噪聲與振動控制技術(shù)

1、噪聲與振動限制技術(shù)第二章污染物限制技術(shù)3噪聲與振動限制技術(shù)3.1 緒論23.1.1 噪聲的定義及分 類23.1.2 噪 聲 的 危33.1.3 噪聲限制的根本途 徑43.2 噪聲的根本特征53.2.1 噪 聲 物 理 特征53.2.2 噪 聲 的 聲 學 特征73.2.3 平面波、球面波和柱面 波83.3 吸聲和室內(nèi)聲場 103.3.1 吸聲系數(shù)和吸聲量103.3.2 吸 聲 原理103.3.3 吸 聲 材 料 和 結(jié)構(gòu)113.3.4 室內(nèi)聲場和吸聲降 噪133.4 隔聲與隔聲結(jié)構(gòu) 二 143.4.1 隔 聲 結(jié)構(gòu)143.4.2 隔 聲裝m153.5 消聲技術(shù) 163.5.1 消 聲 器 的

2、分類163.5.2 阻 性 消 聲器163.5.3 抗 性 消 聲器173.5.4 阻抗復合式消聲 器183.6 隔振和阻尼 183.6.1 隔振183.6.2 阻尼203.7 城市區(qū)域環(huán)境噪聲限制 213.7.1 城市區(qū)域環(huán)境噪 聲213.7.2 城 市 噪 聲 控制233.8 局部機電設備噪聲限制 24北京中大華遠認證中央內(nèi)部培訓教材3.8.1 風 機 噪 聲 控制243.8.2 冷 卻 塔 噪 聲 控制263.8.3 內(nèi) 燃 機 噪 聲 控制283.8.4 水泵房的噪聲治 理293.8.5 中小型空壓站的噪聲控 制303噪聲與振動限制技術(shù)3.1 緒論3.1.1 噪聲的定義及分類3.1.1

3、.1 噪聲的定義人們一般把聲音分成樂聲和噪聲.物理學的觀點是把 節(jié)奏有調(diào),聽起來和諧的聲音稱為樂聲,而把雜亂無章, 聽起來不和諧的聲音稱為噪聲.心理學的觀點認為噪聲 和樂聲是很難區(qū)分的,它們會隨著人們主觀判別的差異 而改變.因此,人們將使人煩躁、討厭、不需要的聲音 都稱之為噪聲.噪聲是聲的一種,它具有聲波的一切特性,通常我們 把能夠發(fā)聲的物體稱為聲源,產(chǎn)生噪聲的物體或機械設 備稱為噪聲源,能夠傳播聲音的物質(zhì)稱之為傳聲媒質(zhì). 人對噪聲吵鬧的感覺,同噪聲的強度和頻率有關(guān),頻率 4低于20Hz的聲波稱為次聲,超過20000Hz的稱為超聲, 次聲和超聲都是人耳聽不到的聲波.人耳能夠感覺到的 聲音(可聽

4、聲)頻率范圍是2020000Hz.物理學上通 常用頻率、波長、聲速、聲壓、聲功率級及聲壓級等概 念和量值來描述聲的一般特性o衡量噪聲強弱或污染輕重程度的根本物理量是聲壓、 聲強、聲功率.由于正常人的聽覺所能感覺的聲壓或聲 強變化范圍很大,因此采用了以常用對數(shù)作相比照擬的“級的表述方法,分別規(guī)定了 “聲壓級、“聲強級、“聲功率級的基準值和測量計算公式.它們的通用單 位計為“分貝,記作“dB.在這個根底上,為了反 映人耳聽覺特征,附加了頻率計權(quán)網(wǎng)絡,如常用的A計 權(quán),記作dB (A)o對于非穩(wěn)態(tài)的噪聲,目前一般采用在 測量采樣時間內(nèi)的能量平均方法,作為環(huán)境噪聲的主要 評價量,簡稱等效聲級,記作“L

5、ep-dB (A).3. 1.1.2噪聲的分類一般情況下,按噪聲的強度可分為過響聲、阻礙聲、 不愉快聲、無影響聲等；按噪聲源的不同分為城市環(huán)境 噪聲、工業(yè)噪聲和交通噪聲3種.(1)工業(yè)噪聲污染源工業(yè)噪聲是指在工業(yè)生產(chǎn)過程中,由機械設備運轉(zhuǎn)、 工業(yè)操作和物料傳輸?shù)劝l(fā)出的噪聲.工業(yè)噪聲大都會在北京中大華遠認證中央內(nèi)部培訓教材7595dB (A)左右,有一些機械的噪聲級甚至可到達120dB (A)以上,是我國目前城市環(huán)境噪聲污染的主要來源之一.與交通噪聲、建筑施工噪聲、社會生活噪聲 相比,工業(yè)噪聲具有長期固定的作用地點和時間,因而 很容易引起廠群矛盾.噪聲污染是一種能量污染,由發(fā)聲物體的振動向外界

6、輻射的一種聲能.假設聲源停止振動發(fā)聲,聲能就失去補 充,噪聲污染隨之終止.工業(yè)噪聲沒有污染物的積累.工業(yè)噪聲的分類大致有以下3種： 按噪聲的頻率特性和時間特性分 a.高頻噪聲、低頻噪聲.b.寬頻噪聲、窄頻噪聲.c.穩(wěn)態(tài)噪聲、非穩(wěn)定、不連續(xù)噪聲和脈沖噪聲等.按噪聲源的發(fā)聲機理分a.空氣動力性噪聲一一由于氣體振動產(chǎn)生,氣體的擾動和氣體與物體之間的相互作用產(chǎn)生這種噪聲.如鼓風機、空壓機、燃氣輪機、高爐和鍋爐等設備氣體放空時 所產(chǎn)生的噪聲.b.機械噪聲由于撞擊、摩擦、交變機械應力等作用而產(chǎn)生的噪聲.如球磨機、軋機、粉碎機、機床以及 電鋸等所產(chǎn)生的噪聲.c.電磁噪聲由于交變電磁場產(chǎn)生周期性的交變力,引起

7、振動時產(chǎn)生的.如電動機、發(fā)電機和變壓器 所產(chǎn)生的噪聲.按行業(yè)性質(zhì)分機械制造、礦山冶金、紡織輕工、石油化工、航空航 天、建筑建材、發(fā)電、造船等.在許多行業(yè)中,如供熱、 供電、供水、供氣等部門的噪聲問題具有一定的共性. 但是,不同的行業(yè)生產(chǎn)工藝和設備不同,噪聲問題會表 現(xiàn)出不同的特點,從而開展了多種多樣的治理技術(shù)舉措.(2)交通運輸噪聲污染源交通運輸噪聲污染源包括起動和運行中的各種汽車、 摩托車、拖拉機、火車、飛機、輪船等.交通噪聲強度 與行車速度有關(guān),車速加倍,噪聲級平均增加 79dB; 車流量增加1倍,噪聲級平均增加2.7dBo不同交通運 輸工具的噪聲差異也大,載重車的噪聲級可達90dB (A

