噪聲第八章-隔聲降噪技術1

第八章隔聲降噪技術

聊城大學環(huán)境與規(guī)劃學院李聰licong@20隔聲性能評價量8.2單層均質密實墻的隔聲8.3雙層結構隔聲性能8.4組合墻的隔聲量8.5隔聲間8.6隔聲罩8.7隔聲設計案例本章內容透射系數、隔聲量、平均隔聲量的計算；本課的重點難點用構件將噪聲源和接收者分開，使聲能在傳播途徑中受到阻擋，從而降低或消除噪聲傳遞的措施，稱為隔聲。這些措施包括設置隔聲墻、隔聲罩、隔聲幕和隔聲屏障等。如果措施得當，就能夠降低噪聲級20～50分貝。影響隔聲結構性能的因素主要包括三個方面：隔聲材料的品種、密度、彈性和阻尼等因素；材料的面密度越大，隔聲量就越大，增加材料的阻尼可以有效地抑制結構共振和吻合效應引起的隔聲量的降低。構件的幾何尺寸以及安裝條件(包括密封狀況)。噪聲源的頻率特性、聲場的分布及聲波的入射角度。對于給定隔聲構件來講，隔聲量與聲波頻率密切相關，一般來講，低頻時隔聲性能較差，高頻時隔聲性能較好。隔聲降噪的目的就是要根據噪聲源的頻譜特性設計適合于降低該噪聲源的隔聲結構。隔聲罩：把噪聲源封閉起來，使噪聲局限在一個小的空間里。隔聲間：把需要安靜的場所用隔聲結構圍閉起來，使外界的噪聲很少傳進去。隔聲屏：在聲源與受噪聲干擾的位置之間用障板屏蔽起來，阻擋噪聲向接收位置的傳播。隔聲構件(soundinsulator)

：具有隔聲能力的屏蔽物，如磚砌的隔墻、水泥砌塊墻、隔聲罩體等等聲波在通過空氣的傳播途徑中，碰到一勻質屏蔽物時，由于兩分界面特性阻抗的改變，使部分聲能被屏蔽物反射回去，從而降低噪聲的傳播。隔聲原理8.1隔聲性能評價量1.透射系數2.隔聲量3.平均隔聲量4.計權修正量、頻譜修正量、隔聲等級入射聲能E入反射聲能Er透射聲能Eτ吸收聲能EA根據能量守恒與轉換定律E入=EA+Er+Eτ1、透聲系數與傳聲損失透聲系數τ：τ＜1，τ越小，材料的隔聲性能越好一般隔聲構件的τ在10－1~10－61.透射系數:定義：材料透射的聲能與入射到材料上的總聲能的比值。2.傳聲損失：TL，單位為分貝

