噪聲和振動(dòng)污染控制工程講義

1、.PAGE 1：.；PAGE 152 噪聲和振動(dòng)污染控制工程 講義 噪聲和振動(dòng)有著非常親密的關(guān)系。許多噪聲是由振動(dòng)引起的，這種振動(dòng)以彈性波的方式在空氣、液體和固體介質(zhì)中進(jìn)展傳播，分別稱為氣體聲、液體聲和固體聲，通常將固體聲稱為振動(dòng)。噪聲和振動(dòng)污染的控制原理非常類似：隔振的同時(shí)也起到降噪作用。 噪聲和噪聲污染噪聲定義正如水、空氣和土壤等是我們生存必要的條件那樣，我們必需生活在一個(gè)有聲的環(huán)境之中，聲音可以協(xié)助 人們交流信息、認(rèn)識(shí)事物等，成為人們一切消費(fèi)和生活活動(dòng)的前提根底。但有些聲音對(duì)人體有害或者是多余的，便稱為噪聲，由噪聲呵斥的環(huán)境污染稱為噪聲污染。廣義上說來，一切可聽的聲音都有能夠成為噪聲。我

2、們所聽到的各種聲音能否成為噪聲與許多條件和要素有關(guān)：除與聲音本身的根本特性(波長(zhǎng)、頻率和聲級(jí))有關(guān)外，還與人的心思和生理形狀有關(guān)，因此噪聲和非噪聲的區(qū)別不僅在于其本身特性(頻率和強(qiáng)弱)，更在于接受對(duì)象的感受性和條件性。噪聲污染的特性噪聲屬于物理性污染：這種污染是部分性的，不會(huì)呵斥區(qū)域、全球性污染。噪聲污染普通沒有剩余污染物：噪聲一旦消除污染問題就得到徹底處理。3，噪聲污染往往易被人們所忽視：雖然有影響，但我們需求生活在適度的聲響環(huán)境中。噪聲的危害聽力損害(1)暫時(shí)性聽域遷移：當(dāng)人耳短時(shí)間暴露于噪聲時(shí)，會(huì)引起人們的聽覺疲勞，但此時(shí)的聽覺器官尚未發(fā)生器質(zhì)性病變。一旦噪聲消除，聽覺疲勞也就逐漸消逝，

3、直至聽覺恢復(fù)到正常形狀。(2)永久性聽域遷移：又稱為噪聲性耳聾，是指人耳長(zhǎng)期暴露于強(qiáng)噪聲環(huán)境之中，聽覺反復(fù)遭到噪聲的不斷刺激，聽域遷移由暫時(shí)性逐漸成為永久性，聽覺恢復(fù)越來越難，死亡的聽覺細(xì)胞無法再生，呵斥永久性耳聾。耳聾有輕重之分，普通以聽力損失進(jìn)展衡量，如表1所示。表1 聽力損失與耳聾程度聽力損失耳聾程度20dB耳聾的基準(zhǔn)2040dB輕度耳聾4055dB中度耳聾5570dB顯著耳聾7090dB重度耳聾90dB極端聾誘發(fā)疾病誘發(fā)疾病是噪聲污染的一個(gè)重要表達(dá)。噪聲作用于人的中樞神經(jīng)系統(tǒng)，使得大腦皮層的興奮和抑制平衡失調(diào)、條件反射異常，導(dǎo)致頭昏腦脹、疲勞和記憶力衰退以及腸胃功能紊亂等病癥，嚴(yán)重時(shí)誘

4、發(fā)胃潰瘍、冠心病和動(dòng)脈硬化等疾病。影響人們正常生活降低人們睡眠、學(xué)習(xí)、任務(wù)、言語交流的效率和效果。嚴(yán)重時(shí)使得這些活動(dòng)無法進(jìn)展。四、噪聲分類聲音由自然界和人類活動(dòng)兩方面產(chǎn)生。雖然自然界的聲音在特定情況下能夠成為噪聲，如雷鳴聲、風(fēng)的吼叫聲等，但噪聲通常主要是由于人類的消費(fèi)和生活活動(dòng)產(chǎn)生，稱為人為噪聲。人為噪聲的產(chǎn)生途徑多種多樣，通常有：交通噪聲、工業(yè)噪聲、建筑施工噪聲等。交通噪聲由交通車輛產(chǎn)生，如公路和城市街道上的各種汽車轟鳴聲、喇叭聲，噴氣式飛機(jī)螺旋槳產(chǎn)生的高速氣流與空氣的摩擦聲以及火車車輪與鐵軌的撞擊聲和汽笛聲等；工業(yè)噪聲由各種機(jī)器設(shè)備的振動(dòng)、摩擦和管道排氣產(chǎn)生；建筑施工噪聲由各種施工機(jī)械設(shè)備

5、呵斥，如打樁機(jī)與樁的撞擊聲、卷揚(yáng)機(jī)噪聲等。噪聲還可以產(chǎn)生于人們的社會(huì)活動(dòng)與生活，如各種電影院、音樂廳、舞會(huì)在某些情況下都能夠成為噪聲的來源；居家的家用設(shè)備如空調(diào)器、電風(fēng)扇、洗衣機(jī)和電視機(jī)等由于影響人們的休憩、學(xué)習(xí)和任務(wù)而成為噪聲。環(huán)境治理系統(tǒng)中經(jīng)常運(yùn)用的鼓風(fēng)機(jī)、空壓機(jī)、水泵、攪拌機(jī)等也是噪聲的重要來源。按照發(fā)聲機(jī)理，噪聲可以分為：機(jī)械噪聲、空氣動(dòng)力性噪聲和電磁噪聲三類。機(jī)械噪聲是由于機(jī)械部件在撞擊力、非平衡力作用下產(chǎn)生，是由固體振動(dòng)而產(chǎn)生；空氣動(dòng)力噪聲是由于高速或高壓氣流與周圍介質(zhì)(空氣)發(fā)生猛烈混合而產(chǎn)生；電磁噪聲是由于電磁場(chǎng)的交替變化引起機(jī)械部件或空間容積振動(dòng)而產(chǎn)生，如日光燈的整流器、電動(dòng)

