七隔聲罩的設(shè)計(jì)和應(yīng)用

1、七、隔聲罩的設(shè)計(jì)和應(yīng)用全封閉式隔聲罩、活動式隔聲罩、局部封閉式隔聲罩1、隔聲罩的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮下述幾項(xiàng)基本要求：（1）隔聲罩的罩壁應(yīng)具有足夠的隔聲量，以隔斷空氣聲的傳播，同時(shí)又要減少罩內(nèi)混響聲和防止固體聲的傳遞。（2）盡可能減少在罩壁上開孔。對于必需的開孔以及罩壁的構(gòu)件相接處的縫隙，要采取密封措施，以減少漏聲。（3）由于罩內(nèi)聲源機(jī)器設(shè)備的散熱，可能導(dǎo)致罩內(nèi)溫度升高，對此應(yīng)采取適當(dāng)?shù)耐L(fēng)散熱措施。（4）要考慮聲源機(jī)器設(shè)備操作、維修方便的要求。在可能情況下，要采取相應(yīng)的措施，例如，設(shè)置進(jìn)出門、觀察窗、手孔、活動蓋板或可移動、可組裝式的罩殼，以便接近機(jī)器，觀察機(jī)器運(yùn)行情況并進(jìn)行操作與維修。隔聲罩的隔聲效

2、果，通常以插入損失（）來表征，即指機(jī)器設(shè)備在設(shè)置隔聲罩前后在罩外某一特定位置上的聲壓級差或聲功率級之差。對于全封閉的隔聲罩，插入損失可近似用下式估算： 式中：內(nèi)飾吸聲材料的平均吸聲系數(shù)；R隔聲罩罩壁的平均隔聲量，dB。例如：一個(gè)隔聲罩的罩體平均隔聲量為30dB，內(nèi)飾的吸聲材料平均吸聲系數(shù)為0.25，求隔聲罩的插入損失。對于局部封閉隔聲罩，插入損失為：式中：非封閉面的總面積，；封閉面的總面積，。一個(gè)效果好的隔聲罩，要求其罩壁的隔聲量要大，罩內(nèi)壁的吸聲效果要好，罩壁上開孔要小，漏聲要少。隔聲罩的孔洞和縫隙對其降噪效果特別是高頻噪聲有明顯影響，開口面積應(yīng)盡量小，泄漏面積占10%、1%、0.1%的隔聲

3、罩的最大降噪量分別為10、20、30dB（A）。只有設(shè)計(jì)很好的全封閉隔聲罩，并采用隔振支撐安裝，沒有孔洞或有孔洞安裝消聲器，采用適當(dāng)密封的隔聲門，才能獲得很高的降噪值。2、隔聲罩的結(jié)構(gòu)隔聲罩的主要結(jié)構(gòu)是它的罩壁，它具有足夠的隔聲量，才能阻隔聲源機(jī)器設(shè)備的噪聲不致外傳，從而使噪聲降低到所規(guī)定的允許聲級以下。按照質(zhì)量定律，罩壁的結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)是重質(zhì)的，例如，采用磚、石塊、混凝土或厚鋼板等的構(gòu)造；但大多數(shù)情況是由于現(xiàn)場的空間條件、機(jī)器的維修及隔聲罩的拆裝運(yùn)等因素；要求罩壁結(jié)構(gòu)輕巧、拆裝方便。這種隔聲的罩壁一般采用較薄的金屬板，內(nèi)飾一定厚度的吸聲材料。如果罩壁振動較大，可在金屬板外表面或內(nèi)表面涂一些內(nèi)損耗系

4、數(shù)較大的阻尼材料，如瀝青漿、石棉瀝青漿等。為防止其固體傳聲，可在隔聲罩設(shè)備下面安裝隔振器或鋪設(shè)隔振材料。表5-2-15列出了幾類隔聲罩及其對開孔、內(nèi)襯材料等方面的基本要求和它們的A聲級插入損失值，圖5-2-33則給出了它們的倍頻程插入損失值。確定隔聲罩結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)插入損失的要求，確定隔聲罩結(jié)構(gòu)的隔聲量，再按有關(guān)結(jié)構(gòu)的隔聲量和實(shí)際情況選用具體結(jié)構(gòu)。在處理噪聲的實(shí)際問題中，還會由于機(jī)器設(shè)備的散熱問題而必須在隔聲罩罩壁上留一定的孔洞。通常在孔洞上安裝一定長度的消聲器并使消聲器的降噪量與隔聲罩罩壁的隔聲量相當(dāng)，這樣既不降低減噪效果，又可以達(dá)到通風(fēng)冷卻的目的。八、隔聲間的設(shè)計(jì)和應(yīng)用1、隔聲間的設(shè)計(jì)隔聲

