環(huán)境噪聲控制市公開(kāi)課一等獎(jiǎng)省賽課獲獎(jiǎng)?wù)n件

環(huán)境噪聲控制Chapter7吸聲環(huán)境噪聲控制第1頁(yè)

吸聲是噪聲污染控制一個(gè)主要伎倆

在噪聲污染控制工程設(shè)計(jì)中，常利用吸聲材料吸收聲能量來(lái)降低室內(nèi)噪聲。環(huán)境噪聲控制第2頁(yè)吸聲與吸聲材料概念吸聲：聲波經(jīng)過(guò)媒質(zhì)或入射到媒質(zhì)分解面上時(shí)聲能降低過(guò)程，稱為吸聲或聲吸收。材料吸聲：當(dāng)媒質(zhì)分界面為材料表面時(shí)，部分聲能被吸收現(xiàn)象，稱為材料吸聲。吸聲材料：含有較大吸聲能力材料，稱為吸聲材料。環(huán)境噪聲控制第3頁(yè)吸聲材料基本類型吸聲材料多孔性吸聲材料共振吸聲結(jié)構(gòu)特殊吸聲結(jié)構(gòu)纖維狀顆粒狀泡沫狀穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)單個(gè)共振器空間吸聲體吸聲尖劈薄膜共振吸聲結(jié)構(gòu)薄板共振吸聲結(jié)構(gòu)環(huán)境噪聲控制第4頁(yè)7.1表示材料吸聲性能量1.吸聲系數(shù)2.吸聲量環(huán)境噪聲控制第5頁(yè)吸聲機(jī)理環(huán)境噪聲控制第6頁(yè)1.吸聲系數(shù)a.定義：材料吸收聲能與入射到材料上總聲能比值。環(huán)境噪聲控制第7頁(yè)2）駐波管法吸聲系數(shù)測(cè)量1)混響室法基于聲音傳輸方向無(wú)規(guī)則性，混響室法測(cè)得吸聲系數(shù)更靠近材料實(shí)際應(yīng)用環(huán)境；但測(cè)定吸聲系數(shù)較困難，兩種方法測(cè)定吸聲系數(shù)能夠進(jìn)行換算。環(huán)境噪聲控制第8頁(yè)1.吸聲系數(shù)b.表示方法：考慮到入射方向不一樣無(wú)規(guī)入射吸聲系數(shù)垂直入射吸聲系數(shù)數(shù)環(huán)境噪聲控制第9頁(yè)混響室法測(cè)吸聲系數(shù)與駐波管法測(cè)吸聲系數(shù)換算：駐波管法測(cè)吸聲系數(shù)0.100.200.300.400.500.600.700.80混響室法測(cè)吸聲系數(shù)0.250.400.500.600.750.850.900.98環(huán)境噪聲控制第10頁(yè)1.吸聲系數(shù)b.表示方法：考慮到頻率特征：125、250、500、1000和