6、機(jī)和變壓器產(chǎn)生的電磁噪聲等。三類噪聲中以機(jī)械振動(dòng)噪聲最為常見，其次為空氣動(dòng)力性噪聲，而電磁噪聲較少見。表2 常見的工業(yè)設(shè)備噪聲范圍設(shè)備A聲級(jí)范圍(dB)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)107140織布機(jī)96130鼓風(fēng)機(jī)80126空壓機(jī)73116蒸汽錘86113發(fā)電機(jī)71106水泵89103卷揚(yáng)機(jī)8090 頻率是聲音的重要參數(shù)。按照頻率高低，噪聲分為：低頻噪聲(f1 kHZ)三類。噪聲對(duì)人體的危害與噪聲的頻率有關(guān)，其中危害最大的當(dāng)屬可聽聲，其頻率范圍為20 HZ2000 HZ，成為噪聲控制的主要對(duì)象。五、噪聲污染控制途徑 與其它污染控制類似，噪聲污染控制的途徑主要有：行政管理、規(guī)劃和噪聲治理。行政管理措施 對(duì)噪聲采取

7、必要的管理方法以限制噪聲污染，其根本做法為行政立法。我國(guó)對(duì)交通噪聲、機(jī)動(dòng)車輛噪聲、飛機(jī)噪聲、工廠噪聲、建筑施工噪聲、文娛場(chǎng)所噪聲污染的控制進(jìn)展立法。如(GB12348-90)中規(guī)定：交通干道環(huán)境噪聲70-87dB(A)；建筑施工場(chǎng)界噪聲限值如下表3所示。表3 建筑施工場(chǎng)界噪聲限值施工機(jī)械晝間夜間土石方推土機(jī)、發(fā)掘機(jī)、裝載機(jī)等75 dB(A)55 dB(A)打樁打樁機(jī)85 dB(A)制止施工構(gòu)造混凝土攪拌機(jī)70 dB(A)55 dB(A)裝修吊車、升降機(jī)65 dB(A)55 dB(A)2，規(guī)劃性措施區(qū)域性規(guī)劃：城市規(guī)劃部門在確定建立規(guī)劃時(shí)，將飛機(jī)場(chǎng)、重工業(yè)區(qū)等高噪聲源布置在遠(yuǎn)離市區(qū)的郊外，并按照

8、噪聲從高到低依次進(jìn)展規(guī)劃。道路規(guī)劃：根據(jù)國(guó)家聲環(huán)境質(zhì)量規(guī)范和民用建筑隔聲設(shè)計(jì)規(guī)范，合理劃定建筑物與交通干道的防噪聲間隔 ，并提出相應(yīng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)要求。如規(guī)定交通干道間隔 居住區(qū)不小于30m；一級(jí)、二級(jí)公路和鐵路不允許穿越居民區(qū)等?？刂瞥鞘腥丝诿芏龋喝肟诿芏葲Q議了交通流量、商業(yè)以及消費(fèi)活動(dòng)等產(chǎn)生的噪聲高低以及影響程度。噪聲A聲級(jí)Ldn(dB)與當(dāng)?shù)厝肟诿芏?人/km2)的關(guān)系為：Ldn10 log 26。利用各種措施進(jìn)展隔聲，如利用土丘、綠化帶等減輕噪聲對(duì)安靜區(qū)域的影響。 3，治理措施噪聲源的控制 = 1 * GB3 研討工藝過程：運(yùn)用低噪聲工藝替代高噪聲工藝 = 2 * GB3 研討降低噪聲源輻

9、射噪聲的激振力 = 3 * GB3 研討降低噪聲源中、噪聲輻射部件對(duì)激振力的呼應(yīng)噪聲傳播途徑的控制 = 1 * GB3 研討城市、工廠和車間如何全面合理規(guī)劃 = 2 * GB3 研討噪聲傳播途徑上的聲學(xué)技術(shù)措施(隔聲、吸聲和消聲)個(gè)人防護(hù)措施 常用的噪聲個(gè)人防護(hù)用品有：耳塞、耳罩和頭盔三種。這些防護(hù)用品除減弱噪聲危害外，還有保暖、防沖撞的功能。聲的根本知識(shí) 噪聲也是聲音，因此在討論噪聲治理和污染控制前對(duì)聲的根本知識(shí)進(jìn)展引見是必要的。聲波和瞬時(shí)聲壓 在各種彈性介質(zhì)中，物體的機(jī)械振動(dòng)由近而遠(yuǎn)的傳播過程稱為聲波。根據(jù)聲音傳播的介質(zhì)不同，聲波有空氣波、液體波和固體波三種。聲波的傳播方向與介質(zhì)有關(guān)：空氣