8、), 而飛機起飛時在測點上的噪聲達 100dB (A)以上.交通 噪聲主要來源于發(fā)動機殼體的振動噪聲、進排氣聲、喇 叭聲以及輪胎與路面之間形成的噪聲.交通噪聲是一種 不穩(wěn)定的噪聲,聲源具有流動性,影響面較廣,約占城 市噪聲源的40%.(3)建筑施工噪聲污污染建筑施工噪聲污染源包括運轉(zhuǎn)中的打樁機、打夯機、挖掘機、混凝土攪拌機、準土機、吊車和卷揚機、空氣 壓縮機、鑿巖機、木工電鋸、運輸車輛以及敲打、撞擊、 爆破加工等,在距聲源15m外,噪聲級高達80105dB (A).建筑施工噪聲具有多變娃、突發(fā)性、沖擊性、不連續(xù)性等特點,不僅對附近居民干擾大,而且對現(xiàn)場操 作人員的危害害也很大.(2)社會生活噪

9、聲污染源社會生活噪聲污染源包括冷卻塔、空調(diào)器、水泵、風 機、排油煙機、高音喇叭、音響設備以及商業(yè)、交際和 娛樂等社會活動和廣泛使用的家用電器等.雖然社會生 活噪聲戶外平均聲級不是很高(5565dB),但給居民 造成的干擾很大,城市中影響環(huán)境質(zhì)量的主要污染源, 其所占比例近50%.3.1.2 噪聲的危害噪聲對人體的影響是多方面的,首先是在聽覺方面. 噪聲強度在70dB以上時,對人體的健康將有危害,最 常見的是聽覺的損傷.人們在較強的噪聲環(huán)境工作和生 活時會感到刺耳難受,時間久了會使聽力下降和聽覺遲 鈍,甚至引起噪聲性耳聾.噪聲不僅影響人們正常工作,阻礙睡眠和干擾談話, 而且還能誘發(fā)多種疾病.噪聲

10、作用于人的中樞神經(jīng)系統(tǒng) 使大腦皮層的興奮與抑制機能失調(diào),導致條件反射異常,會引起頭暈腦脹、反響遲鈍、注意力分散、記憶力減退, 是造成各種意外事故的根源.噪聲還影響人的整個器官,造成消化不良、食欲不振、 惡心嘔吐,致使胃潰瘍發(fā)病率增高.長期在高噪聲車間 工作的工人中有高血壓、心動過速、心律不齊和血管痙 攣等病癥的可能性,要比無噪聲時高 24倍.噪聲對 視覺器官也會造成不良影響.止匕外,強烈的噪聲影響會使儀器設備不能正常運轉(zhuǎn), 靈敏的自控、遙控設備會失靈或失效.特強的噪聲還能 破壞建筑物.3.1.3 噪聲限制的根本途徑聲學系統(tǒng)的主要環(huán)節(jié)是聲源、傳播途徑、接受者.因 此,限制噪聲必須從這三方面系統(tǒng)綜

11、合考慮,采取合理 舉措,消除噪聲影響.3.1.3.1 噪聲源治理噪聲源限制是最根本、最有效的手段,可以徹底消除 噪聲.但從聲源上根治噪聲是比擬困難的,而且受到各 種環(huán)境和條件的限制.然而,對噪聲源進行必要的技術(shù) 改造還是可行的.(1)改良機械設備結(jié)構(gòu),運用各種新材料、新工藝 生產(chǎn)出一些內(nèi)摩擦較大、高阻尼合金、高強度塑料、陶 瓷生產(chǎn)機械及零部件.(2)改革工藝和操作方法.例如,用低噪聲焊接代 替高噪聲佛接,采用液壓裝置代替機械傳動等.(3)提升零部件加工精度,使機件之間盡量減少摩擦; 提升裝配質(zhì)量,減少重心偏移,可減小偏心振動.3.1,3.2 在噪聲傳播途徑上的降噪當在噪聲源上治理效果不理想時,

12、可考慮在噪聲傳播 途徑上采取舉措,主要包括吸聲技術(shù)、隔聲技術(shù)、消聲 技術(shù)、阻尼技術(shù)等.除此之外,還要注意以下幾種方式的應用.(1)利用地形和聲源的指向性降低噪聲.(2)利用綠化降低噪聲.(3)利用噪靜分開的方法降低噪聲.3.1.3.3 接受者保護在機械多而人員少或機械噪聲限制不理想、不經(jīng)濟的 情況下,限制噪聲還可以采取對接受者進行個體防護的 舉措,這是一種經(jīng)濟而有效的舉措.常用的防聲器具有 耳塞、耳罩、頭盔、防聲棉等,它們主要是利用隔聲原 理來阻擋噪聲傳入人耳.3.2 噪聲的根本特征3.2.1 噪聲物理特征3.2.1.1 聲音的產(chǎn)生聲音來源于物體的振動,“制造聲音的振動著的物 體稱為聲源.這里

13、需要指出的是,聲源不一定是固體,液體和氣體振動同樣可以發(fā)出聲音,如海浪聲、汽笛聲 就是由這些流體發(fā)出的.聲源發(fā)出的聲音必須通過中間媒質(zhì)才能傳播出去.聲 源的振動帶動了與它相鄰近的空氣層中的氣體分子質(zhì) 點,使它們產(chǎn)生壓縮和膨脹運動.由于這些氣體分子之 間有一定的彈性,這一局部區(qū)域的壓縮和膨脹又會促使 下一鄰近空氣層氣體分子發(fā)生同樣的壓縮和膨脹運動. 如此周而往復,由近及遠相互影響,就會使振動以一定 速度沿著媒質(zhì)向各個方向傳播出去.當這種振動傳播到 人耳時,引起人耳的鼓膜的振動,通過聽覺機構(gòu)的振動, 刺激人的聽覺神經(jīng)而使人有了聲音的感覺.這種向外推 進著的空氣振動稱為聲波,也就是說,聲波是依靠介質(zhì)

14、 的質(zhì)點振動向外傳播聲能,而介質(zhì)的質(zhì)點只是振動但不 移動,是振動的傳遞,所以聲音是一種波動.有聲波傳 播的空間叫聲場.在聲場中人們最熟悉的傳聲媒質(zhì)是空 氣,除此以外,液體和固體也都能傳播聲音.聲波傳播過程中,假設媒質(zhì)質(zhì)點的振動方向與聲波的傳 播方向相平行,稱為縱波.假設媒質(zhì)質(zhì)點的振動方向與聲 波的傳播方向垂直,那么稱為橫波.3.2.1.2 頻率、波長與聲速物體振動產(chǎn)生聲音,如果物體是周期性振動,那么媒 質(zhì)質(zhì)點的振動狀態(tài)也呈周期性變化.我們把質(zhì)點振動狀態(tài)相同的兩個相鄰層之間的距離稱為聲波的波長,記作 入,單位是米nj.振動狀態(tài)的傳播需要一定的時間,這種振動狀態(tài)或 能量在媒質(zhì)中自由傳播的速度叫聲速