、4000Hz頻率下測(cè)得吸聲系數(shù)。環(huán)境噪聲控制第11頁(yè)2.吸聲量表示方法：環(huán)境噪聲控制第12頁(yè)2）吸聲量：A：材料總吸聲量Si：材料i吸聲表面積(m2)吸聲量A單位m2一個(gè)房間總吸聲量：環(huán)境噪聲控制第13頁(yè)7.2吸聲材料多孔性吸聲材料（針對(duì)高頻噪聲控制）環(huán)境噪聲控制第14頁(yè)幾個(gè)多孔性吸聲材料環(huán)境噪聲控制第15頁(yè)吸聲材料結(jié)構(gòu)特征材料孔隙率要高，普通在70%以上，多數(shù)到達(dá)90%左右；孔隙應(yīng)該盡可能細(xì)小，且均勻分布；微孔應(yīng)該是相互貫通，而不是封閉；微孔要向外敞開(kāi)，使聲波易于進(jìn)入微孔內(nèi)部。環(huán)境噪聲控制第16頁(yè)材料特征：內(nèi)部有許多小孔，并與材料表面相通，含有通氣性。吸聲機(jī)理：聲波投射到多孔材料表面時(shí)，部分投入聲波與纖維或顆粒表面產(chǎn)生內(nèi)摩擦（摩擦力來(lái)自空氣壓縮、膨脹），部分聲能轉(zhuǎn)變成熱能，從而使聲音能量減小。環(huán)境噪聲控制第17頁(yè)吸聲機(jī)理因?yàn)楫?dāng)Zsm（材料聲阻抗率）與ρc相等時(shí)，a＝1，說(shuō)明材料將聲音完全吸收，但在實(shí)際應(yīng)用中不可能。理想吸聲材料要求其聲阻抗率靠近于空氣特征阻抗率。壓縮、膨脹、摩擦、產(chǎn)熱降低聲音能量環(huán)境噪聲控制第18頁(yè)多孔性吸聲材料分類：纖維材料（如玻璃棉、巖棉等）（如植物纖維、木質(zhì)纖維等）泡沫材料（如泡沫塑料、橡膠等）顆粒（如珍珠巖,混凝土）環(huán)境噪聲控制第19頁(yè)主要種類慣用材料實(shí)例使用情況纖維材料有機(jī)纖維材料動(dòng)物纖維：毛氈價(jià)格昂貴，使用較少。植物纖維：麻絨、海草、椰子絲防火、防潮性能差，原料起源廣，廉價(jià)。無(wú)機(jī)纖維材料玻璃纖維：中粗棉、超細(xì)棉、玻璃棉氈吸聲性能好，保溫隔熱，耐潮，但渙散纖維易污染環(huán)境或難以加工成制品。礦渣棉：散棉、礦棉氈吸聲性能好，不燃、耐腐蝕，易斷成碎末，污染環(huán)境施工扎手。纖維材料制品軟質(zhì)木纖維板、礦棉吸聲磚、巖棉吸聲板、玻璃吸聲板、木絲板、甘蔗板等裝配式加工，多用于室內(nèi)吸聲。顆粒材料砌塊礦渣吸聲磚、膨脹珍珠巖吸聲磚、陶土吸聲磚多用于砌筑界面較大消聲裝置。板材珍珠巖吸聲裝飾板質(zhì)輕、不燃、保溫、隔熱。泡沫材料泡沫塑料聚氨酯泡沫塑料、尿醛泡沫塑料吸聲性能不穩(wěn)定，吸聲系數(shù)使用前需實(shí)測(cè)其它吸聲型泡沫玻璃強(qiáng)度高、防水、不燃、耐腐蝕加氣混凝土使用慣用吸聲材料使用情況環(huán)境噪聲控制第20頁(yè)2.影響材料吸聲原因1.空氣流阻2.材料空隙率影響3.材料厚度4.材料密度影響5.材料后空氣層影響6.材料裝飾面影響7.溫度、濕度影響環(huán)境噪聲控制第21頁(yè).材料厚度影響環(huán)境噪聲控制第22頁(yè)c.材料厚度影響環(huán)境噪聲控制第23頁(yè)d.材料后空氣層影響環(huán)境噪聲控制第24頁(yè)A：材料密度（容重）伴隨材料密度增大，最大吸收系數(shù)amax向低頻方向移動(dòng).環(huán)境噪聲控制第25頁(yè)C：空氣層即：材料層與剛性面間空氣層；當(dāng)空氣層厚度d=1/4λ時(shí)，吸聲系數(shù)a最大；在工程上普通5-10cm。環(huán)境噪聲控制第26頁(yè)D：溫,濕度溫度高,向高頻方向移動(dòng)濕度低,向低頻方向移動(dòng)穿孔率（P），即穿孔總面積與未穿孔總面積比值，穿孔率越大，對(duì)中高頻率聲音吸收效果越好，穿孔率越小，對(duì)低頻吸收效果越好。環(huán)境噪聲控制第27頁(yè)空間吸聲體特點(diǎn)：懸空懸掛，吸聲性能好，節(jié)約吸聲材料；便于安裝，裝拆靈活。環(huán)境噪聲控制第28頁(yè)空間吸聲體

常見(jiàn)空間吸聲體由骨架、護(hù)面層和吸聲填料組成空間吸聲體大多懸掛于建筑物空間頂部，且以離頂?shù)鯍炀佣?。板狀空間吸聲體能夠水平分散吊掛，也可垂直分散吊掛，還可水平、垂直復(fù)合吊掛，在總面積相同情況下，降噪效果基本相同。水平懸掛板狀空間吸聲體離頂高度普通為房間凈高1/5至1/7左右；若條件允許，可掛得更低些，離聲源近些.環(huán)境噪聲控制第29頁(yè)空間吸聲體