10、和液體中聲波傳播方向與介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向根本一樣，構(gòu)成縱向波；而在固體介質(zhì)中的聲波那么既有縱向也有橫向。 聲波在傳播時(shí)將引起介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)所受壓強(qiáng)的變化，通常將聲場(chǎng)中某一質(zhì)點(diǎn)在瞬時(shí)由靜壓(未受聲波影響時(shí)的壓強(qiáng))P0變化為P所產(chǎn)生的壓強(qiáng)增量稱為該質(zhì)點(diǎn)的瞬時(shí)聲壓P，單位為Pa或N/ m2。 PP0P (1)頻率、波長(zhǎng)、波速 聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)，1秒鐘內(nèi)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的次數(shù)就是該聲波的頻率f，單位為HZ；質(zhì)點(diǎn)往復(fù)振動(dòng)一次所需求的時(shí)間稱為振動(dòng)周期T，單位為s；相鄰波對(duì)應(yīng)質(zhì)點(diǎn)之間的間隔 稱為波長(zhǎng)，單位為m；聲波在介質(zhì)中的傳播速度稱為波速c，單位為m/s。f、T、和c之間的關(guān)系為：f1/T (2)c/fcT (3)

11、 聲波在介質(zhì)中的傳播速度與介質(zhì)本身親密相關(guān)，如介質(zhì)類型(氣、液、固)、介質(zhì)溫度和密度以及壓強(qiáng)等。聲波在固體介質(zhì)中傳播最快，其次為液體，而在氣體中的傳播較慢。表4 聲波在各種介質(zhì)中的傳播速度(21.1)介質(zhì)空氣水軟木玻璃鋼波速(m/s)3442335336585182聲波陣面 聲波在傳播過程中，同一時(shí)辰由相位一樣質(zhì)點(diǎn)構(gòu)成的軌跡稱為波陣面或波的根本幾何外形，波陣面分為平面波和球面波兩種。平面波 平面波的波陣面與波的傳播方向垂直，如活塞在汽缸中產(chǎn)生的聲波為典型的平面波。2，球面波 在點(diǎn)聲源構(gòu)成的聲波中，波陣面為同心的球面，這種波稱為球面波，球面波中聲源的幾何尺寸很小()。聲強(qiáng)、聲功率、聲能密度、聲阻

12、抗率在物理學(xué)上，聲波是一種能量方式。單位時(shí)間內(nèi)聲波輻射的聲能量稱為聲功率W，單位為W；單位時(shí)間內(nèi)透過垂直于聲波傳播方向單位面積的平均聲能量稱為聲強(qiáng)I，單位為W/m2；單位體積介質(zhì)內(nèi)所含的聲能量稱為聲能密度D，單位為W/m3；瞬時(shí)聲壓P與質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度之比即為聲阻抗率Zs，單位為Pas/m，Zs與介質(zhì)密度和聲速有關(guān)，而與聲波波長(zhǎng)和頻率無關(guān)。介質(zhì)溫度越高、密度越小、聲速越大，那么Zs越小。 Zs0c (4) 式中：0介質(zhì)密度(kg/ m3)聲壓級(jí)和聲強(qiáng)級(jí) 聲壓級(jí)LP和聲強(qiáng)級(jí)LI都是衡量聲波強(qiáng)度的相對(duì)目的，簡(jiǎn)稱為聲級(jí)，單位均為dB，其相對(duì)基準(zhǔn)分別為基準(zhǔn)聲壓P00.2Pa和基準(zhǔn)聲強(qiáng)I0(10-12W/

13、m2)。 LP20 lg (P/ P0)；LI10 lg (I/ I0) 聲壓級(jí)和聲強(qiáng)級(jí)是衡量噪聲強(qiáng)弱及其對(duì)人影響程度的重要目的，在常溫、常壓下LP和LI在數(shù)值上相等。噪聲環(huán)境有穩(wěn)態(tài)和不穩(wěn)態(tài)之分，通常需求將不穩(wěn)態(tài)噪聲采用能量平均的方法換算為穩(wěn)態(tài)噪聲才干與穩(wěn)態(tài)噪聲進(jìn)展比較，換算結(jié)果稱為等效延續(xù)A聲級(jí)Leq，其相互換算公式為：Leq10 lg eq o(sdo-8(),sdo 0(),sdo 8()0t 10 0.1LA dt (5)式中：t不穩(wěn)態(tài)噪聲暴露時(shí)間,h LAt時(shí)間內(nèi)的A聲級(jí)，dBA聲源的指向性 當(dāng)聲源尺寸大于或接近于聲波波長(zhǎng)時(shí)，聲源在各方向輻射的聲壓(或聲強(qiáng))不一樣，成為指向性聲源：頻

14、率高的聲波指向性強(qiáng)，頻率低的聲波指向性弱。 聲源的指向性可以用指向性圖來表示，類似于氣候中的風(fēng)向玫瑰圖，將聲源中某質(zhì)點(diǎn)的聲強(qiáng)與同一聲功率聲源在一樣間隔 同心球輻射面上的平均聲強(qiáng)之比稱為聲源指向性因數(shù)Q。對(duì)于點(diǎn)聲源，Q1，Q越大那么聲源的指向性越明顯。聲波的疊加通常我們聽到的聲音都是多種聲波的混合，即由各種來源、各種頻率、各種外形的許多列簡(jiǎn)諧波疊加的混合聲波。根據(jù)各種聲波在疊加時(shí)能否發(fā)生相互關(guān)擾將聲波分為相關(guān)波和不相關(guān)波兩種。在同不斷線、一樣方向上的相關(guān)玻疊加、合成的結(jié)果構(gòu)成駐波，駐波屬于相關(guān)波合成的特例。表5 相關(guān)波和不相關(guān)波相關(guān)波頻率一樣、有固定相位差不相關(guān)波 頻率一樣、相位差物規(guī)那么變化頻