15、,記作c,單位是 米/秒m/s.而周期性物體每振動一次所經(jīng)歷的時間稱 為周期,記作T,單位是秒s.而物體在1s內(nèi)振動的 次數(shù)稱為頻率,記作,單位是赫茲Hz,單位是次/秒, 1Hz= 1s1,它是周期的倒數(shù),即 =1/T.該式說明,每秒 鐘振動的次數(shù)越多,頻率越高,人耳聽到的聲音就越尖, 或者說音調(diào)越高.如果媒質(zhì)質(zhì)點振動的頻率是,那么有c=入,說明媒 質(zhì)質(zhì)點每振動一次,聲波就向前移動一個波長入,在1s 內(nèi)質(zhì)點振動了 次,因而1s內(nèi)聲波向前移動了入?的距 離,這也就是聲波的傳播速度.另外還說明,聲波波長 與頻率成反比,頻率愈高,波長愈短；頻率愈低,波長 愈長.也就是說,聲波的頻率或聲源振動的頻率決

16、定了 聲波的波長.人耳聽閾的頻率范圍 2020000Hz,相應 的波長從17m到1.7cm.由此可見,如此寬的頻率范圍, 給噪聲限制帶來很大的困難.必須指出,聲速不是質(zhì)點振動的速度,而是振動狀態(tài) 傳播的速度.它的大小與振動的常性無關(guān),而與媒質(zhì)的 彈性、密度以及聲場的溫度有關(guān).通常室溫下15C聲音在空氣中的傳播速度為 340m/s, 1004000Hz的聲 音的波長范圍約在 3.48.5cm之間,次聲和超聲不能 使人產(chǎn)生聽覺.3.2.1.3 聲壓、聲強和聲功率1聲壓與聲壓級當沒有聲波存在,大氣環(huán)境處于相對靜止狀態(tài)時,空 氣每一媒質(zhì)質(zhì)點的壓強為一個標準大氣壓Pa.當有聲音傳入時,局部空氣產(chǎn)生壓縮和

17、膨脹,在壓縮的媒質(zhì)層上 壓強增加,在膨脹的媒質(zhì)層上壓強減小.這樣就在原來 的大氣壓上又疊加一個壓強的變化.這個疊加上去的壓 強變化是由聲波的存在而引起的,所以被稱為聲壓,用 P表示,單位是帕斯卡Pa, 1p = 1N/mo在一個聲場 里任一媒質(zhì)層質(zhì)點的聲壓都是隨時間變化而變化的,每 一時間點瞬時的聲壓稱為瞬時聲壓,某段時間內(nèi)聲 壓的均方根值稱為有效聲壓,用p e表示.空氣中傳播的聲波,在1000Hz時,正常人的聽閾聲 壓為2X10-5Pa,痛閾聲壓為20Pa,由于正常人的聽閾 的聲壓與痛閾的聲壓大小之間相差 1OO萬倍,不方便表 達和應用,因此采用了以常用對數(shù)作相比照擬的“級 的表述方法.用對

18、數(shù)表示的聲壓就稱為聲壓級,用 Lp 表示.假設把聲壓以10倍為一級劃分,那么從聽閾到痛 閾可劃分 100、101、102、103、104、105、106 七個級數(shù).此時各聲壓的比值是10n形式,級就是n的數(shù)值,但數(shù) 值過少,所以都乘以20,這時聲壓的變化范圍為0120, 即Lp=20lg (P/P.),說明聲壓每變化10倍,相當于聲 壓級變化20dB.(2)與聲強級聲波的強弱有多種不同的描述方法,可以測量振動位 移、振動速度等,但最方便的是測量聲波的聲壓.除此 之外,往往還需要知道聲源振動發(fā)出噪聲的聲功率,這 時就要用到聲能量和聲強來描述.任何運動的物體包括振動物體都能夠做功,聲音的產(chǎn) 生與傳

19、播也必定伴隨著振動能量的傳遞.當聲波向四周 傳播時,振動能量也跟隨轉(zhuǎn)移.我們把聲音傳遞的振動 能量叫做聲能量.在聲波傳播方向上單位時間垂直通過 單位面積的聲能量,稱為聲強,用I表示,單位是瓦特 /平方米(W/曲.聲強也是衡量聲波在傳播過程中聲音 強弱的物理量.與聲壓一樣,聲強也可以用級來表示,即聲強級Li,單位是分貝(dB),定義為兩個聲強之比的對數(shù),再乘 以 10,即 Li=lg (I/I 0) Lio(3)聲功率與聲功率級所謂的聲功率是指聲源在單位時間內(nèi)輻射的總能量, 通常用W表示,單位是瓦特(W.聲強與聲源輻射的聲功率有關(guān),聲功率愈大,在聲源周圍的聲強相對也就愈 大,兩者成正比關(guān)系：聲功

20、率是衡量噪聲聲源聲能輸出大小的根本量.聲功 率不受距離、方向、聲場條件等因素影響,所以被廣泛 用于鑒定和比擬各種聲源.在一般聲學測量中,直接測 量聲強和聲功率的設備比擬復雜和昂貴,常常在某種條 件下可以通過利用聲壓測量的數(shù)據(jù)計算得到.聲功率也可以用聲功率級Lw表示,單位是分貝(dB) 假設聲源功率為W其聲功率級為Lw=10lg (W/間 W0為基準聲功率,W=10-12W(4)噪聲級的疊加如果有多個不同的聲源同時在同一個聲場中,假設它們 在離聲源相同距離的某一點上所產(chǎn)生的振動時而增強, 時而減弱,其結(jié)果與它們沒有相互發(fā)生作用時一樣,這 樣的聲波叫不相干波.我們平常所遇到的噪聲大多是不 相干波.

21、根據(jù)能量疊加的法那么,n個不相干波疊加后的 總聲壓(有效聲壓)的平方是各聲壓平方的和.兩個數(shù) 值相等的聲壓級疊加時,比原來增加 3dB,而不是增加 一倍.3.2.1.3噪聲的頻譜與聲源的指向性(1)噪聲的頻譜一個單一頻率的簡諧聲信號叫純音.如果聲壓隨時間變化都是呈正弦曲線形式,那么這聲音一定是只含有單 一頻率的純音.只有音叉、音頻振蕩器等少數(shù)聲源才能 發(fā)出純音,而一般我們聽到的其他聲音,尤其是噪聲, 都是由多種頻率聲波組成的復合聲波.組成復合聲波的 頻率成分及各個頻率成分上的能量分布是不同的,我們 把頻率成分與能量分布的綜合量稱為聲音的頻譜.噪聲的頻率特性,常用頻譜來描述.而描述方法通常 是坐

22、標法,即用橫軸代表頻率,縱軸代表各頻率成分的 強度(聲壓級、聲強級和聲功率級),這樣繪出的圖形稱 為頻譜圖.頻譜圖能反映噪聲能量在各個頻率上的分布 特性.在作頻譜分析時,為方便起見,將噪聲的頻率范 圍分成假設干個相連的小段,每一小段叫做頻帶或頻程. 根據(jù)精度要求,頻帶的帶寬可窄可寬,且每一小段內(nèi)聲 能量被認為是均勻的.(2)噪聲源的指向性在自由聲場中,噪聲源輻射強度的分布情況稱為噪聲 源的指向性.當聲源的尺寸大小比波長小很多時,可以 看作噪聲源是無指向性的點聲源,即在距聲源中央等距 離處的聲壓級相等.當聲源的尺寸大小與波長相近或更大時,那么噪聲源被 認為是由許多點聲源組成的,在距聲源中央等距離

23、不同 方向的空間處的聲壓級不相等.因而疊加后各方向的聲能輻射量各異,具有指向性.聲源的尺寸大小與波長之 比越大,指向性就越強.通常用極坐標圖來表示聲源的指向性：在同一極坐標 圖中,同一曲線上的各點具有相同的聲壓級.指向性愈 強,聲能就愈集中于聲源輻射的軸線附近.室內(nèi)建筑設 計、音響布置等,都要考慮聲源的指向性.還要強調(diào)的 是,頻率愈高,指向性愈強.3.2.2 噪聲的聲學特征3.2.2.1 等響曲線與響度級人耳對于不同頻率聲音的主管感覺是不同的,為了使 人耳對頻率的感覺與客觀聲壓級聯(lián)系起來,人們采用響 度級來定量地描述這種關(guān)系,它是以1000Hz純音為基準,通過試聽比擬的方法來定出聲音的響度級.