5、間，就是隔離聲音的房間，和隔聲罩不同，它的作用是在噪聲較高的環(huán)境中，建立較為安靜的局部空間。這種房間的外表看起來同一般的房間大致一樣，但是由于它的結(jié)構(gòu)是按著隔聲要求設(shè)計(jì)的，所以隔聲性能比較突出。對聲源分布較分散、靠單一噪聲控制措施不易奏效或者采取較多控制措施不夠經(jīng)濟(jì)的噪聲環(huán)境，隔聲間是經(jīng)常采用的一種治理措施。大多數(shù)的隔聲間是包括隔聲、吸聲、消聲器、阻尼和減振等幾種噪聲控制措施的綜合治理裝置，它是多種聲學(xué)結(jié)構(gòu)組合。衡量一個(gè)隔聲間的效果，不能只看它的某一個(gè)聲學(xué)構(gòu)件的降噪效果，而是要看它的綜合降噪指標(biāo)。通常，隔聲間的降噪效果用插入損失（）來表示：式中：被保護(hù)者所在的位置上安裝隔聲間前后的聲壓級之差；

6、隔聲間的平均隔聲量。第i個(gè)結(jié)構(gòu)的面積,；第i個(gè)結(jié)構(gòu)的隔聲量,dB；隔聲間內(nèi)表面的總吸聲量。第i個(gè)結(jié)構(gòu)的吸聲系數(shù)；第i個(gè)結(jié)構(gòu)的面積，。上面公式說明，要取得較好的隔聲間整體降噪效果，每個(gè)聲學(xué)構(gòu)件的降噪量必須相匹配。比較合理的設(shè)計(jì)方法是采用“等隔聲”原則。例如隔聲間的墻壁上的門窗，那么墻體的隔聲量應(yīng)大致與門窗的隔聲量相同。當(dāng)墻體的隔聲量與門窗的隔聲量不同時(shí)，可計(jì)算出總的平均隔聲量，看其能否達(dá)到要求，直到選擇出滿意的組合結(jié)構(gòu)為止。當(dāng)然，同隔聲罩一樣，隔聲間還必須考慮操作使用方便、散熱通風(fēng)及造價(jià)合理等因素。為保證隔聲間內(nèi)具有較好的工作環(huán)境，應(yīng)設(shè)置一定的通風(fēng)裝置，包括隔聲間的進(jìn)排風(fēng)消聲器。在很多情況下安裝

7、空調(diào)裝置。2、隔聲間的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用從結(jié)構(gòu)類型上，隔聲間又有輕質(zhì)結(jié)構(gòu)與重質(zhì)結(jié)構(gòu)之分。所謂輕質(zhì)結(jié)構(gòu)，一般是用薄金屬板涂以阻尼漆或非金屬板作外表面，附在鋼木龍骨架上，并內(nèi)襯吸聲層。這種結(jié)構(gòu)除了具有一定的隔聲性能外，還具有拆裝方便、利于檢修等特點(diǎn)，適于安裝在石油化工、冶金、機(jī)械加工等行業(yè)中聲源比較分散、聲傳播為擴(kuò)散型聲場的大型廠房、車間內(nèi)。所謂重質(zhì)結(jié)構(gòu)，一般是指磚、石、混凝土墻壁和混凝土頂棚組成的土建結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)隔聲量較大，即使是較簡單的厚240mm磚墻也很容易達(dá)到40dB以上的隔聲效果，施工簡單方便，適于有足夠空間條件、隔聲要求較高的場合。九、隔聲窗隔聲窗是用途相當(dāng)廣泛的隔聲構(gòu)件，例如，工業(yè)噪聲治理

8、中的車間操作室、更衣休息室、辦公室、會議室要用，環(huán)境噪聲治理中的機(jī)關(guān)辦公室、學(xué)校建筑、賓館飯店等臨街建筑及其他公用民用設(shè)施也要用。1、隔聲窗的設(shè)計(jì)以臨街建筑隔聲窗的設(shè)計(jì)為例介紹隔聲窗的設(shè)計(jì)方法。臨街室內(nèi)噪聲主要為道路交通噪聲，考慮周圍建筑、環(huán)境和地面反射，可以基本假定建筑外部聲場為擴(kuò)散聲場，其擴(kuò)散聲場的聲級為臨街建筑外的交通噪聲聲級，基本噪聲傳播模型如圖5-2-35所示。建筑外墻的隔聲量大于50dB，通過外墻傳入室內(nèi)聲能量可以忽略，在這個(gè)模型基礎(chǔ)上，室內(nèi)聲級按下式計(jì)算： 式中：窗的隔聲量；分別為室內(nèi)外聲級；窗的面積；室內(nèi)吸聲量。根據(jù)室外交通噪聲級和室內(nèi)要求的標(biāo)準(zhǔn)確定可按圖5-2-36選擇隔聲窗

