噪聲控制總復(fù)習(xí)

噪聲的概念：

物理學(xué)觀點(diǎn)：指聲波的頻率和強(qiáng)弱變化毫無(wú)規(guī)律、雜亂無(wú)章的聲音。

環(huán)境法的定義：是指在工業(yè)生產(chǎn)、建筑施工、交通運(yùn)輸和社會(huì)生活中所產(chǎn)生的干擾周圍生活環(huán)境的聲音。噪聲的類型：

過(guò)響聲：很響的聲音，如飛機(jī)噴氣聲、大炮射擊轟鳴聲，氣罐排氣嘶叫聲。

妨礙聲：指一些聲音雖不太響，但妨礙人們交談、思考、學(xué)習(xí)、睡眠。

不愉快聲：如摩擦聲，吵鬧聲。

無(wú)影響聲：在日常生活中已為人們習(xí)慣的聲音，如戶外的自然風(fēng)聲、下雨聲，家用電器的微弱發(fā)聲等。按噪聲源的物理特性分類（按噪聲產(chǎn)生的機(jī)理）

機(jī)械噪聲：產(chǎn)生于機(jī)械部件的相互撞擊、摩擦的機(jī)械作用力。

空氣動(dòng)力性噪聲：高速氣流。不穩(wěn)定氣流由于渦流或壓力突變引起氣體振動(dòng)。

電磁性噪聲：磁場(chǎng)的脈動(dòng)和伸縮引起電氣部件振動(dòng)而產(chǎn)生。聲壓：指介質(zhì)中的壓強(qiáng)相對(duì)于無(wú)聲波時(shí)的壓強(qiáng)的改變值，單位為：牛頓/米2或帕斯卡（Pa）。有效聲壓（Pe）：在一定時(shí)間間隔中將瞬時(shí)聲壓對(duì)時(shí)間求均方根值。聲壓級(jí)：

Lp＝10lg(P2/P02)＝20lg(P/P0)空氣中，P0為2×10-5Pa，該值是正常人耳對(duì)1000Hz聲音剛能聽(tīng)到的最低聲壓。聲強(qiáng)：在垂直于聲波傳播的指定面上，單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)單位面積的聲能,單位為W/m2。聲強(qiáng)與聲壓的關(guān)系：I＝P2/ρc

聲強(qiáng)級(jí)：LI＝10lg(I/I0)

正常人耳對(duì)1000赫純音的可聽(tīng)聲強(qiáng)是10-12W/m2，這就是基準(zhǔn)聲強(qiáng)。聲功率：是聲源在單位時(shí)間內(nèi)輻射的聲能量，單位為瓦。在噪聲監(jiān)測(cè)中，聲功率是指聲源總聲功率。它是一個(gè)恒量，與聲源的遠(yuǎn)近沒(méi)有關(guān)系。聲功率與聲強(qiáng)的關(guān)系為：聲功率級(jí)：LW＝10lg(W/W0)空氣中，W0為10-12W。噪聲級(jí)的迭加：噪聲：W總=W1+W2I總=I1+I2P總=(P12+P22)1/2

噪聲級(jí)：當(dāng)兩個(gè)聲壓級(jí)L1和L2，且L1＝L2，其總聲壓級(jí)也可表示為：L=L1+10lg2當(dāng)L1≠L2(設(shè)L1＞L2)時(shí)，查表法：L=L1+△L

，△L＝│L1－L2│噪聲級(jí)的相減：設(shè)總噪聲級(jí)為L(zhǎng)，背景噪聲為L(zhǎng)1，被測(cè)對(duì)象的噪聲級(jí)為L(zhǎng)2，響度級(jí)（LN）人耳對(duì)2k～5kHz的聲音最敏感；在低于1kHz時(shí)，人耳的靈敏度隨頻率降低而降低，而在5kHz以上時(shí)，人耳的靈敏度也逐漸下降。這也說(shuō)明，不同頻率的聲音要使其聽(tīng)起來(lái)一樣響，應(yīng)具有不同的聲壓級(jí)。響度級(jí)來(lái)衡量聲音響度，它的單位是phon（方）?！皃hon”就是以1kHz純音為基準(zhǔn)聲音，任何聲音如果聽(tīng)起來(lái)和某個(gè)1kHz純音一樣響，那么這個(gè)1kHz純音聲壓級(jí)的分貝值就是該聲音的響度級(jí)phon值。等響曲線：如果把某個(gè)頻率的純音與一定聲壓級(jí)的1000Hz的純音很快地交替比較，當(dāng)聽(tīng)者感覺(jué)兩者一樣響時(shí)，把該頻率的聲壓級(jí)標(biāo)出時(shí)，便可連出一條曲線，這條曲線即為等響曲線。響度(N)：定量反映聲音響亮程度（一聲音比另一聲音響了多少）的主觀量。是人耳判別聲音由輕到響的強(qiáng)度等級(jí)概念。單位為sone“宋”。

