共振，消耗聲能最大。3

50、2吸聲材料吸聲材料最常用多孔性吸聲材料，有時也可選用柔性材料及膜狀材料等。在工程中人們還常將多孔性吸聲材料做成各種幾何體來使用。常用的多孔吸聲材料有玻璃、礦渣棉、泡沫塑料、石棉絨、毛氈、木絲板、軟質纖維以及微孔吸聲磚等。331吸聲材料種類多孔材料一般有纖維類、泡沫類和顆粒類三大類型。多孔材料在使用時必須有護面層，以便于多孔材料的固定，防止飛散、抖落。護面層可采用穿孔護面板、金屬絲網(wǎng)、塑料網(wǎng)紗、玻璃布、麻布、紗布等，使用穿孔護面板時要使其開孔率不低于20，否則會影響材料的吸聲性能。322多孔吸聲材料的吸聲特性多孔材料的吸聲性能除與本身材料性質、入射聲波頻率有關外，還與材料的使用條件如溫度、濕度、

51、氣流、背后空氣層因素有關。在材料層與剛性壁之間設一定距離的空腔，可以改善對低頻噪聲的吸聲性能，加多孔材料的厚度，更經(jīng)濟實用。溫度的升高會使吸聲材料的吸聲性能向高頻方向移動，反之向低頻方向移動。用時要注意材料的溫度使用范圍。濕度增加，會使孔隙內(nèi)水量增加，堵塞材料的細孔，使吸聲系數(shù)下降。因此，大的車間或地下室，應選用吸水量小的、耐濕的多孔材料。氣流也會影響吸聲材料的使用，因為氣流易吹散多孔材料，甚至飛散的材料會堵塞管道，不僅影響吸聲效果，而且會損壞風機葉片，造成生產(chǎn)事故。323空間吸聲體在某些噪聲環(huán)境中，為了使用上的方便將吸聲材料做成各種幾何體（如平板狀、球體、圓錐體、圓柱體、棱形體、正方體等），

52、把它們懸掛在空中，此時吸聲材料各個側面都能與聲波接觸，起到空間吸聲的作用，因此把它們稱為空間吸聲體。吸聲體是由框架、吸聲材料（常用多孔材料）和護面結構制戊的。吸聲體的面積宜取房間平頂面積的30一40，或室內(nèi)總表面積的15左右。33吸聲結構根據(jù)對多孔吸聲材料吸聲特性的研究，多孔材料對中、高頻聲吸收較好，而對低頻吸收性能較差，若采用共振吸聲結構則可以改善低頻吸聲性能。共振吸聲結構是利用共振原理制成的，常用的吸聲結構有：薄板共振吸聲結構、亥姆霍茲共振器、穿孔板共振器吸聲結構及微穿孔板吸聲結構等。331薄板共振吸聲結構用作薄板共振吸聲結構的材料有膠合板、硬質纖維板、石膏板、石棉水泥板、金屬板等。根據(jù)其

53、吸聲原理不難理解，當入射聲波頻率f與結構的固有頻率fr一致時，即產(chǎn)生共振消耗聲能。該結構的共振頻率fr一般在10300Hz之間，可用下式估算。J777式中fr薄板共振吸聲結構的共振頻率，Hz；M薄板的面密度，kg/m2，M=板厚X板密度D空氣層厚度，cm。常取薄板厚度36mm.空氣層厚度為30一100mm。其吸聲系數(shù)一般為0.20.5。332穿孔板共振吸聲結構在薄板上打上小孔，在板后與剛性壁之間留一定深度的空腔就組成了穿孔板共振吸聲結構，按薄板上穿孔的數(shù)目分為單孔共振吸聲結構和多孔共振吸聲結構。制作這種吸聲結構的材料有鋼板、鋁板、膠合板、塑料板、草紙棉線、石育板等。3321單孔共振吸聲結構（亥

54、姆霍茲共振器）單孔共振吸聲結構也稱亥姆霍茲共振器，如圖35所示。腔體體積為V,頸口頸長為10,頸口直徑為d,腔體通過孔頸與腔外大氣連通。這種結構的腔體中空氣具有彈性，相當于彈簧；孔頸中空氣柱具有一定質量，相當于質量塊,因此可以將它看做一個質量一彈簧共振系統(tǒng)。當聲波入射到共振器上時,空氣柱將在孔頸中往復運動,由于摩擦作用,使聲能轉變?yōu)闊崮芏?。當入射聲波頻率與共振器固有頻率一致時,產(chǎn)生共振。其共振頻率為：式中c聲速，m/s,般取340m/s；S0頸口面積，m2；V空腔體積，m3；lK頸的有效長度，m，lK=l0+0.85d；lo頸的實際長度（即板厚），m；d頸口直徑，m。當空腔內(nèi)壁貼多孔材料時

55、，lK=l0+1.2d。從共振頻率計算式可知，只要改變孔頸大小和空腔體積，就可以得到不同共振頻率的共振器。而與小孔和空腔的形狀無關。但這種結構的吸聲頻率選擇性很強，只對共振頻率附近的聲波有較好的吸收，因而吸聲頻帶很窄。3322穿孔板共振吸聲結構穿孔板共振吸聲結構實際上是由多個亥姆霍共振器并聯(lián)而成的共振吸聲結構，當小孔分布且孔徑一致時，這種結構的共振頻率fr可按下式計算。式中c聲速，m/sP穿孔率；D空腔厚度，m；lK孔頸有效長度，m。工程上常用板厚110mm,孔徑2一15mm,穿孔率0.5%15%，空氣層厚50250mm。這種結構吸聲頻率選擇性也很強，吸聲頻帶很窄。主要用于吸收低、中頻噪聲的峰