9、計(jì)權(quán)隔聲量。表5-2-16是臨街建筑為降低交通噪聲的污染而選用隔聲窗的設(shè)計(jì)實(shí)例。2、隔聲窗的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用隔聲窗的隔聲效果主要取決于玻璃的厚度（或單位面積玻璃的重量），其次是隔聲窗結(jié)構(gòu)，窗框之間、窗框與墻壁之間的密封程度。據(jù)實(shí)測：3mm厚的玻璃的隔聲值為27dB，6mm厚的玻璃隔聲值僅為30dB，因此，多采用兩層以上玻璃中間夾以空氣層的辦法，來提高玻璃窗的隔聲效果。設(shè)計(jì)隔聲窗要注意以下幾點(diǎn)：（1）多層窗最好選用厚度不一樣的玻璃板，以消除高頻吻合效應(yīng)影響。不同厚度的玻璃板的臨界頻率見表5-2-17。為了彌補(bǔ)吻合效應(yīng)引起的隔聲低谷，雙層窗的玻璃板應(yīng)恰當(dāng)?shù)亟M合。（2）多層窗的玻璃板之間要有較大的空氣層。

10、（3）如果多層窗的玻璃板之間有一定的傾斜度，有利于消除駐波。（4）玻璃窗的密封要嚴(yán)，要邊緣處采用橡膠條或毛氈打壓緊，這不僅可以起到密封作用，還能起到有效的阻尼作用，以減少玻璃板產(chǎn)生二次聲輻射。十、聲屏障聲屏障，是一種在噪聲源和被保護(hù)對象之間專門設(shè)計(jì)的聲學(xué)障板，它通常是特定噪聲源和特定保護(hù)對象而設(shè)計(jì)的。例如，在交通噪聲控制中，可以利用聲屏障、樓房、高坡、路堤等高大遮擋物來降低鐵路、公路噪聲對道路兩側(cè)人們的影響；在工業(yè)噪聲控制中，可以利用聲屏障來降低某些以高頻為主的、不能采用完全封閉措施的強(qiáng)噪聲源的噪聲，也可以利用聲屏障降低一些減噪量要求不高的聲源的噪聲輻射。1、戶外聲屏障（1）戶外聲屏障的設(shè)計(jì)聲

11、波在傳播中遇到屏障時(shí)，會在屏障邊緣處產(chǎn)生繞射現(xiàn)象，從而在屏障的背后產(chǎn)生一個(gè)“聲影區(qū)”，聲影區(qū)內(nèi)的噪聲級要低于未設(shè)置屏障時(shí)的噪聲級，這就是聲屏障降噪的基本原理。聲屏障的設(shè)計(jì)程序：1）測出或估算出被保護(hù)處和聲源處的噪聲級并給出聲源的頻譜曲線，選定某評價(jià)曲線作設(shè)計(jì)指標(biāo)，據(jù)此定出各倍頻程中心頻率處預(yù)期的衰減值。2）根據(jù)現(xiàn)場各種條件綜合考慮，初擬出屏障的幾何尺寸，將計(jì)算所得的結(jié)果與預(yù)期衰減值相比較，以檢驗(yàn)是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。在把聲源作為點(diǎn)聲源、聲屏障視為無限長（在屏障長度為聲源長度3倍以上時(shí)，可以假定為無限長聲屏障）、屏障表面不做吸聲處理?xiàng)l件下，聲屏障的插入損失（）按下式計(jì)算：式中：，菲涅耳數(shù)；聲波波長,