15、率不同、有固定相位差頻率不同、無固定相位差相關(guān)波的疊加規(guī)律：疊加后合成聲壓等于各相關(guān)波的聲壓之和，即： n PtP1P2PnPi (6) i=1 式中：Pi第i列聲波的聲壓 Pt合成聲場(chǎng)的聲壓 n聲波列數(shù) 不相關(guān)波疊加規(guī)律：疊加后聲壓的平方等于各不相關(guān)波聲壓平方之和，即： Pt2P12P22Pn2Pi2 (7)聲波的反射、透射、折射和繞射以及衍射 聲波向介質(zhì)中傳播又稱為入射，入射的聲波遇到界面時(shí)一部分被反射或折射，另一部分將透過該界面繼續(xù)傳播。入射、透射和反射情況和傳播介質(zhì)有關(guān)：介質(zhì)的Zs添加，難透射，易反射；Zs降低，易透射，難反射。反射和折射的區(qū)別在于：反射時(shí)反射線在入射面(由入射線和界面

16、構(gòu)成)內(nèi)，入射角與反射角相等；折射線在入射面之外的第二種介質(zhì)內(nèi)，入射角1正弦與折射角2正弦之比等于介質(zhì)1聲速c1與介質(zhì)2聲速c2之比，即： sin1 c1 (8) sin2 c2圖1 聲波的入射、反射和折射 當(dāng)聲波的波長(zhǎng)長(zhǎng)遠(yuǎn)大于妨礙物或孔洞尺寸時(shí)，聲波可以繞過妨礙物或孔洞的邊緣繼續(xù)前進(jìn)并引起傳播方向的改動(dòng)，成為繞射聲波或衍射聲波。聲波的繞射與聲波頻率、波長(zhǎng)和妨礙物的相對(duì)大小有關(guān)，高頻率、長(zhǎng)波長(zhǎng)的聲波遇到尺寸較小的妨礙物或孔洞時(shí)繞射或衍射明顯，這是屏障隔聲降噪的根據(jù)。圖2 聲波的繞射或衍射聲波衰減 聲波在介質(zhì)中傳播，由于分散作用、空氣吸收以及妨礙物的存在導(dǎo)致聲強(qiáng)、聲壓和聲能減弱，發(fā)生聲波衰減。分

17、散引起的衰減 聲波的傳播過程即是聲波在介質(zhì)中的分散過程，波陣面隨分散間隔 的添加而逐漸擴(kuò)展，導(dǎo)致聲能分散、聲強(qiáng)隨間隔 越來越弱，稱為分散衰減?？諝馕找鸬乃p 聲波在空氣中傳播時(shí)，部分聲波被空氣吸收作用、部分聲能將發(fā)生轉(zhuǎn)換和遷移，籍此導(dǎo)致聲波衰減。 = 1 * GB3 傳播導(dǎo)致空氣質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)，相鄰空氣質(zhì)點(diǎn)由于運(yùn)動(dòng)速度不同而產(chǎn)生粘滯力，使得聲能轉(zhuǎn)換為熱能，緊鄰的空氣溫度越來越高，聲能越來越弱。溫度的變化將導(dǎo)致相鄰的空氣質(zhì)點(diǎn)之間存在溫度差，構(gòu)成溫度梯度。 = 2 * GB3 相鄰空氣質(zhì)點(diǎn)存在出現(xiàn)溫度梯度，發(fā)生熱交換，聲能轉(zhuǎn)換為熱能進(jìn)展分散。 = 3 * GB3 由于聲波的傳播突破了空氣中各種氣態(tài)分

18、子能量的原有平衡形狀，從不平衡到重新建立新的平衡的過程稱為熱馳豫過程，熱馳豫使得聲能耗散、聲波衰減。其它緣由引起的衰減 空氣中的各種妨礙物如塵粒、霧、雨、雪等將引起聲波產(chǎn)生散射，導(dǎo)致聲波衰減。廣義上說，空氣中存在的各種大型屏障如土丘、圍墻和門窗以及林帶等也屬于引起聲波衰減的妨礙物，其作用與空氣中的雨雪、塵霧沒有本質(zhì)的區(qū)別。 聲波的衰減程度可以用聲壓衰減系數(shù)來衡量，即在空氣中聲波傳播1m所衰減的分貝數(shù)，單位為 dB/m。與聲波本身性質(zhì)(波長(zhǎng)、波面、聲源類型、頻率、聲強(qiáng)等)、傳播間隔 、空氣的溫度和濕度以及妨礙物情況親密有關(guān)。 點(diǎn)聲源由于空氣吸收而引起的聲波衰減：LPLP1LP220 lg(2/1

19、) (2-1) (9)線聲源由于空氣吸收而引起的聲波衰減：LPLP1LP210 lg(2/1) (2-1) (10)式中：LP聲級(jí)的衰減量(dB) LP1、LP2衰減前后的聲級(jí)(dB) 2、1聲波傳播的間隔 (m)第三節(jié) 噪聲的丈量和評(píng)價(jià)一、噪聲的丈量聲壓計(jì)是丈量噪聲的主要儀器，丈量的根本原理是將聲信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。根據(jù)噪聲的聲級(jí)范圍，普通聲級(jí)計(jì)的頻率特性有A、B、C三檔，分別稱為A聲級(jí)、B聲級(jí)和C聲級(jí)，測(cè)定噪聲聲級(jí)分別以dB(A)、dB(B)和dB(C)表示。二、噪聲評(píng)價(jià) 噪聲評(píng)價(jià)是城市和工業(yè)區(qū)規(guī)劃以及環(huán)境治理的重要根據(jù)，噪聲評(píng)價(jià)與噪聲評(píng)價(jià)規(guī)范以及丈量方法親密相關(guān)。 噪聲評(píng)價(jià)規(guī)范有：工業(yè)企業(yè)