56、值，吸聲系數(shù)為0.40.7。改善穿孔板共振吸聲結構吸聲系數(shù)的措施：在板后空腔內(nèi)按一定要求填充適量多孔材料，以增加空氣的摩擦；可以考慮采用穿孔板采用不問穿孔串的多層(一般取兩層)穿孔板結構，能使吸聲頻帶增寬，提高23個倍頻程；孔徑取偏小值，以提高孔內(nèi)阻尼。333微孔板共振吸聲結構微孔板吸聲結構是我國著名聲學專家馬大猷教授于1964年首先提出來的。在厚度不超過1nm的薄金屬板上開一些直徑不超過1nm的微孔，開孔率控制在0.5一5，板后留下一定厚度的空腔，這樣就構成了微穿孔吸聲結構。這種結構的吸聲性能明顯優(yōu)越于前面三類共振結構。它的吸聲頻帶較寬，吸聲系數(shù)較高，特別是它可用在其他材料或結構不適合的場所

57、(因為它完全不密使用吸聲材料)，如高溫、潮濕、在腐蝕性氣體或高速氣流等環(huán)境；同時它結構簡單、設計理論成熟，其吸聲特性的理論計算與實測值很接近，而一般吸聲材料或結構的吸聲系數(shù)則要靠試驗測量，理論只起指導作用，因此微孔板共振吸聲結構近年來已在噪聲控制領域得到廣泛應用，效果較好。但它的缺點是微孔加工較困難，且易被灰塵堵塞。34吸聲設計341吸聲結構選擇與設計原則應盡量先對聲源進行隔聲、消聲等處理，當噪聲源不宜采用隔聲措施，或采用隔聲措施后仍達不到隔聲標準時，可用吸聲處理作為輔助手段。對于中高頻噪聲，可采用2050mm厚的常規(guī)成型吸聲板，當吸聲要求較高時可采用5080mm厚的超細玻璃棉等多孔吸聲材料，

58、并加適當?shù)淖o面層；對于寬頻帶噪聲，可在多孔材料后留50一100mm的空氣層，或采用80150mm厚的吸聲層；對于低頻帶噪聲，可采用穿孔板共振吸聲結構，其板厚通?？扇?5mm,孔徑可取36mm,穿孔宰小于5%。對于濕度較高的環(huán)境，或有清潔要求的吸聲設計，可采用薄膜復面的多孔材料或單、雙層微穿孔板共振吸聲結構，穿孔板的板厚及孔徑均不大于1mm,穿孔率可取0.5%3%,空腔深度可取50200mm。進行吸聲處理時,應滿足防火、防潮、防腐、防塵等工藝與安全衛(wèi)生要求,還應兼顧通風、采光、照明及裝修要求,也要注意埋設件的布置。342吸聲設計程序確定吸聲處理前室內(nèi)的噪聲級和各倍頻帶的聲壓級,并了解噪聲源特性,

59、選定相應的噪聲標準；確定降噪地點的允許噪聲級和各倍頻帶的允許聲壓級，計算所需吸聲降噪量；根據(jù)值，計算吸聲處理后應有的室內(nèi)平均吸聲系數(shù)a2；p2由室內(nèi)平均吸聲系數(shù)a2和房間可供設置吸聲材料的面積，確定吸聲面的吸聲系數(shù)；由確定吸聲面的吸聲系數(shù)，選擇合適的吸聲材料或吸聲結構、類型、材料厚度、安裝方式等。343吸聲計算3431房間平均吸聲系數(shù)和計算如果一個房間的墻面上布置有幾種不同的材料時，它們對應的吸聲系數(shù)和面積分別為a、a2、a3和S、S2、S3，房間平均吸聲系數(shù)為：4.3.2吸聲量的計算吸聲量又稱等效吸聲面積，為吸聲面積與吸聲系數(shù)的乘積。A=aSA吸聲量，m2；a吸聲系數(shù)；S使用材料的面積，m2

60、。如果一個房間的墻面上布置有幾種不同的材料時，則房間的吸聲量為：4,-以L=Ai第i種材料組成壁面的吸聲量，m2a：第i種材料的吸聲系數(shù)；Si第i種材料的面積，m2。3433室內(nèi)聲壓級的計算房間內(nèi)噪聲的大小和分布取決于房間形狀、墻壁、天花板、地面等室內(nèi)器具的吸聲特性以及噪聲源的位置和性質。室內(nèi)聲壓級的通常用下式計算：Lp=Lw+101g(Q/4nr2+4/R式中Lp室內(nèi)聲壓級，dB；L聲功率級，dB；WQ聲源的指向性因素，取值同234.2，聲源位于室內(nèi)中心，Q=1；當聲源位于室內(nèi)地面或墻面中心，Q=2；當聲源位于室內(nèi)某一邊線中心，Q=4；當聲源位于室內(nèi)某一角，Q=8；r聲源至受聲點的距離，m；