12、m；聲源和接受點(diǎn)間的距離,m；聲源和聲屏障頂端的距離,m；接受點(diǎn)和聲屏障頂端的距離,m。在工程上可以利用圖5-2-39來直接查出點(diǎn)聲源和線聲源的聲屏障插入損失。從上述公式和圖5-2-39可以看到：聲屏障越高越好，聲源與接收點(diǎn)相距越近越好，聲波的波長越短（即頻率越高）衰減效果越好。顯然，聲屏障的降噪效果和高度以及聲源、接受點(diǎn)和聲屏障的相對位置有關(guān)。當(dāng)然，對于實(shí)際情況可能復(fù)雜，影響聲屏障效果的因素更多，它包括聲屏障的特性、吸聲特性、地面聲學(xué)特性以及周圍環(huán)境聲學(xué)條件等。聲屏障作為一種戶外噪聲控制設(shè)備，除考慮噪聲控制功能外，還應(yīng)考慮環(huán)境協(xié)調(diào)、安全性、戶外氣候影響等因素。聲屏障設(shè)計(jì)考慮的主要因素是：根據(jù)

13、被保護(hù)對象的噪聲污染現(xiàn)狀、噪聲標(biāo)準(zhǔn)和背景噪聲確定合理的聲屏障設(shè)計(jì)指標(biāo)。據(jù)聲屏障降噪設(shè)計(jì)指標(biāo)要求，確定聲屏障聲學(xué)設(shè)計(jì)參數(shù)和材料，包括長度、高度、材料的要求和吸聲要求。結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能設(shè)計(jì)，包括荷載、穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、抗震性能等。安全性能，特別是要保證聲屏障設(shè)立不影響道路交通安全，不影響道路交通系統(tǒng)其他設(shè)施功能的發(fā)揮。景觀要求，聲屏障的結(jié)構(gòu)造型、材質(zhì)、色彩的選用，要和聲屏障周圍的環(huán)境相協(xié)調(diào)，如有可能應(yīng)考慮景觀設(shè)計(jì)和綠化。在設(shè)計(jì)聲屏障時(shí)，要充分考慮地形地貌的利用和影響，發(fā)揮聲屏障的作用，減低聲屏障的成本。聲屏障降噪效果通常用插入損失來評價(jià)，即在特定的保護(hù)區(qū)域，安裝聲屏障前后的聲級差。測量聲屏障插入損失

14、，相對比較復(fù)雜。關(guān)鍵是要保持聲源穩(wěn)定，最好要設(shè)定參考聲源，對由于聲源不穩(wěn)定所產(chǎn)生的影響進(jìn)行修正?？紤]到交通噪聲的隨機(jī)起伏性，通常要測量一段時(shí)間的等效聲級。據(jù)國際噪聲控制工程學(xué)會組織的一個(gè)專家組的調(diào)查，大多數(shù)聲屏障的高度為2-6m,插入損失為5-12dB，也有極少數(shù)聲屏障插入損失低到2dB和高到15dB。（2）戶外聲屏障的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用按聲學(xué)性能分類，聲屏障可以分為反射型聲屏障和吸收型聲屏障。吸收型聲屏障由于材料具有一定的吸聲特性可以降低車輛、建筑等反射物和聲屏障之間的反射聲能量。反射型聲屏障的常用材料有混凝土預(yù)制板、輕質(zhì)泡沫混凝土預(yù)制板、金屬板、透明陽光板、木板等?；炷令A(yù)制板和輕質(zhì)泡沫混凝土預(yù)制

15、板是經(jīng)常采用的一種材料，厚度一般為90-200mm，面密度一般為200-400，特別是在無嚴(yán)格空間限制和景觀要求的郊區(qū)高速公路上得到廣泛應(yīng)用。透明陽光板類材料一般有較好的采光和視野，有足夠的強(qiáng)度，重量較輕。近些年已被廣泛應(yīng)用在市區(qū)道路上。吸收型聲屏障經(jīng)常采用的材料有以金屬穿孔板或合成塑料穿孔板為護(hù)面的多孔纖維材料、多孔陶瓷、多孔水泥、燒結(jié)金屬等。聲屏障的形式有多種多樣，包括直立型、斜角型、直角型、建筑物型、土堤型、凹槽型等。其目的是有兩個(gè)：一個(gè)是通過形狀的變化提高聲屏障的插入損失；另一個(gè)是有效利用地形地貌提高聲屏障效果，降低成本?？傊捎煤畏N結(jié)構(gòu)形式的聲屏障，即要考慮投資成本，又要考慮設(shè)計(jì)方案