空間吸聲體與室內(nèi)表面上吸聲材料相比，在一樣投影面積下，空間吸聲體含有較高吸聲效率。這是因?yàn)榭臻g吸聲體含有更大有效吸聲面積（包含空間吸聲體上頂面、下底面和側(cè)面）；另外，因?yàn)槁暡ㄔ谖曮w上頂面和建筑物頂面之間屢次反射，從而被屢次吸收，使吸聲量增加，提升了吸聲效率。通常以中、高頻段吸聲效率提升最為顯著。如原室內(nèi)表面吸聲量極少，反射聲較多，混響時(shí)間很長(zhǎng)，則懸掛空間吸聲體后降噪效果常為5～8分貝，最高時(shí)可達(dá)10～12分貝環(huán)境噪聲控制第30頁(yè)吸聲尖劈環(huán)境噪聲控制第31頁(yè)吸聲尖劈環(huán)境噪聲控制第32頁(yè)吸聲尖劈

吸聲尖劈是一個(gè)用于消聲室特殊吸聲結(jié)構(gòu)。通?？煞譃榧獠亢突?jī)刹糠?。安裝時(shí)在尖壁和壁面之間留有空氣層。其結(jié)構(gòu)是用直徑3.2-3.5mm鋼絲制成一定形狀和尺寸骨架，外面套上玻纖布、塑料窗紗等罩面材料，里面裝以多孔材料，如玻璃棉氈、玻璃纖維、礦渣棉、泡沫塑料等。吸聲系數(shù)為0.99吸聲尖劈作為空間吸聲體，它不但能滿足各界面所要求寬頻帶強(qiáng)吸聲特點(diǎn)，同時(shí)還能節(jié)約材料。

尖劈吸聲特征與尖劈尖部長(zhǎng)度，尖部長(zhǎng)度/基部長(zhǎng)度，劈底與剛性空腔深度以及材料密度等量相關(guān)。普通而言，尖劈長(zhǎng)度越長(zhǎng)，低頻吸聲效果越好。當(dāng)尖劈尺寸固定時(shí)，改本材料密度，能夠得到一個(gè)最正確吸聲系數(shù)頻率曲線：選定一個(gè)密度值后，改變尖部長(zhǎng)度/基部長(zhǎng)度比值，又能夠找到一個(gè)最正確值，又能夠找到一個(gè)最正確值；空腔與尖劈基部形成共振聲音，調(diào)整空腔深度，使共振頻率位置適當(dāng)，可有效提升尖劈結(jié)構(gòu)低頻吸聲特征。

環(huán)境噪聲控制第33頁(yè)7.3共振吸聲結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：低頻吸收性能好；裝飾性強(qiáng)；強(qiáng)度足夠；聲學(xué)性能易于控制。環(huán)境噪聲控制第34頁(yè)2慣用共振吸聲結(jié)構(gòu)薄板吸聲結(jié)構(gòu)穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)環(huán)境噪聲控制第35頁(yè)1.薄膜吸聲結(jié)構(gòu)空氣層膜狀材料吸聲機(jī)理：應(yīng)用共振原理

1）聲音與薄板（薄膜）固有頻率產(chǎn)生共振2）聲音與板后空腔氣室空氣產(chǎn)生共振環(huán)境噪聲控制第36頁(yè)1）薄板共振吸聲結(jié)構(gòu)

示意圖6-3環(huán)境噪聲控制第37頁(yè)1）薄板共振吸聲特征彈簧振子共振頻率空氣層勁度薄板共振吸聲結(jié)構(gòu)共振頻率其中：M：薄板面密度,Kg/m2L:空腔厚度，cmf:Hzρ:空氣密度環(huán)境噪聲控制第38頁(yè)1.薄板吸聲結(jié)構(gòu)吸聲頻帶：80-300Hz，最大吸聲系數(shù)：0.3-0.4薄板厚度：3-6mm空氣層厚度：3-10mm實(shí)際工程填充吸聲材料環(huán)境噪聲控制第39頁(yè)2）單腔共振吸聲結(jié)構(gòu)

示意圖6-5環(huán)境噪聲控制第40頁(yè)2）單腔共振吸聲體共振吸收頻率：其中：

S：孔面積，m2V：空腔體積，m3t：孔深度，mδ：孔口修正量，mt+δ為有效頸長(zhǎng)，對(duì)于直徑為d圓孔，δ＝πd/4環(huán)境噪聲控制第41頁(yè)3）多穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)環(huán)境噪聲控制第42頁(yè)3）多穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)假設(shè)：S：每各孔面積,m2A：共振單元薄板面積,m2D：空氣層厚度，m則穿孔率P＝S/A，每個(gè)共振腔體積V＝AD