20、噪聲衛(wèi)生規(guī)范、環(huán)境噪聲規(guī)范、工業(yè)企業(yè)噪聲控制設(shè)計(jì)規(guī)范、機(jī)動(dòng)車輛允許噪聲規(guī)范、機(jī)械產(chǎn)品噪聲規(guī)范、建筑施工場(chǎng)界噪聲規(guī)范等。表6 中華人民共和國(guó)城市區(qū)域環(huán)境噪聲規(guī)范(GB30993) 等效聲級(jí)LAeq：dB類別晝間夜間區(qū)域性質(zhì)05040療養(yǎng)區(qū)、高級(jí)別墅區(qū)、高級(jí)賓館15545居住區(qū)、文教區(qū)26050居住、商業(yè)和工業(yè)混雜區(qū)36555工業(yè)區(qū)47055城市中道路交通干線兩側(cè)、穿越城區(qū)的內(nèi)河航道兩側(cè)區(qū)域等表7 中華人民共和國(guó)工業(yè)企業(yè)廠界噪聲規(guī)范(GB1234890) 等效聲級(jí)LAeq：dB類別晝間夜間區(qū)域性質(zhì)I5545居住區(qū)、文教區(qū)II6050居住、商業(yè)和工業(yè)混雜區(qū)以及商業(yè)集中區(qū)III6555工業(yè)區(qū)IV705

21、5城市中道路交通干線兩側(cè)、穿越城區(qū)的內(nèi)河航道兩側(cè)區(qū)域等表8 中華人民共和國(guó)建筑施工場(chǎng)界噪聲規(guī)范(GB1252390) 等效聲級(jí)LAeq：dB施工階段主要噪聲源噪聲限值晝間夜間土石方推土機(jī)、發(fā)掘機(jī)、裝載機(jī)等7555打樁各種打樁機(jī)等85制止施工構(gòu)造混凝土攪拌機(jī)、振搗棒、電鋸等7055裝修吊車、升降機(jī)等6555第四節(jié) 噪聲治理技術(shù) 與其它類型的污染治理一樣，噪聲治理應(yīng)從噪聲的產(chǎn)生源著手，即：在噪聲產(chǎn)生之前采取多種措施防止產(chǎn)生噪聲；噪聲產(chǎn)生之后首先在聲源處降低噪聲；在有人活動(dòng)的地方進(jìn)展隔聲降噪，減輕噪聲的危害。根據(jù)技術(shù)作用原理，隔聲降噪技術(shù)分為：吸聲、隔聲和消聲三種類型，其適用的場(chǎng)所也不一樣。一、吸聲

22、未做任何聲學(xué)處置的墻壁、門窗、地板等與空氣的特性阻抗相差很大，因此呵斥聲波的劇烈反射，聲波的一次與多次反射、疊加的構(gòu)造構(gòu)成混響聲，實(shí)踐空間內(nèi)聽到的聲音既有直達(dá)聲又有混響聲，聲波的反射、疊加添加了噪聲的聲級(jí)和危害性。采用可以吸收聲能的資料或構(gòu)造可以吸收聲能，使得反射聲減弱，到達(dá)吸收降噪的效果。圖3 吸聲原理表示圖 吸聲主要運(yùn)用于：降低體積大、混響時(shí)間長(zhǎng)的室內(nèi)噪聲；改善室內(nèi)音質(zhì)；與消音、隔音結(jié)合起來共同隔聲降噪。 吸聲的主要優(yōu)點(diǎn)是效果穩(wěn)定，對(duì)機(jī)械設(shè)備的操作維修無影響。普通情況下可以降噪35dBA，對(duì)于混響嚴(yán)重的車間可以降噪610dBA。 吸聲效果以吸聲系數(shù)與吸聲量A來衡量，可以起到吸聲作用的稱為吸

23、聲資料或構(gòu)造。吸聲系數(shù)(EEt)/E(EE)/E1 (11)式中：E入射總聲能(W) E被資料或構(gòu)造吸收的聲能(W) Et透過資料或構(gòu)造的聲能(W) E被資料或構(gòu)造反射的聲能(W) 反射系數(shù) 影響的要素：聲波的入射角度、聲波的頻率、資料本身的性質(zhì)和構(gòu)造。表9 常見吸聲資料的吸聲系數(shù)吸聲資料容重(kg/m3)厚度(cm)倍頻程125250500100020004000玻璃棉152.50.020.070.220.590.940.94礦物棉24060.250.550.780.750.870.91聚氨脂泡沫塑料4040.100.190.360.700.750.80膨脹水泥35050.160.460.6

24、40.480.560.56珍珠巖板35080.340.470.400.370.480.55玻璃窗-0.350.250.180.120.070.04實(shí)木板1.30.300.300.150.100.100.10 吸聲系數(shù)的丈量方法有混響室法、駐波管法兩種。吸聲量 也稱為等效吸聲面積，即吸聲系數(shù)與吸聲面積的乘積AS (12)AiiSi (13) nAAi (14) i=1 式中：S吸聲面積(m2)3，吸聲資料或構(gòu)造 利用共振原理做成的吸聲構(gòu)造稱為共振吸聲構(gòu)造，如薄板共振吸聲構(gòu)造、穿孔板共振吸聲構(gòu)造和微孔板共振吸聲構(gòu)造。適用于對(duì)低頻、中頻噪聲的吸收。(1)薄板吸聲構(gòu)造 常見的薄板吸聲資料或構(gòu)造有：三夾