在實際工程當中，常采用透聲系數的倒數并取其常用對數再乘以10來表示材料的隔聲能力。τ越小，TL（R)越大，說明材料的隔聲性能越好。例如：有兩個隔聲墻，其透聲系數分別為0.01和0.001，則：其隔聲量分別為3.平均隔聲量：工程上通常將中心頻率為125~2000Hz的5個倍頻程頻帶或100~3150Hz的16個1/3倍頻程頻帶隔聲量的算術平均值作為構件隔聲性能的單值評價量實際工程中，也用500赫茲時的隔聲量代表材料的平均隔聲量。TL5008.2單層均質密實墻的隔聲1.質量定律2.吻合效應1.質量定律聲波在空氣中傳播的途徑上，當遇到墻狀固體障礙物時，由于空氣與固體介質特性阻抗的差異，在兩分層界面上將產生兩次反射和透射。假設：聲波垂直入射到墻上；隔墻為單層勻質墻；墻把空間分成兩個半無限空間，而且墻的兩側均為通常狀況下的空氣；墻為無限大，即不考慮邊界的影響。把墻看成一個質量系統(tǒng)，即不考慮墻的剛性、阻尼；墻上各點以相同的速度振動?？山茷椋簭耐干湎禂档亩x及平面聲波理論，可以導出單層墻在聲波垂直入射時的隔聲量隔聲材料面密度將ρ0c0=400Pa?s/m代入：物理意義：單層墻的隔聲量與其單位面積質量的對數成正比；聲波的頻率越高，隔聲量越高。無規(guī)入射時：考慮邊界、剛度和阻尼等因素，實際隔聲量的經驗公式：平均隔聲量的經驗公式（100~3150Hz）：2.吻合效應產生吻合效應的條件：產生吻合效應的頻率為：臨界吻合頻率：能產生吻合效應的最低入射頻率。近似為：ADBCb為薄板自由彎曲波長8.3雙層結構隔聲性能時產生共振。共振頻率為：隔聲頻率特性入射聲波頻率低于共振頻率：入射聲波頻率高于共振頻率：入射聲波頻率更高時：隔聲量出現極大值和極小值的交替變化。比較：隔聲頻率特性隔聲量的估算經驗公式：平均隔聲量：堅實薄板護面層阻尼材料吸聲材料多層復合隔聲結構8.4組合墻的隔聲量例題某隔聲間對噪聲源一側用一堵22m2的隔聲墻相隔，該的傳聲損失為50dB，在墻上開一個面積為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。求開了門窗之后使墻體的隔聲量下降了多少？例題解：由傳聲損失可知，墻、門和窗的透射系數分別為10-5、10-2和10-3，所以隔聲墻組合體的平均透射系數為：則組合體的隔聲量比原墻的隔聲量下降為：8.5隔聲間隔聲間不但要考慮隔聲性能，還要考慮到觀察方便、出入方便、不影響車間內正常運輸、以及房間內供電、通風等。插入損失：:隔聲間的平均隔聲量Α：隔聲間的總吸聲量S:隔聲間的內表面總面積1.隔聲間的聲學評價2.隔聲門門的隔聲能力取決于本身的面密度，構造和碰頭縫密封程度。一般采用輕質雙層或多層復合隔聲板制成，稱作隔聲門。

隔聲門的結構和特性3.隔聲窗

隔聲窗的結構

隔聲窗的結構多層窗應選用厚度不同的玻璃板以消除吻合效應。多層窗的玻璃板之間要有較厚的空氣層，一般取7~15cm。兩層玻璃板間不能有剛性連接，以防止“聲橋”。多層窗的玻璃板之間要有一定的傾斜度，朝聲源一面的玻璃做成傾斜，以消除駐波。玻璃窗的密封要嚴，邊緣用橡膠條或毛氈條壓緊。設計要點固定密封型活動密封型8.5隔聲罩通風散熱型局部開敞型全封閉的隔聲罩的插入損失：R:隔聲罩罩壁的隔聲量α：內飾吸聲材料的吸聲系數1.隔聲罩的插入損失局部封閉的隔聲罩的插入損失：R:隔聲罩罩壁的隔聲量，dBα：內飾吸聲材料的吸聲系數

S0:非封閉總面積，m2

S:封閉總面積，m2

2.隔聲罩的設計要點罩殼形狀恰當，盡量少用方形平行罩壁，以防止罩內空氣聲的駐波效應。罩壁必須有足夠的隔聲量，且為了便于制造安裝維修，宜采用0.5~2mm厚的鋼板或鋁板等輕薄密實的材料制作，且在壁面上加筋，涂貼阻尼層，以抑制與減弱共振和吻合效應的影響。罩內壁要加吸聲處理，使用多孔松散材料時，應有較牢固的護面層。

2.隔聲罩的設計要點罩內壁與設備之間應留有較大的空間，以免耦合共振，罩體與聲源設備及其機座之間不能有剛性接觸，以免形成“聲橋”