24、響度級的定義是以頻率 1000Hz的純音的聲壓級為其 響度級.對頻率不是1000Hz的純音,那么用1000Hz的純 音與之進行試聽比擬,調(diào)節(jié) 1000Hz純音的聲壓級,使 它和待定的純音聽起來一樣響,這時的 1000Hz的聲壓 級就是這一純音的響度級記為 Ln,單位是“方,符號 為 phono把各個頻率的聲音都作這樣的試聽比擬,再把聽起來 同樣的響應聲壓級按頻率大小連成一條條曲線,這些曲 線被稱為等響曲線,在同一條曲線上的每個頻率的聲音感覺一樣響,它們的響度級都是這條曲線上 1000Hz處的 聲壓級值.由等響曲線可以得出各個頻率的聲音在不同 聲壓級時,人們主觀感覺出的響度級是多少.由定義可知,

25、響度級也是一種對數(shù)標度單位.不同響 度級的聲音不能直接進行比擬.比方：響度級由20phon 增加到40phon,并不意味著40phon聲音比20phon聲音 加倍響.3.2.2.2 響度響度級只反映了不同頻率聲音的響度感覺,且其單位 “方仍基于客觀量“分貝,還不能表達出一個聲音比 另一個聲音響多少倍的那種主觀感覺.而響度就是人們 用來描述聲音的主觀感覺的量,用N表示,單位是“宋, 符號為sone.它的定義是1000Hz純音,聲壓級為40dB 的響度為lsone.2sone的聲音是40phon聲音響度的2 倍,0.5sone的聲音是40phon聲音響度的1/2 ,對許多人來講,大約響度級每改變l

26、Ophon,響度感覺就增 減一倍.響度涉及人的主觀感受,所以兩個聲音疊加時, 不能將響度值作代數(shù)相加,而是需要借助實驗得出的頻 率加以修正,才能得到總響度.3.2.2.3 斯蒂文斯響度如果有兩種聲音同時存在,它們就會相互干擾,使人 分辨不清.其中一個聲音感覺會由于另一個聲音所干擾,使該聲音聽閾提升,這種現(xiàn)象稱為掩蔽效應,提升的分 貝數(shù)值稱為掩蔽閾.假定對聲音A的閾值已經(jīng)確定為50dB,假設同時又聽到聲音 B,人們發(fā)現(xiàn),由于聲音 B的 存在使聲音A的閾值提升到64dB,即比原來的聲音提升 14dB才能被聽到.一個聲音的閾值因另一個聲音的出現(xiàn) 而提升聽閾的現(xiàn)象稱為聽覺掩蔽.上例中,聲音 B稱為 掩

27、蔽聲,聲音A稱為被掩蔽聲,14dB稱為掩蔽閾.注意：掩蔽效應與聽覺傳導系統(tǒng)無關(guān),它是神經(jīng)系統(tǒng) 判斷的結(jié)果.對于寬頻帶的連續(xù)譜噪聲的響度計算方法,國際標準 化組織推薦斯蒂文斯Stevens和茨維克Zwicker 方法ISO532.兩種方法的計算結(jié)果比擬接近,一般 后者比前者高5dB,茨維克法的精確度高一些,但計算 方法復雜得多,在歐洲使用較多,而在我國通常采用斯 蒂文斯法.斯蒂文斯法考慮到不同頻率噪聲之間會產(chǎn)生 掩蔽效應,得出了一組等響度指數(shù)曲線,并認為響度指 數(shù)最大的頻帶奉獻最大,而其他頻帶由于前者的掩蔽而 奉獻減小.3.2.3 平面波.球面波和柱面波3.2.3.1 聲音的衰減聲源的振動在傳播

28、過程中,其聲壓、聲強隨著傳播距 離的增加而逐漸衰減.造成這種衰減的原因有兩個：一個是傳播衰減,另一個是空氣對聲波的吸收.(1)傳播衰減.聲波在傳播過程中波振面不斷擴展, 距聲源的距離愈遠,波振面的面積愈大,這樣在聲能不 變的情況下,通過單位面積的能量就相應減少.像這樣 由于波振面擴展而引起的聲強隨距離增加而減弱的現(xiàn)象 稱為傳播衰減.(2)空氣對聲波的吸收.在噪聲傳播過程中,空氣 也能對聲波能量產(chǎn)生吸收作用而引起聲強的減小,距離 越遠,聲能被吸收得越多.高頻聲波比低頻聲波衰減得 快,當傳播距離較大時其衰減值是很大的,因此,高頻 聲波是傳不遠的.在遠處聽到的強噪音(如飛機、槍炮 聲等)都是比擬消沉

29、的,這是由于在傳播過程中高頻成 分被吸收衰減較快的緣故.除了空氣能吸收噪聲外,其他一些材料例如泡沫塑 料、玻璃棉、毛氈等也會吸收聲音,稱為吸聲材料.當 聲波通過這些多孔性吸聲材料時,由于材料本身的內(nèi)部 摩擦和材料小孔中的空氣與孔壁之間的摩擦,使得聲能 受到很大的吸收而衰減,所以這種吸聲材料能有效地吸 收入射到它上面的聲能.3.2.3.2 聲音的反射、干預、折射.繞射(1)聲波的反射.聲波在傳播過程中經(jīng)常會遇到障 礙物,由于這兩種媒質(zhì)的聲學性質(zhì)不同,一局部聲波透 射到障礙物里去,另一局部從障礙物外表反射回去.利 用媒質(zhì)不同的特性阻抗可以到達減噪的目的.例如,由 于在室內(nèi)安裝的機器的噪聲會從墻面、

30、地面、天花板及 室內(nèi)各種不同物體上屢次反射,這種反射聲的存在,相 當于噪聲源聲壓級提升1015dR為了減少室內(nèi)反射聲 波的影響,可以考慮在室內(nèi)墻壁上覆蓋一層吸聲性好的 材料,這樣就可以大大降低反射聲.(2)聲波的干預.多個聲波同時在一種媒質(zhì)中傳播, 當它們相遇時,在相遇區(qū)內(nèi)任意一點上的振動是兩個或 多個聲波引起的振動合成.振幅、頻率和相位都不同的 聲波,在疊加時比擬復雜.如果是兩種聲波的頻率相同, 振動方向相同,相位相同或相位差固定,那么這兩列波 疊加時,在空間某些點振動增強,另一些點振動減弱或 抵消,這種現(xiàn)象稱為聲波的干預現(xiàn)象.產(chǎn)生干預現(xiàn)象的 聲源稱為相干聲源.干預現(xiàn)象在噪聲限制技術(shù)中被用來