25、板、五夾板和木絲板等，相鄰薄板之間存在封鎖的空氣層。薄板起質(zhì)量塊作用，空氣層起彈簧作用，由此發(fā)生振動(dòng)，并耗費(fèi)聲能。 共振頻率：fo eq o(sup 5(),sdo 3() eq o(sup 6(),sdo 3() (15)式中：c聲速(m/s) 0空氣密度(kg/m3) m薄板密度(kg/m3) h相鄰薄板之間空氣層厚度(m)由式15可知：薄板共振構(gòu)造的共振頻率主要取決于板的密度與空氣層厚度。而共振效果與薄板厚度、空氣層厚度以及薄板資料強(qiáng)度有關(guān)：板越薄、空氣層越厚、薄板強(qiáng)度約小，那么共振降噪效果越好。 薄板共振的主要缺陷是吸聲頻率窄、吸聲系數(shù)不高(0.20.5)。改善措施有：添加構(gòu)造阻尼，如

26、運(yùn)用海綿條或毛氈等；在相鄰薄板的空腔中設(shè)置礦物棉或玻璃棉氈等。(2)穿孔板共振吸聲構(gòu)造 穿孔板吸聲構(gòu)造有單孔共振吸聲構(gòu)造和多孔共振吸聲構(gòu)造兩種。 = 1 * GB3 單孔共振吸聲構(gòu)造 單孔共振吸聲構(gòu)造是一個(gè)封鎖的空腔，在腔壁上開一個(gè)小孔與外界空氣相通。其吸聲原理也是質(zhì)量塊和彈簧的振動(dòng)。運(yùn)用條件：頸口尺寸必需比空腔尺寸小很多，且聲波的波長(zhǎng)大于空腔尺寸。根本特點(diǎn)：吸聲頻帶窄，適用于對(duì)低頻噪聲的吸收。 共振頻率：fofo eq o(sup 5(),sdo 3() eq o(sup 5(),sdo 3() (16)式中：S小孔截面積(，m2) V空腔體積(m3) Lk小孔有效頸長(zhǎng)(m) L頸口實(shí)踐長(zhǎng)度

27、,板厚(m) d頸口直徑(m) 在頸口處放置玻璃棉等多孔資料或加貼一薄層尼龍布等透聲構(gòu)造，可添加頸口處的摩擦阻力，從而增寬吸聲頻帶，提高吸聲降噪效果。 = 2 * GB3 多孔共振吸聲構(gòu)造 是單孔板共振器的并聯(lián)組合。其吸聲的原理類似于單孔吸聲板，但吸聲情況和效果大大改善。 吸聲帶況：設(shè)共振頻率fo處的最大吸聲系數(shù)為，那么在fo左右可以堅(jiān)持吸聲系數(shù)為/2的頻帶寬度f為吸聲帶寬。 穿孔板吸聲構(gòu)造的f普通為50HZ300HZ。改善措施：穿孔板孔徑取偏小值，提高孔內(nèi)阻尼；板后蓋一層透聲紡織品，添加孔頸的摩擦；空腔內(nèi)填充多孔吸聲資料；組合不同尺寸的共振吸聲構(gòu)造，加寬吸聲頻帶；采用不同的穿孔率、不同腔深的

28、多層穿孔板構(gòu)造。設(shè)計(jì)：板厚：25mm，孔徑：210mm；穿孔率：110；腔深：100250mm(3)微孔板吸聲構(gòu)造 吸聲原理也屬于共振，利用空氣氣流在小孔中的來回摩擦來耗費(fèi)聲能、利用腔深控制吸聲峰值的共振頻率，由于孔徑小因此聲阻顯著添加，提高了吸聲系數(shù)，曾寬了系數(shù)頻帶寬度。 構(gòu)造：金屬薄板厚度1mm、孔徑1mm，穿孔率為14。資料為鋁板或鋼板。可以是單層、雙層或多層。 微孔板共振系數(shù)構(gòu)造的根本優(yōu)點(diǎn)為吸聲系數(shù)高(可以到達(dá)0.9以上)、吸聲頻帶寬(45倍頻程)、耐惡劣環(huán)境、構(gòu)造簡(jiǎn)單。缺陷為孔徑太??；容易堵塞；本錢較高。 典型設(shè)計(jì)參數(shù)：孔徑為0.51mm，穿孔率為14；腔深為520cm。運(yùn)用于高速氣

29、流干道、高溫潮濕和腐蝕性的環(huán)境吸聲。4，吸聲技術(shù)的運(yùn)用場(chǎng)所 吸聲法適用于混響聲為主的情況。如在車間體積不太大，內(nèi)壁吸聲系數(shù)很小，混響聲較強(qiáng)，接受者間隔 聲源較遠(yuǎn)時(shí)，可以采用吸聲處置來獲得較理想的降噪效果。而在車間體積很大的情況下，類似聲源在開闊空間輻射噪聲或接受者間隔 聲源較近，直達(dá)聲占優(yōu)勢(shì)時(shí)，吸聲效果不會(huì)明顯。二、隔聲 運(yùn)用構(gòu)件將噪聲和接受者分開，阻斷空氣中聲波的傳播，從而到達(dá)降噪的目的的措施稱為隔聲。隔聲原理圖4 隔聲根本原理表示圖 聲波在經(jīng)過空氣的傳播途徑中，碰到一勻質(zhì)屏蔽物時(shí)，由于兩分界面的特性阻抗的改動(dòng)，使得部分聲能被屏蔽物反射回去，一部分被屏蔽物吸收，另一部分可以透過屏蔽物到另一空