其共振頻率為環(huán)境噪聲控制第43頁(yè)穿孔率計(jì)算：1）當(dāng)圓孔為正方形排列時(shí)2）當(dāng)孔為等邊三角形排列時(shí)環(huán)境噪聲控制第44頁(yè)2.穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)穿孔率（P）=穿孔面積/總面積穿孔面積越大，吸聲頻率越高。吸聲頻帶：低中頻噪聲，吸聲系數(shù)：0.4-0.7薄板厚度：2-5mm孔徑：2-4mm穿孔率：1%-10%實(shí)際工程填充吸聲材料環(huán)境噪聲控制第45頁(yè)3.微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：孔徑：小于1mm；穿孔率：1%-5%吸聲頻帶較寬；可用于高溫、潮濕、腐蝕性氣體或高速氣流等其它材料及結(jié)構(gòu)不適合環(huán)境中；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)理論成熟，吸聲結(jié)構(gòu)理論計(jì)算與實(shí)測(cè)值靠近。環(huán)境噪聲控制第46頁(yè)主要種類慣用材料實(shí)例使用情況纖維材料有機(jī)纖維材料動(dòng)物纖維：毛氈價(jià)格昂貴，使用較少。植物纖維：麻絨、海草、椰子絲防火、防潮性能差，原料起源廣，廉價(jià)。無(wú)機(jī)纖維材料玻璃纖維：中粗棉、超細(xì)棉、玻璃棉氈吸聲性能好，保溫隔熱，耐潮，但渙散纖維易污染環(huán)境或難以加工成制品。礦渣棉：散棉、礦棉氈吸聲性能好，不燃、耐腐蝕，易斷成碎末，污染環(huán)境施工扎手。纖維材料制品軟質(zhì)木纖維板、礦棉吸聲磚、巖棉吸聲板、玻璃吸聲板、木絲板、甘蔗板等裝配式加工，多用于室內(nèi)吸聲。顆粒材料砌塊礦渣吸聲磚、膨脹珍珠巖吸聲磚、陶土吸聲磚多用于砌筑界面較大消聲裝置。板材珍珠巖吸聲裝飾板質(zhì)輕、不燃、保溫、隔熱。泡沫材料泡沫塑料聚氨酯泡沫塑料、尿醛泡沫塑料吸聲性能不穩(wěn)定，吸聲系數(shù)使用前需實(shí)測(cè)其它吸聲型泡沫玻璃強(qiáng)度高、防水、不燃、耐腐蝕加氣混凝土微孔不貫通，使用少慣用吸聲材料使用情況環(huán)境噪聲控制第47頁(yè)吸聲設(shè)計(jì)計(jì)算1.房間平均吸聲系數(shù)計(jì)算假如一個(gè)房間墻面上布置有幾個(gè)不一樣材料時(shí)，它們對(duì)應(yīng)吸聲系數(shù)和面積分別為α1、α2、α3……和Sl、S2、S3……