，導致隔聲量降低。隔聲罩與地面之間應進行隔振，以降低固體聲。開有隔聲門窗、通風與電纜等管線時，縫隙處必須密封，并且管線周圍應有減振、密封措施。當被罩的機器設備有溫升需要采取通風冷卻措施時，應增加消聲器等設施。8.6隔聲設計1原則2程序3計算4案例（自學）隔聲設計原則按照室內室外噪聲允許原則來計算噪聲的隔聲量進行隔聲處理時要滿足防火、防潮、防腐、防塵等要求對隔聲設計的構件的隔聲數據，要進行修正1隔聲設計原則噪聲源、環(huán)境情況具體采取措施獨立強的噪聲源密封式隔聲罩、活動密封式隔聲罩以及局部隔聲罩不宜對噪聲源進行隔聲處理時，允許操作人員不經常停留在設備附近時便于控制、觀察、休息使用的隔聲室車間大、工人多、強噪聲源比較分散，且難以封閉留有生產工藝開口的隔聲墻或聲屏障隔聲措施選擇原則：2隔聲設計程序根據聲源特性估算受聲點的各頻帶聲壓級選擇合適的隔結構與構件了解環(huán)境特點，選定噪聲控制標準計算各頻帶所需隔聲量與構件的插入損失比較確定受聲點允許的噪聲級和各頻帶聲壓級3隔聲設計計算1.室內各頻帶聲壓級的計算3隔聲設計計算2.各頻帶需要的隔聲量

受聲點允許聲壓級受聲點聲壓級隔聲設計計算表示例編號項目頻率(Hz)備注631252505001k2k3k4k1聲源聲功率已知2容許噪聲值已知3噪聲傳播衰減已知4吸收減噪量設計5需要減噪量設計8.7噪聲控制實例

實例：120kW柴油發(fā)電機房噪聲控制實例:120kw發(fā)電機房噪聲控制發(fā)電機組主要噪聲源：內燃機噪聲類型：進、排氣噪聲；風扇、燃燒、機械、電磁噪聲。治理技術要求：機房內噪聲要求降低6~10dB(A)，主體所處環(huán)境噪聲應降至55dB(A)以下；機房內的溫升應控制在10~15oC以下，當室外氣溫為35oC時，機房內溫度應低于45oC，當室外氣溫為20oC時，機房內溫度應為30~35oC；治理后柴抽發(fā)電機的功率損耗應不大于10～15%。實例：120kw發(fā)電機房噪聲控制治理要點：

1.降低內燃機排氣噪聲、進氣噪聲；排氣：抗性結構和微穿孔板結構進氣：抗性或阻抗復合結構2.降低冷卻風扇噪聲；

消聲器3.降低機械噪聲、燃燒噪聲和電磁噪聲隔聲間、隔聲室實例：120kw發(fā)電機房噪聲控制主要技術措施：機房隔聲、吸聲設計；機房南側、西側原有木門外新增加鋼質隔聲門，以減小機房噪聲向外輻射；機房內噪聲高達112一113dB(A)，機房內頂棚和四壁能安裝吸聲結構的地方做吸聲處理，降低機房內噪聲。實例：120kw發(fā)電機房噪聲控制主要技術措施進風消聲設計為了有效地控制機房西、北側窗戶向外輻射噪聲，在兩側窗外設計安裝了集進風采光隔聲于一體的進風消聲器．其上部為采光隔聲窗罩，下部為L型阻性片式進風消聲器，總有效進風面積為1.12m2，設計進風流速為4m／s左右。實例：120kw發(fā)電機房噪聲控制主要技術措施排風消聲設計控制機房內溫升，在隔聲采光窗西、北兩側墻下方設計安裝了進風消聲窗；在機房穿孔板吊頂上部利用原有西墻高窗洞位置增設了兩臺低噪聲排風軸扇并在排風洞外增設排風消聲箱；由于該柴油機的冷卻形式為風冷式，冷卻風扇位于柴油機組前端，靠近房北側進風消聲窗，為防止柴油機冷卻風扇的排風影響機房通風降溫，設計中增設冷卻風扇導風管。引導熱風至穿孔板吊頂上，再經軸扇至室外，既有利于機房通風散熱，也有利于機房內噪聲的降低。實例：120kw發(fā)電機房噪聲控制主要技術措