1宋是指聲音頻率為1kHz,聲壓級(jí)為40dB,且來(lái)自聽(tīng)者正前方的平面波形的強(qiáng)度。響度與頻率、聲壓級(jí)、波形都有關(guān)。響度與響度級(jí)的關(guān)系大約響度級(jí)每改變10phon，響度感覺(jué)增加一倍：40phon為1sone；50phon為2sone；60phon為4sone；70phon為8sone…它們的近似關(guān)系可用下列數(shù)學(xué)式表示（僅適用純音和窄帶噪音）：吸聲技術(shù)吸聲是噪聲污染控制的一種重要手段，是一種在噪聲傳播途徑上控制噪聲污染的方法，常用于室內(nèi)減噪。吸聲機(jī)理：壓縮、膨脹、摩擦、產(chǎn)熱降低聲音能量。吸聲材料：內(nèi)部有許多小孔，并與材料表面相通，具有通氣性。良好的吸聲材料需具備三點(diǎn)要求：多孔孔間貫通與外界聯(lián)通。材料吸聲特性的物理量吸聲系數(shù)（α）：材料吸收的聲能與入射到材料上的總聲能之比，常用來(lái)描述吸聲材料或吸聲結(jié)構(gòu)的吸聲能力。影響因素：材料的物理性質(zhì)，聲波頻率，聲波的入射角（垂直入射吸聲系數(shù)；斜入射吸聲系數(shù)；無(wú)規(guī)則入射吸聲系數(shù)）吸聲量：吸聲系數(shù)與所使用的吸聲材料的面積之乘積。A＝αS，注：面積必須為向著自由空間完全敞開(kāi)的面積，單位m2。吸聲材料分類無(wú)機(jī)纖維類：超細(xì)玻璃棉：

優(yōu)點(diǎn)：質(zhì)輕，柔軟，耐高溫，耐腐蝕，防蛀，抗凍。缺點(diǎn)：吸水率高，彈性差，填充不均勻。礦渣棉：

優(yōu)點(diǎn)：質(zhì)輕、防火、耐高溫，耐腐蝕，防蛀。

缺點(diǎn)：雜質(zhì)多，易脆，在風(fēng)速大，要求潔凈的場(chǎng)合不宜使用。巖棉：優(yōu)點(diǎn)：隔熱，耐高溫。有機(jī)纖維類：主要是由各種植物纖維如棉麻、甘蔗、稻草、棕絲等加工壓制成的各種軟質(zhì)纖維板。

優(yōu)點(diǎn)：原材料屬于可再生生物質(zhì)資源，吸聲性能好且價(jià)格低。

缺點(diǎn)：易潮，易變質(zhì)腐爛，從而降低吸聲性能。泡沫塑料材料聚氨酯，聚醚乙烯，聚氯乙烯等

優(yōu)點(diǎn)：具良好的彈性，容易填充均勻，密度小。

缺點(diǎn)：不防火，易燃，易老化。顆粒類吸聲材料（建筑吸聲材料）如：微孔吸聲磚，加氣混凝土，礦渣水泥，多孔陶土磚等。優(yōu)點(diǎn)：保溫，防潮，耐熱，耐蝕，抗凍等。吸聲結(jié)構(gòu)體單腔共振吸聲體：?jiǎn)蝹€(gè)共振器頻率選擇性很強(qiáng)，吸聲頻帶很窄，f0一般在幾十~幾百Hz，往往用于低頻吸聲。實(shí)際工作中，分別設(shè)計(jì)幾種規(guī)格的共振器，以便在較寬的低頻范圍獲得較好的吸聲效果。改進(jìn)連接管的尺寸和空腔體的體積，可獲得不同共振頻率。在管內(nèi)鋪設(shè)吸聲材料，可增加共振器的阻尼作用，能夠使共振器的吸聲頻帶的寬度加大。穿孔板共振吸聲體：將鋼板、鋁板、膠合板、塑料板和草紙板等板材，以一定的孔徑和穿孔率打上孔，并在板后設(shè)置空氣層（空腔）而構(gòu)成。相當(dāng)于并聯(lián)的“亥姆霍茲”共振器。頻率的選擇性很強(qiáng)，吸聲頻帶較窄，在共振頻率f0附近具有很大的吸聲性能，偏離共振頻率效果就差。在板后空腔內(nèi)按一定要求填充適量多孔材料，以增加空氣的摩擦；可以考慮采用穿孔板采用不同穿孔率的多層（常取兩層）穿孔板結(jié)構(gòu)，能使吸聲頻帶增寬，提高2－3個(gè)倍頻程；孔徑取偏小值，以提高孔內(nèi)阻尼。微穿孔板結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)由微穿孔板和板后的空腔組成。是穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)的一種改進(jìn)措施。板薄：厚度小于1mm的薄板，孔徑小，小于1mm，穿孔率（1~5％）。