31、 抑制噪聲.(3)聲波的折射.聲波在傳播途中遇到不同媒質(zhì)的 分界面時,除發(fā)生反射外,還會發(fā)生折射,聲曲折射時 方向?qū)淖?聲波從聲速大的媒質(zhì)折射入聲速小的媒 質(zhì)時,聲波傳播方向折向分界的法線；反之,聲波從聲 速小的媒質(zhì)折射入聲速大的媒質(zhì)時,聲波傳播方向折離 法線.由此可見,聲波的折射是由聲速決定的,即使在同一媒質(zhì)中,如果存在著速度梯度時各處的聲速不同, 同樣會發(fā)生折射.如白天地面溫度較高,因而聲速較大, 聲速隨離地面高度的增加而降低；反之,夜間地面溫度 較低,因而聲速較小,聲速隨離地面高度的增加而增加. 這種現(xiàn)象可以用來解釋聲音在晚上要比在白天傳播得遠 一些.此外,當大氣中各點風速不同時,也

32、會影響噪聲 傳播方向.(4)聲波的繞射.當聲波遇到障礙物時,除發(fā)生反 射和折射外,還會發(fā)生繞射現(xiàn)象.繞射現(xiàn)象與聲波的頻 率、波長及障礙物的大小有關(guān)系.如果聲波頻率較低, 波長較長,而障礙物的大小比波長小得多,這時聲波能 繞過障礙物,并在障礙物的后面繼續(xù)傳播.如果聲波頻率較高,波長較短,而障礙物又比波長大 得多,這時繞射現(xiàn)象不明顯.到達障礙物后面的聲波就 較少,形成一個明顯的“影區(qū).3.3 吸聲和室內(nèi)聲場3.3.1 吸聲系數(shù)和吸聲量3.3.1.1 吸聲系數(shù)聲波在傳播過程中遇到各種固體障礙物時,一局部聲 波反射,另一局部聲波進入到固體障礙物內(nèi)部被吸收, 還有很少一局部能透射到固體障礙物的另一側(cè).吸

33、聲系 數(shù)是用以表征材料和結(jié)構(gòu)的吸聲水平的參數(shù), 用a表示. a的取值在01之間.當a = 0時,表示聲波全部被反 射,材料不吸聲；當=1時,表示聲波被全部吸收, 沒有反射；當0Va<1時,吸聲系數(shù)a取值愈大,表 明材料吸聲性能愈好.通常把a > 0. 2的材料稱為吸聲 材料,那么a> 0. 5的材料就是理想的吸聲材料.吸聲系 數(shù)的大小除與材料的物理性質(zhì)如密度、厚度有關(guān)外,還 與聲波的頻率、入射角度和材料的安裝條件有關(guān).根據(jù)聲波的入射角度,可將吸聲系數(shù)分為垂直入射吸 聲系數(shù)、斜入射吸聲系數(shù)和無規(guī)那么入射吸聲系數(shù).實際 應用時采用無規(guī)那么入射吸聲系數(shù).同一材料對不同頻率的聲波,其

34、吸聲系數(shù)不同,在工程中采用 125Hzs 250Hzs 500Hzs 1000Hzs 2000Hzs 4000Hz 六個倍頻帶的中央頻率的吸聲系數(shù)的算術(shù)平均值來表示 某一材料的平均吸聲系數(shù).有時把250Hz、500Hz、1000Hz、2000Hz四個頻率吸聲系數(shù)的算術(shù)平均值,取 0.05的整數(shù)倍,稱為降噪系數(shù)NRC,用降噪系數(shù)可粗 略地比擬和選擇吸聲材料.3.3.1.2 吸聲量吸聲量是表征具體吸聲構(gòu)件的實際吸聲效果的量,用 a表示,單位是m,它與構(gòu)件的尺寸大小有關(guān).3.3.2 吸聲原理3.3.2.1 多孔吸聲材料的吸聲原理多孔材料內(nèi)部具有無數(shù)細微孔隙,孔隙間彼此貫穿,且通過外表與外界相通,當聲

35、波入射到材料外表時,一 局部在材料外表上反射,一局部那么透入到材料內(nèi)部向前 傳播.在傳播過程中引起孔隙中的空氣運動,與形成孔 壁的固體筋絡發(fā)生摩擦,由于粘滯性和熱傳導效應,聲 能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芏纳⒌?聲波在剛性壁面反射后,經(jīng)過 材料回到其外表時,一局部聲波透回空氣中,一局部又 反射回材料內(nèi)部,聲波的這種反復傳播過程,就是能量 不斷轉(zhuǎn)換耗散的過程,如此反復,直到平衡,這樣材料 就“吸收 了局部聲能.由此可見,只有材料的孔隙對外表開口,孔孔相連, 且孔隙深入材料內(nèi)部,才能有效地吸收聲能.有些材料 內(nèi)部雖然也有許多微小氣孔,但氣孔密閉,彼此不相通, 當聲波乳射到材料外表時,很難進入到材料內(nèi)部,只是 使

36、材料作整體振動,其吸聲機理和吸聲特性與多孔材料 不同,不應作為多孔吸聲材料來考慮.在實際工作中,為預防松散的多孔材料飛散,常用透 聲織物縫制成袋,再內(nèi)充吸聲材料,為保持固定幾何形 狀并預防對材料的機械損傷,可在材料間加筋條龍骨, 材料外外表加穿孔護面板,制成多孔材料吸聲結(jié)構(gòu).3.3.2.2 共振吸聲結(jié)構(gòu)的吸聲原理在室內(nèi)聲源所發(fā)出的聲波的鼓勵下,房間壁、頂、地 面等圍護結(jié)構(gòu)以及房間中的其惟物體都將發(fā)生振動.振動著的結(jié)構(gòu)或物體由于自身的內(nèi)摩擦和與空氣的摩擦, 要把一局部振動能量轉(zhuǎn)變成熱能而消耗掉,根據(jù)能量守 恒定律,這些損耗掉的能量必定來自鼓勵它們振動的聲 能量.因此,振動結(jié)構(gòu)或物體都要消耗聲能,

37、從而降低 噪聲.結(jié)構(gòu)或物體有各自的固有頻率,當聲波頻率與它 們的固有頻率相同時,就會發(fā)生共振.這時結(jié)構(gòu)或物體 的振動最強烈,振幅和振動速度都到達最大值,從而引 起的能量損耗也最多,因此,吸聲系數(shù)在共振頻率處最 大.利用這一特點,可以設計出各種共振吸聲結(jié)構(gòu),以 更多地吸收噪聲能量,降低噪聲.3.3.3 吸聲材料和結(jié)構(gòu)吸聲材料和結(jié)構(gòu)的種類很多,按其材料結(jié)構(gòu)狀況可分 為多孔吸聲材料、共振吸聲結(jié)構(gòu)、特殊吸聲結(jié)構(gòu)等,其 中多孔吸聲材料又分為纖維狀、顆粒狀和泡沫狀；而共 振吸聲結(jié)構(gòu)又分為單個共振器、穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)、 薄膜共振吸聲結(jié)構(gòu)、薄板共振吸聲結(jié)構(gòu)等.從其吸聲特 性上看,幾種材料或結(jié)構(gòu)的吸聲系數(shù)的變