30、間去，從而降低了噪聲的傳播。隔聲的效果用透聲系數(shù)和隔聲量表示；具有隔聲效果的稱為隔聲資料或構(gòu)件。2，透聲系數(shù)和隔聲量(1)透聲系數(shù)隔聲構(gòu)件本身的透聲才干可以用透聲系數(shù)表示。Wt/W (17)式中：Wt透射聲功率，W W入射聲功率，W(2)隔聲量普通隔聲構(gòu)件的很小，約為101105，運(yùn)用不方便，因此采用隔聲量R表示，單位為dB。R10 lg eq o(sdo-12(),sdo-4(),sdo 4(),sdo 12() (18) 隔聲量的大小與隔聲構(gòu)件的構(gòu)造、性質(zhì)有關(guān)，也與入射聲波的頻率有關(guān)。實(shí)踐運(yùn)用上常以1254000HZ6個(gè)1倍頻程中心的頻率的隔聲量算術(shù)平均值作為衡量某一構(gòu)件的隔聲性能根據(jù)。3

31、，隔聲資料或構(gòu)件 隔聲資料或構(gòu)件主要有隔聲墻、隔聲間和隔聲罩體以及隔聲屏(簾)等。(1)隔聲墻墻壁隔聲是房間或車間聲學(xué)處置的一個(gè)重要方面。實(shí)際證明，空心墻和泡沫混凝土磚墻具有良好的隔聲降噪效果，留有足夠間隔的間壁墻也有較好的隔聲效果。實(shí)踐上普通門板、雙層玻璃窗和空心樓板，其中間都有一定厚度的空氣層，不僅保溫而且隔聲。隔聲墻的隔聲效果與聲源間隔 相關(guān)，墻壁離聲源越近那么隔聲效果越好。表10 隔聲墻的隔聲效果隔聲墻面密度(kg/m3)倍頻程隔聲量(dB)1252505001000200040001/4磚墻，雙面粉刷1184141454046471/2磚墻，雙面粉刷2253337384652531磚

32、墻，雙面粉刷457444445535756加氣混凝土雙層墻140454748555960(2)隔聲間在吵鬧的環(huán)境中建造一個(gè)具有良好隔聲性能的小房間，供任務(wù)人員一個(gè)安靜的環(huán)境或?qū)⒍鄠€(gè)強(qiáng)聲源置于上述房間內(nèi)，以維護(hù)周圍環(huán)境的安靜。隔聲間由許多不同的隔聲構(gòu)件組成，如墻、門窗、簾等。強(qiáng)噪聲車間和風(fēng)機(jī)房等的控制室、察看室以及高級(jí)賓館等都是隔聲間。為了到達(dá)預(yù)期的隔聲效果，隔聲間的入口隔聲門窗、進(jìn)氣和排氣管道以及它們接頭的縫隙處置都必需進(jìn)展必要的隔聲處置。圖5 隔聲門構(gòu)造圖 具有門窗等不同隔聲構(gòu)件的墻板稱為組合墻，其透聲系數(shù) eq o(sup 5(),sdo 3()為實(shí)踐上是各組件的透聲系數(shù)的平均值。 eq

33、o(sup 5(),sdo 3() 1S12S2nSn (19) S1S2Sn式中：i隔聲間中第i構(gòu)件的透聲系數(shù) Si隔聲間中第i構(gòu)件的面積設(shè)計(jì)時(shí)普通使得墻體的隔聲量較門窗高1520dB。表11 門窗的隔聲量門窗構(gòu)造倍頻程隔聲量(dB)125250500100020004000三合板門，厚度45mm13.41515.219.720.624.5鋼板門，厚度6mm25.126.731.136.431.5單層玻璃窗，玻璃厚度36mm20.72023.526.422.9雙層玻璃窗，玻璃厚度36mm，吸聲貼面，彈性條嵌縫201722354138(3)隔聲罩 將噪聲源封鎖在一個(gè)相對(duì)小的空間內(nèi)，以減少其向周

34、圍輻射噪聲的罩狀構(gòu)造，稱為隔聲罩。 為了機(jī)器設(shè)備的操作、維修的封鎖或通風(fēng)散熱需求，隔聲罩上通常由多塊構(gòu)件組合而成，并開察看窗、活動(dòng)們以及散熱消聲管道等。隔聲罩有全封鎖型和部分敞開型，還有固定型和活動(dòng)型之分。適用于車間內(nèi)獨(dú)立的強(qiáng)噪聲源如風(fēng)機(jī)、空壓機(jī)、柴油機(jī)、電動(dòng)機(jī)和變壓器以及制釘機(jī)、拋光機(jī)等設(shè)備的隔聲降噪。降噪量普通在1040dB。其中：固定型插入損失IL為3040dB(A)；活動(dòng)型IL為1530dB(A)；部分敞開型IL為1020dB(A)；帶通風(fēng)散熱消聲器型IL為1525dB(A)。罩殼的壁材必需有足夠的隔聲量，普通采用0.52mm厚的鋼板或鋁板等輕薄、密實(shí)的資料制造，并且在板的內(nèi)壁面上加筋