16、能夠達(dá)到的降噪設(shè)計(jì)指標(biāo)。2、室內(nèi)聲屏障當(dāng)工廠車間內(nèi)的聲源噪聲很強(qiáng)，頻率較高，而空間較小或操作、維修及通風(fēng)散熱等原因又不易采取密封措施時(shí)，可采用聲屏障降低聲源的聲輻射。對于一些降噪量要求較低的聲源也可以使用聲屏障來遮擋噪聲的傳播。聲屏障一般由隔聲材料和吸聲材料組合而成，吸聲材料要面向聲源。工作場所聲屏障的主要作用是降低一個(gè)照射點(diǎn)來自噪聲源輻射的直達(dá)聲。它們可以用來把房間高噪聲區(qū)域和其他區(qū)域分離開，特別是對于局部高度間壁或非全部封閉隔聲罩的隔離。隔離效果由于保留部分相連空間而減低，附近的墻壁和頂棚吸聲處理可以提高效果。典型的降噪效果為5-10dB（A）。在一個(gè)未經(jīng)吸聲處理的工作室，當(dāng)聲源和接受點(diǎn)距

17、離小于3倍室內(nèi)高度時(shí)，通過一個(gè)高度大于房間高度一半的聲屏障，其插入損失在1000Hz倍頻帶可以大于5dB。當(dāng)其他噪聲控制措施不可行時(shí)，聲屏障和房間的天花板、墻壁吸聲處理相結(jié)合，則是一項(xiàng)有效的綜合措施。室內(nèi)使用聲屏障，除應(yīng)對室內(nèi)聲源的強(qiáng)度的頻譜及聲場分布進(jìn)行測量外，還要根據(jù)室內(nèi)吸聲量的大小和降噪要求決定是否進(jìn)行吸聲處理，最后考慮聲屏障的結(jié)構(gòu)及其尺寸。室內(nèi)聲屏障一般選用隔聲量大于20dB的輕型結(jié)構(gòu)，例如，用單層0.8-1mm厚有薄金板涂以2-5mm厚的阻尼材料后，在兩面再做吸聲處理就可以了。聲屏障的高度應(yīng)高于機(jī)器設(shè)備外，還要高于人耳。其形狀可根據(jù)需要做成固定式或做成屏底裝有橡膠輪的屏風(fēng)式，以便移動

18、和組合。合理使用室內(nèi)聲屏障，使機(jī)器設(shè)備附近工人操作區(qū)域的噪聲降低5-10dB是可能的。作業(yè)：一、填空題1、隔聲間是包括 、 、 、阻尼和減振等幾種噪聲控制措施的綜合治理裝置，它是多種聲學(xué)結(jié)構(gòu)組合。2、隔聲窗的隔聲效果主要取決于玻璃的 ，其次是 ，窗框之間、窗框與墻壁之間的密封程度。3、聲屏障一般由 和 組合而成，吸聲材料要面向聲源。工作場所聲屏障的主要作用是降低一個(gè)照射點(diǎn)來自噪聲源輻射的 。解答：1、隔聲、吸聲、消聲器；2、厚度（或單位面積玻璃的重量）、隔聲窗結(jié)構(gòu)；3、隔聲材料、吸聲材料、直達(dá)聲；二、簡答題1、聲屏障的設(shè)計(jì)程序聲屏障的設(shè)計(jì)程序：1）測出或估算出被保護(hù)處和聲源處的噪聲級并給出聲源

19、的頻譜曲線，選定某評價(jià)曲線作設(shè)計(jì)指標(biāo)，據(jù)此定出各倍頻程中心頻率處預(yù)期的衰減值。2）根據(jù)現(xiàn)場各種條件綜合考慮，初擬出屏障的幾何尺寸，將計(jì)算所得的結(jié)果與預(yù)期衰減值相比較，以檢驗(yàn)是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。 2、聲屏障的形式及其目的聲屏障的形式有多種多樣，包括直立型、斜角型、直角型、建筑物型、土堤型、凹槽型等。其目的是有兩個(gè)：一個(gè)是通過形狀的變化提高聲屏障的插入損失；另一個(gè)是有效利用地形地貌提高聲屏障效果，降低成本。 3、隔聲間的結(jié)構(gòu)及應(yīng)用從結(jié)構(gòu)類型上，隔聲間又有輕質(zhì)結(jié)構(gòu)與重質(zhì)結(jié)構(gòu)之分。所謂輕質(zhì)結(jié)構(gòu)，一般是用薄金屬板涂以阻尼漆或非金屬板作外表面，附在鋼木龍骨架上，并內(nèi)襯吸聲層。這種結(jié)構(gòu)除了具有一定的隔聲性能外，還具有拆裝方便、利于檢修等特點(diǎn)，適于安裝在石油化工、冶金、機(jī)械加工等行業(yè)中聲源比較分散、聲傳播為擴(kuò)散型聲場的