38、化規(guī)律各不相 同,但在噪聲限制和廳堂音質(zhì)設計方面具有相同的作用： 縮短和調(diào)整室內(nèi)混響時間,消除回聲以改善室內(nèi)的聽 聞條件；降低室內(nèi)的噪聲級；作為管道襯墊或消聲 器件的原材料,以降低通風系統(tǒng)的噪聲；在輕質(zhì)隔聲 結(jié)構(gòu)內(nèi)和隔聲罩內(nèi)作為輔助材料,以提升構(gòu)件的隔聲量在噪聲限制工程上選擇吸聲材料或結(jié)構(gòu)時,除了要考 慮它的聲學特性外,同時還必須從其他一些方面進行綜 合評價.不同的吸聲材料的吸聲特性不同,而同種吸聲 材料由于使用發(fā)放不同,吸聲性能也有變化,因此須根 據(jù)不同的使用要求或側(cè)重某一方面進行選用.一般選擇吸聲材料(或結(jié)構(gòu))時應著重考慮：在寬 頻帶范圍內(nèi)吸聲系數(shù)要高,吸聲性能要長期穩(wěn)定；有 一定的力學強

39、度,在運輸、安裝和使用過程中,要結(jié)實、 耐用、不易老化,防潮、防蛀性能好,不易發(fā)霉,不易 燃燒；外表易于裝飾,容易清洗,不散發(fā)有害氣體和 特殊氣味；易于維修保養(yǎng)；不因自重下沉,不因發(fā) 脆而掉渣；價格性能比擬合理.3.3.3.1 多孔吸聲材料(1)結(jié)構(gòu)特征.多孔材料內(nèi)部具有無數(shù)的微孔和間 隙,孔隙間彼此貫穿,且通過外表與外界相通.(2)吸聲原理.主導機制：聲能入射到多孔材料上,進入通氣性的孔 中引起空氣與材料振動,材料內(nèi)摩擦與粘滯力的作用使 聲振動能轉(zhuǎn)化成熱能而散耗掉.次要機制：聲能入射到多孔材料上,進入通氣性的孔 中引起空氣與材料振動,由于媒質(zhì)振動時各處質(zhì)點疏密 不同,這種壓縮與膨脹引起它們的

40、溫度不同,從而產(chǎn)生溫度梯度,通過熱傳導作用將熱能散失掉.(3)影響吸聲特性的因素：空氣流阻特性,材料層 厚度,材料密度(容重),吸聲材料背后的空腔,護面層, 溫度和濕度.(4)空間吸聲體：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.由于懸 空懸掛,聲波可以從不同角度入射到吸聲體,其吸聲效 果比相同的吸聲體實貼在剛住里面的要好得多.因此, 采用空間吸聲體,可以充分發(fā)揮多孔吸聲材料的吸聲性 能,提升吸聲效率,節(jié)約吸聲材料.空間吸聲體大致可 分為3類：大面積的平板體,如果板的尺寸比波長大,那么其吸 聲情況大致上相當于聲波從板的兩面都是無規(guī)入射的.離散的單元吸聲體,可以設計

41、成各種幾何形狀,如 立方體、圓錐體、圓柱體、菱柱體或球體及瓦棱板等, 其吸聲機理比擬復雜,由于每個單元吸聲體的外表積與 體積之比很大,所以單元吸聲體的吸聲效率很高.吸聲尖劈,它是一種特殊的高效楔狀吸聲體,由基 部、尖部及失劈性面間的空腔組成,尖部外表是它的主 要吸聲面.當尖劈的長度等于入射波長的 1/4時,吸聲 系數(shù)到達0.99 o空間吸聲體彼此按一定間距排列懸吊在天花板下某處,吸聲體朝向聲源的一面,可直接吸收入射聲能,其 余局部聲波通過空隙繞射或反射到吸聲體的側(cè)面、反面,使得各方向的聲能都能被吸收.空間吸聲體裝拆靈活, 工程上常把它制成產(chǎn)品,用戶只要購置產(chǎn)品,按需要懸 掛起來即可.空間吸聲體

42、適用于大面積、多聲源、高噪 聲車間,如織布、沖壓鎖金車間等.3.3.3.2 共振吸聲結(jié)構(gòu)利用共振原理設計的共振吸聲結(jié)構(gòu)一般分為兩種,一 種是空腔共振吸聲結(jié)構(gòu),一種是薄膜或薄板共振吸聲結(jié) 構(gòu).(1)薄膜、薄板共振吸聲結(jié)構(gòu).皮革、人造革、塑 料薄膜等材料具有不透氣、柔軟、受拉伸時有彈性等特 點.這些材講可與背后封閉的空氣層形成共振系統(tǒng).共 振頻率與薄膜面積、薄膜背后空氣層的厚度和薄膜的張 力大小有關(guān).薄板和其后的空氣層如同質(zhì)量塊和彈簧一 樣組成一個單自由度振動系統(tǒng),當入射聲波頻等于系統(tǒng) 的固有頻率時,系統(tǒng)產(chǎn)生共振,導致薄板(膜)產(chǎn)生最 大彎曲變形,由于板的阻尼和板與固定點間的摩擦而將 振動能轉(zhuǎn)化成

43、熱能耗散掉,起到吸收聲波能量的作用.(2)穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu).空腔共振吸聲結(jié)構(gòu)是結(jié) 構(gòu)中間封閉有一定體積的空腔,并通過有一定深度的小 孔與聲場空間連通,其吸聲機理可以用亥姆霍茲共振器來說明.當小孔深度和小孔直徑比聲波波長小得多時, 孔頸中的空氣柱的彈性變形很小,可以當作整體處理. 封閉空腔的體積比孔頸大得多,起著空氣彈簧的作用. 當外界入射聲波頻率和系統(tǒng)固有頻率相等時,孔頸中的 空氣柱就由于共振而產(chǎn)生劇烈振動,在振動中空氣柱和 孔頸側(cè)壁摩擦而消耗聲能.通常的空腔共振吸聲結(jié)構(gòu)有穿孔的石膏板、石棉水泥 板、膠合板、硬質(zhì)纖維板、鋼板、鋁板等.穿孔板吸聲 結(jié)構(gòu)相當于許多并列的亥姆霍茲共振器,每一個開孔

44、和 背后的空腔對應.各種穿孔板、狹縫板背后設置空氣層 形成吸聲結(jié)構(gòu),也屬于空腔共振吸聲結(jié)構(gòu),這類結(jié)構(gòu)取 材方便,并有較好的裝飾效果,使用較廣泛.3.3.3.3 微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)由于穿孔板的聲阻很小,因此吸聲頻帶很窄.為使穿 孔板結(jié)構(gòu)在較寬的范圍內(nèi)有效地吸聲,必須在穿孔板背 后填充大量的多孔材料或敷上聲阻較高的紡織物. 但是, 如果把穿孔直徑減小到1mm；下,那么不需另加多孔材料 也可以使它的聲阻增大,這就是微穿孔板.在板厚度小于1mmi板上穿以孔徑小于lmm的微孔, 穿孔率1%5%,后部留有一定厚度如 520cm的 空氣層,空氣層內(nèi)不填任何吸聲材料,這樣就構(gòu)成了微 穿孔板吸聲結(jié)構(gòu),常用的多是單