，房間平均吸聲系數(shù)為：環(huán)境噪聲控制第48頁(yè)吸聲設(shè)計(jì)計(jì)算2.吸聲量計(jì)算若一個(gè)房間墻面上布置有幾個(gè)不一樣材料時(shí)，則房間吸聲量為：環(huán)境噪聲控制第49頁(yè)吸聲設(shè)計(jì)計(jì)算3.室內(nèi)聲壓級(jí)計(jì)算擴(kuò)散聲場(chǎng)：房間內(nèi)聲能密度處處相同，而且在任一受聲點(diǎn)上，聲波在各個(gè)傳輸方向作無(wú)規(guī)分布聲場(chǎng)叫擴(kuò)散聲場(chǎng)。室內(nèi)聲場(chǎng)直達(dá)聲場(chǎng)混響聲場(chǎng)環(huán)境噪聲控制第50頁(yè)聲源指向性因數(shù)環(huán)境噪聲控制第51頁(yè)3.室內(nèi)聲壓級(jí)計(jì)算直達(dá)聲聲壓級(jí)計(jì)算：環(huán)境噪聲控制第52頁(yè)3.室內(nèi)聲壓級(jí)計(jì)算.混響聲場(chǎng)：對(duì)應(yīng)聲壓級(jí)為：R—房間常數(shù)，Sa/(1-a)環(huán)境噪聲控制第53頁(yè)3.室內(nèi)聲壓級(jí)計(jì)算c.總聲場(chǎng)：環(huán)境噪聲控制第54頁(yè)混響半徑當(dāng)直達(dá)聲與混響聲聲能相等時(shí)距離稱為臨界半徑。Q=1時(shí)混響半徑稱為混響半徑。意義：當(dāng)受聲點(diǎn)與聲源距離小于臨界半徑時(shí)，吸聲處理降噪效果不大；當(dāng)受聲點(diǎn)與聲源距離大大超出臨界半徑時(shí)，吸聲處理才有顯著效果。環(huán)境噪聲控制第55頁(yè)吸聲設(shè)計(jì)計(jì)算4.混響時(shí)間計(jì)算定義：當(dāng)聲源停頓發(fā)聲后聲能密度衰減到原來(lái)百萬(wàn)分之一，即聲壓級(jí)下降60dB所需時(shí)間，叫做混響時(shí)間。Sabine公式：V—房間容積，m3A—室內(nèi)總吸聲量，m2環(huán)境噪聲控制第56頁(yè)4.混響時(shí)間計(jì)算C.F.Eyring公式:Eyring-Millington公式:當(dāng)α<0.2時(shí)，環(huán)境噪聲控制第57頁(yè)吸聲設(shè)計(jì)計(jì)算5.吸聲降噪量計(jì)算設(shè)R1、R2分別為室內(nèi)設(shè)置吸聲裝置前后房間常數(shù)，則距聲源r出對(duì)應(yīng)聲壓級(jí)分別為:環(huán)境噪聲控制第58頁(yè)吸聲設(shè)計(jì)計(jì)算5.吸聲降噪量計(jì)算吸聲前后聲壓級(jí)之差，即吸聲降噪量為:環(huán)境噪聲控制第59頁(yè)吸聲設(shè)計(jì)計(jì)算5.吸聲降噪量計(jì)算當(dāng)受聲點(diǎn)離聲源較近時(shí)，降噪量很小。當(dāng)受聲點(diǎn)離聲源較遠(yuǎn)時(shí)（混響半徑以外），降噪量可簡(jiǎn)化為：因?yàn)榉块g內(nèi)吸聲系數(shù)均較小，上式可簡(jiǎn)化為：環(huán)境噪聲控制第60頁(yè)吸聲設(shè)計(jì)計(jì)算5.吸聲降噪量計(jì)算因?yàn)椋涵h(huán)境噪聲控制第61頁(yè)吸聲設(shè)計(jì)計(jì)算5.吸聲降噪量計(jì)算α2/α1或T2/T11234568102040降噪量（dB）0356789101316環(huán)境噪聲控制第62頁(yè)吸聲設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)總標(biāo)準(zhǔn)：應(yīng)先對(duì)聲源進(jìn)行隔聲、消聲等處理，當(dāng)噪聲源不宜采取隔聲辦法，或采取了隔聲伎倆后仍不能到達(dá)噪聲標(biāo)按時(shí)，可采用吸聲處理來(lái)作為輔助伎倆。基本標(biāo)準(zhǔn)：1.單獨(dú)風(fēng)機(jī)房、泵房、控制室等房間面積較小，所需降噪量較高時(shí)，可對(duì)天花板、墻面同時(shí)作吸聲處理；2.車間面積較大時(shí)．宜采取空間吸聲體，平頂吸聲處理；3.聲源集中在局部區(qū)域時(shí)，宜采取局部吸聲處理，并同時(shí)設(shè)置隔聲屏障；環(huán)境噪聲控制第63頁(yè)吸聲設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)4.噪聲源比較多而且較分散生產(chǎn)車間宜作吸聲處理；5.對(duì)于中、高頻噪聲，可采取20-50mm厚常規(guī)成型吸聲板，當(dāng)吸聲要求較高時(shí)可采取50～80mm厚超細(xì)玻璃棉等多孔吸聲材料，并加適當(dāng)護(hù)面層；6.對(duì)于寬頻帶噪聲，可在多孔材料后留50-100mm空氣層，或采取80-150mm厚吸聲層；對(duì)于低頻帶噪聲，可采取穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)，其板厚通常可取2-5mm，孔徑可取3-6mm，穿孔率小于5％；環(huán)境噪聲控制第64頁(yè)吸聲設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)7.對(duì)于濕度較高環(huán)境，或有清潔要求吸聲設(shè)計(jì)，可采取