35、，涂貼阻尼層，以抑制和減弱共振與吻合效應(yīng)的影響；罩體與聲源設(shè)備及其底座之間不能有剛性接觸，以防止聲橋出現(xiàn)，隔聲罩與地面之間也進(jìn)展隔振處置，以杜絕固體聲；罩壁上開有通風(fēng)窗以及管道時(shí)，夾縫必需密封；罩內(nèi)壁進(jìn)展吸聲處置，運(yùn)用多孔資料結(jié)實(shí)地涂貼；防止運(yùn)用方形平行隔聲罩，以防止照內(nèi)空氣聲的駐波影響；罩殼與設(shè)備之間應(yīng)有足夠的間距(不小于100mm)，以防止耦合共振。圖7 常見的隔聲罩型式及其隔聲效果A未加隔聲罩 B單層剛性隔聲罩和隔振座 C單層剛性隔聲罩和隔振座以及照壁內(nèi)吸聲處置 D雙層隔聲罩(剛性、隔振底座、壁內(nèi)吸聲處置) 圖8 高壓水泵隔聲(振)罩構(gòu)造表示圖 圖9所示的高壓水泵隔聲罩采用組裝式全封鎖方

36、式，罩體分水泵和電機(jī)兩部分，分別由11塊隔聲構(gòu)件組成，構(gòu)件資料為：面板為1.5mm薄鋼板，鋼板反面加筋，其空腔內(nèi)充填超細(xì)玻璃棉作為吸聲層，玻璃棉外為玻璃布。護(hù)面板為0.5mm的穿孔鋼板，內(nèi)涂35mm厚的阻尼資料)。隔振罩以及水泵和電機(jī)的底座設(shè)置隔振坐墊。(4)隔聲屏(簾)用來阻撓聲源和接受者之間直達(dá)聲的障板或簾幕狀屏蔽物稱為隔聲屏或隔聲簾。建筑物內(nèi)，在對(duì)隔聲要求不高的情況下，假設(shè)難以從聲源本身治理，又不便于安裝隔聲罩或需求分隔較大的車間或辦公室時(shí)，都可以設(shè)置隔聲屏或簾。此外，交通干道的兩側(cè)等室外也可以設(shè)置隔聲屏以有效地屏蔽噪聲。隔聲屏(簾)的特點(diǎn)是：方法簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)適用，便于安裝、裝配和挪動(dòng)。當(dāng)

37、設(shè)備在空氣中傳播遇到妨礙物是，假設(shè)妨礙物本身的隔聲量足夠大，其尺寸也遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于峰值頻率的波長(zhǎng)，那么大部分聲能被反射，妨礙物后面的一定范圍內(nèi)僅接遭到很少的透射聲與小部分衍射聲，構(gòu)成聲影區(qū)，將接受者設(shè)計(jì)在聲影內(nèi)就可以有效地隔聲降噪。在室內(nèi)設(shè)置隔聲屏?xí)r，接受點(diǎn)處的聲壓級(jí)等于圍繞隔聲屏的衍射聲場(chǎng)構(gòu)成的聲壓級(jí)與房間混響聲構(gòu)成的聲壓級(jí)之和。隔聲屏應(yīng)高，且宜設(shè)置在緊靠聲源處或者在緊靠接受點(diǎn)處。另外，聲波波長(zhǎng)越長(zhǎng)那么插入損失約小，因此隔聲屏對(duì)高頻噪聲的降噪效果高于低頻噪聲。由于隔聲屏主要用于對(duì)直達(dá)聲降噪，因此在混響嚴(yán)重的房間中，隔聲屏不起作用，必需配合吸聲才干到達(dá)隔聲降噪效果。大于交通干道兩側(cè)的隔聲屏，其內(nèi)防止

38、必需進(jìn)展必要的吸聲處置，否那么噪聲會(huì)在道路兩旁的隔聲屏上產(chǎn)生多次反射并構(gòu)成聲廊向隔聲屏之外的空間輻射失去隔聲效果。圖9 常見的隔聲屏構(gòu)造和方式 為了阻止直達(dá)聲的發(fā)散，隔聲屏常做成二邊、三邊和遮檐方式，其中遮檐式降噪效果最好。在室內(nèi)，隔聲屏做成挪動(dòng)式，并設(shè)置掃地橡皮，以減少漏聲。在人流較多的室內(nèi)，在隔聲要求不高的情況下可以在通道中設(shè)置隔聲簾。三、消聲消聲器是主要用于降低空氣動(dòng)力性噪聲，消聲器安裝在進(jìn)氣、排氣干道上，用于鼓風(fēng)機(jī)、空壓機(jī)等流量大、氣壓高的噪聲聲源設(shè)備的消聲降噪，普通可以降噪2040dB(A)。消聲器主要有阻性消聲器、抗性消聲器、分散消聲器類型，靠管道、腔室和微孔等起消聲作用。在實(shí)踐運(yùn)用中，還可以將它們進(jìn)展組合構(gòu)建復(fù)合式消聲器，以提高消聲效果。對(duì)消聲器的根本要求有：對(duì)所要求的頻帶范圍噪聲具有走大的消聲量；良好的空氣動(dòng)力性能，阻力較小，不影響氣動(dòng)設(shè)備的正常任務(wù)；空間位置合理，體積小、分量輕、構(gòu)造簡(jiǎn)單，便于制造、安裝和維修；價(jià)錢低，經(jīng)久耐用。通常運(yùn)用插入損失IL衡量消聲效果。阻性消聲器阻性消聲器：屬于吸收型消聲器，將吸聲資料固定于氣流經(jīng)過的通道中利用摩擦阻力和粘滯阻力將室內(nèi)轉(zhuǎn)換為熱能到達(dá)消聲目的，對(duì)中、高頻噪聲的降噪效果較好，主要用于風(fēng)機(jī)的進(jìn)氣和排氣降噪。圖10 常見的阻性消聲器方式 按照氣流通道的幾何