45、層或雙層微穿孔板結(jié)構(gòu)形式.微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)是一種低聲質(zhì)量、高聲阻的共 振吸聲結(jié)構(gòu),其性能介于多孔吸聲材料和共振吸聲結(jié)構(gòu) 之間,其吸聲頻率寬度可優(yōu)于常規(guī)的穿孔板共振吸聲結(jié) 構(gòu).微穿孔板可用鋁板、鋼板、鍍鋅板、不銹鋼板、塑料 飯等材料制作.由于微穿孔板后的空氣層內(nèi)無需填裝多 孔吸聲材料,因此它不怕水和潮氣,不霉、不蛀、防火、 耐高溫、耐腐蝕、清潔無污染,能承受高速氣流的沖擊. 微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)在吸聲降噪和改善室內(nèi)音質(zhì)方面有著 十分廣泛的應用.3.3.4 室內(nèi)聲場和吸聲降噪吸聲降噪是對室內(nèi)頂棚、墻面等部位進行吸聲處理, 增加室內(nèi)的吸聲量,以降低室內(nèi)噪聲級的方法.如在一 封閉的室內(nèi)有一噪聲源,那么在室

46、內(nèi)任意點處除來自噪聲 源的直達聲外,還有來自各邊界面屢次反射形成的混響 聲,直達聲與混響聲的疊加,使室內(nèi)的噪聲級比同一聲 源在露天場所的聲壓級要高.其增加量即混響聲強弱與 室內(nèi)的吸聲水平有關(guān).在室內(nèi)的邊界面上設置吸聲材料 和吸聲結(jié)構(gòu)以及懸掛空間吸聲體等,增加室內(nèi)吸聲量措 施可以減弱混響聲,從而使室內(nèi)的噪聲級降低,這種方 法是噪聲限制技術(shù)的一個重要方法.由于吸聲降噪只能降低室內(nèi)混響聲,而不能降低噪聲源的直達聲,降噪效果還與室內(nèi)原有的吸聲量、接受者 位置等因素有關(guān),因此,在實施吸聲降噪之前,必須對 現(xiàn)場條件作具體分析.實施吸聲降噪必須滿足的條件：如果室內(nèi)頂棚和四 壁是堅硬的反射面,且沒有一定數(shù)量的

47、吸聲性強的物體, 室內(nèi)混響突出,那么吸聲降噪效果明顯.反之,如果室內(nèi) 已有局部吸聲量,混響聲不明顯,那么吸聲降噪效果不大； 當室內(nèi)均勻布置多個噪聲源時,直達聲起主要作用, 此時吸聲降噪效果不明顯.當室內(nèi)只有一個或較少噪聲 源時,接受者在離噪聲源距離大于臨界距離的位置,其 吸聲降噪效果比距離較近的位置有顯著提升；當要求 降噪的位置距離聲源很近,直達聲占主要時,吸聲降噪 的效果不大.此時假設在噪聲源附近設置隔聲屏那么會有一 定效果；由于吸聲降噪的作用只能降低混響聲而不能 降低直達聲,因此吸聲降噪使混響聲降至直達聲相近水 平較為合理,超過這個限度,降噪效果不大,而且造成 浪費.由于吸聲降噪量與吸聲材

48、料的用量是對數(shù)關(guān)系, 而不是正比關(guān)系,并不是吸聲材料用得越多,吸聲效果 越好；吸聲降噪量一般為38dB,在混響聲十分顯著 的場所可降10dBo當要求更高的降噪量時,需采用隔聲 或其他綜合舉措.3.4 隔聲與隔聲結(jié)構(gòu)隔聲是噪聲限制中最常用的技術(shù)之一,主要是用隔聲 31構(gòu)件使聲源和接受者分開,阻斷空氣聲的傳播,從而達到降噪目的的噪聲限制技術(shù).3.4.1 隔聲結(jié)構(gòu)3.4.1.1 單層均勻密實隔聲墻單層均勻密實隔聲墻的隔聲性能和入射聲波的頻率 有關(guān),其頻率特性取決于墻體本身的單位面積質(zhì)量、剛 度、材料的內(nèi)阻尼以及墻的邊界條件等因素.從低頻開 始,隔聲量隨頻率增加而降低,在某些頻率產(chǎn)生共振現(xiàn) 象,這時隔

49、聲墻振動幅度最大,隔聲量出現(xiàn)最小值,大 小取決于隔聲墻的阻尼,稱為阻尼限制.當頻率繼續(xù)增 高,那么質(zhì)量起主要作用,這時隔聲量隨頻率增加而增加, 而在吻合臨界頻率處,隔聲量有一個較大的降低,通常 稱為“吻合谷.3.4.1.2 雙層隔聲強由兩層均質(zhì)墻與中間所夾一定厚度空氣層所組成的 結(jié)構(gòu)稱為雙層隔聲墻或雙層隔聲結(jié)構(gòu).為提升墻板的隔 聲量,用增加單層墻體的面密度或增加厚度或增加自重 的方法,作用不明顯,而且耗材大.如果在兩層墻體之 間夾以一定厚度的空氣層,其隔聲效果大大優(yōu)于單層實 心結(jié)構(gòu).雙層隔聲結(jié)構(gòu)的隔聲機理是,當聲波依次透過 特性阻抗完全不同的墻體與空氣介質(zhì)時,在 4個阻抗失 配的界面上造成聲波

50、的屢次反射,發(fā)生聲波的衰減,并且由于空氣層的彈性和附加吸收作用,使振動能量大大 耗減.3.4.1.3 復合墻與多層輕質(zhì)復合隔聲結(jié)構(gòu)根據(jù)質(zhì)量定律,把墻的厚度或面密度增加一倍,隔聲 量只能提升6dB,通常在實用上很不經(jīng)濟.采用多層墻 結(jié)構(gòu),一般可以明顯地提升隔聲量,但它往往受到機械 結(jié)構(gòu)性能和占用空間方面的限制.利用多種不同材料把 多層結(jié)構(gòu)組成一個整體,使其成為一種復合墻或多層輕 質(zhì)復合隔聲結(jié)構(gòu),是切合實用要求的有效舉措.(1)復合墻隔聲性能主要影響因素.附加彈性面層：如果在厚重的隔聲墻上附加一薄層 彈性面層,可以得到一種隔聲性能遠優(yōu)于單純增加厚度 單層勻質(zhì)墻的復合墻隔聲結(jié)構(gòu).彈性面層通常由一塊較

51、 柔軟的薄板材料制作,它對隔聲性能的提升取決于面層 和墻間的耦合程度.為了獲得最正確的隔聲效果,面板應 密實不透氣.以免聲波通過氣孔直接作用于墻體.面層 和墻體之間最好有空隙,內(nèi)部應充滿吸聲材料,這樣可 以減輕面層、墻體和空隙空氣層組成的共振系統(tǒng)對復合 墻隔聲性能的不利影響.面層應該盡量預防和墻板的剛 性連接,以減弱聲橋的傳聲作用.多層復合板：雙層或多層不同材質(zhì)的板材膠合在一 起,就成為多層復合板隔聲材料.復合板的面密度為各層材料面密度之和,復合板的彎曲勁度和阻尼等影響隔 聲性能的參數(shù)比擬復雜,和板與板的連接情況有關(guān).加肋板：在隔聲板材上加肋板或用波紋板的目的往 往不是為了改善板的隔聲性能,而

52、是為了增加板的剛度 和承受負載的水平,增強薄板結(jié)構(gòu),但需要考慮加肋板 后隔聲性能的變化.由于加了肋板后面密度增加不多, 對質(zhì)量限制區(qū)板的隔聲量影響不是很大.對于一塊平面 板材,加了肋板后等于把平板劃分成許多小平板,增加 了板的勁度,結(jié)果是改變了板的共振頻率,改變了阻尼 限制區(qū)的頻率范圍.這類復合板存在多個共振頻率,包 括板整體決定的共振頻率,和小板決定的共振頻率.勁 度增加使得共振區(qū)向中頻方向移動,板在多個共振頻率 附近隔聲量下降,隨后隔聲量按質(zhì)量作用定律揭示的規(guī) 律變化,復合板也存在由于吻合效應引起的隔聲量下降 現(xiàn)象.隔聲軟簾軟質(zhì)隔聲結(jié)構(gòu)：這是一種比擬特殊的隔 聲構(gòu)件,它是由多層軟性材料縫制

53、而成的,包括一些密 實不透風的材料和多孔纖維吸聲材料,所以也可以歸于 多層復合隔聲材料.由于使用方便,易于制作、運輸和 安裝,常用于需要隔聲而又要求方便出入,需要對噪聲 源進行臨時隔聲的地方,以及用作室內(nèi)隔聲屏上的隔聲 材料.這種隔聲復合材料和隔聲板性質(zhì)上有不少差異,由于材料的柔軟性,在低頻段不出現(xiàn)共振頻率,在高頻 段不出現(xiàn)吻合效應,隔聲特性曲線接近直線,根本符合 質(zhì)量作用定律.但是,由于面密度有限,隔聲量不大, 而且對聲源的圍擋往往很難完全徹底,常出現(xiàn)漏聲現(xiàn)象, 對隔聲效果易產(chǎn)生不利影響.(2)多層輕質(zhì)復合隔聲結(jié)構(gòu).多層輕質(zhì)復合隔聲結(jié)構(gòu)是由不同材質(zhì)分層(硬層和軟 層、阻尼層、多孔材料層等輕型

54、材料)交錯排列組成的 隔聲結(jié)構(gòu).隔聲原理：由阻抗差異大的吸聲層、阻尼層、 高面密度層等復合組成,阻抗失配界面多,反射強,透 射?。蛔枘釋雍臀晫佑挚娠@著使聲能衰減,并減弱共 振與吻合效應的影響；各層的共振頻率互相錯開,改善 共振區(qū)和吻合區(qū)的隔聲低谷效應,因而可在總重量大為 減少的情況下,使總的隔聲性能大大提升.3.4.2 隔聲裝置3.4.2.1 隔聲墻在一間房子中用隔墻把聲源與接收區(qū)隔開,是一個最 簡單而實用的隔聲舉措,噪聲降低的效果不僅與隔墻有 關(guān),也和室內(nèi)聲學環(huán)境有關(guān).在穩(wěn)態(tài)時,聲源室內(nèi)向隔 墻入射的聲波,一局部反射,一局部透過隔墻進入接收 室.3.4.2.2 隔聲罩隔聲罩是一種將噪聲源封

55、閉聲封閉隔離起來,以 減小向周圍環(huán)境的聲輻射,而同時又不阻礙聲源設備的 正常功能性工作的罩形殼體結(jié)構(gòu).吸聲罩將噪聲源封閉 在一個相對小的空間內(nèi).罩壁由罩板、阻尼涂層和吸聲 層及穿孔護面板組成.根據(jù)噪聲源設備的操作、安裝、 維修、冷卻、通風等具體要求,可采用適當?shù)母袈曊中?式.常用的隔聲罩有固定密封型、活動密封型、局部敞 開型等形式.隔聲罩常用于車間內(nèi)如風機、 空壓機、柴油機、鼓風、 球磨機等強噪聲機械設備的降噪.其降噪量一般在10 40dB之間.各種形式隔聲罩A聲級降噪量是：固定密封 型為3040dB;活動密封型為1530dB;局部開敞型 為1020dB;帶有通風散熱消聲器的隔聲罩為 15 2

56、5dBo3.4.2.3 聲屏障用來阻擋噪聲源與受聲點之間直達聲的障板或簾幕 稱為隔聲屏簾或聲屏障,在屏障后形成低聲級的“聲 影區(qū),使噪聲明顯減?。郝曇纛l率越高,聲影區(qū)范圍越 大.對于人員多、強噪聲源比擬分散的大車間,在某些情 況下,由于操作、維護、散熱或廠房內(nèi)有吊車作業(yè)等原 因,不宜采用全封閉性的隔聲舉措,或者在對隔聲要求北京中大華遠認證中央內(nèi)部培訓教材不高的情況下,可根據(jù)需要設置隔聲屏.止匕外,采用隔 聲屏障減少交通車輛噪聲干擾,已是常用的降噪舉措.一般沿道路設置56m高的隔聲屏,可達1020dB A 的減噪效果.3.5 消聲技術(shù)消聲是一種技能允許氣流順利通過,又能有效阻止或 減弱聲能向外傳

57、播的裝置,是降低動氣動力性噪聲的主 要技術(shù)舉措,主要安裝在進、排氣口或氣流通過的管道 中.3.5.1 消聲器的分類消聲器根據(jù)原理和結(jié)構(gòu)不同,大致上可分為4類,每一類中又有多種型式,詳見下表類型與原 理型式消聲 性能主要用途阻性消聲 器 吸聲片式、直管式、蜂窩 式、列管式、折板式、 聲流式、彎頭式、百 葉式、迷宮式、盤式、 閱環(huán)式、室式、彎頭 式中高 頻通風空調(diào)系統(tǒng) 管道、機房進排 風口、空氣動力 設備進排風口抗性消聲 器阻抗失擴張式 共振腔式 微穿孔板式低中 頻 低頻空壓機、柴油 機、汽車或摩托 車發(fā)動機等以配無源干預式 有源干預式寬頻 帶 低中 頻 低中 頻低中頻噪聲為 主的設備排氣 噪聲阻抗復合 型 消聲器阻性及共振復合式、 阻性及擴張復合式、 抗性及微穿孔板復 合式、噴霧式、引射 摻冷式等寬頻 帶各類寬頻帶噪 聲源噴注耗散 型消聲器 減壓擴 散小孔噴注式、多孔擴 散式、節(jié)流減壓式寬頻 帶各類排氣放空 噪聲3.5.2 阻性消聲器阻性消聲器是利用氣流管