優(yōu)點(diǎn)：吸聲頻帶較寬，吸聲系數(shù)較高，特別是它可用在其他材料或結(jié)構(gòu)不適合的場(chǎng)所（因?yàn)樗耆恍枋褂梦暡牧希绺邷?、潮濕、在腐蝕性氣體或高速氣流等環(huán)境；同時(shí)它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)理論成熟，其吸聲特性的理論計(jì)算與實(shí)測(cè)值很接近。

缺點(diǎn)：是微孔加工較困難，且易被灰塵堵塞。薄板（膜）共振吸聲結(jié)構(gòu)：不穿孔的薄板，如金屬板，膠合板，石膏板，塑料板等，使它周邊固定，在背后留一定厚度的空氣層，就構(gòu)成了薄板共振吸聲結(jié)構(gòu)。它對(duì)低頻聲有很好的吸聲性能。在薄板結(jié)構(gòu)的邊緣與龍骨架交接處放置一些柔軟材料（橡皮條，海綿條，毛氈等），以及在空氣層中沿龍骨框四周襯貼一些多孔材料（如玻璃棉），可大大提高吸聲效果；采用組合不同單元大小或不同腔深的薄板結(jié)構(gòu)，可以提高吸聲頻帶。消聲技術(shù)消聲器：一種讓氣流通過(guò)又能有效的降低噪聲的設(shè)備或裝置。1）在消聲性能上的要求。要求具有較高的消聲值和較寬的消聲頻率，也就是說(shuō)要在所需要的消聲頻率范圍有足夠大的消聲量；2）空氣動(dòng)力性能上的要求。消聲器對(duì)氣流的阻力要小，安裝消聲器后所增加的阻力損失要控制在實(shí)際容許的范圍內(nèi)；3）機(jī)械結(jié)構(gòu)性能上的要求。消聲的體積要小，重量要輕，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于加工，安裝和維修;4）外形和裝飾上的要求。符合實(shí)際安裝空間的需要，美觀大方，表面裝飾與設(shè)備相協(xié)調(diào);5）價(jià)格費(fèi)用要求。價(jià)格便宜，使用壽命長(zhǎng)。評(píng)價(jià)消聲器性能的量插入損失（LIL）：就是指系統(tǒng)中插入消聲器前后在系統(tǒng)外某定點(diǎn)測(cè)得的聲壓級(jí)差。傳聲損失（LTL）：又稱透射損失，為消聲器進(jìn)口端入射聲功率級(jí)與出口端的聲功率級(jí)之差。通常情況下進(jìn)口端與出口端的通道截面相同，升壓沿截面近似均勻分布，這時(shí)傳聲損失等于進(jìn)口端與出口端聲壓級(jí)之差。減噪量（LNR）：在消聲器進(jìn)口端面測(cè)得的平均聲壓級(jí)與出口端面測(cè)得的平均聲壓級(jí)之差。在消聲器消聲水平相比較時(shí)有時(shí)用到。衰減量（LA）：消聲器內(nèi)部?jī)牲c(diǎn)間的聲壓級(jí)的差值稱為衰減量，主要用來(lái)描述消聲器內(nèi)聲傳播的特性，通常以消聲器單位長(zhǎng)度的衰減量（dB/m）來(lái)表示。傳聲損失和衰減量是屬于消聲器本身的特性，它受聲源與環(huán)境影響較?。ú话饬魉俣鹊挠绊懀?，而插入損失、減噪量不單是消聲器本身的特性，它還受到聲源端點(diǎn)反射以及測(cè)量環(huán)境的影響，因此，在給出消聲器消聲效果（消聲量）的同時(shí)，定要注明是采用何種方法，在何種環(huán)境下測(cè)得的。阻性消聲器：是一種吸收型消聲器，它是利用聲波在多孔吸聲材料中傳播時(shí)，因摩擦將聲能轉(zhuǎn)化為熱能而消聲。優(yōu)點(diǎn)：能在較寬的中高頻范圍內(nèi)消聲，特別是對(duì)于刺耳的高頻聲效果良好。缺點(diǎn)：在高溫、高速、水蒸氣、含塵、油霧以及對(duì)吸聲材料有腐蝕性的氣體中，使用壽命短，消聲效果差。阻性消聲器一般有管式、片式、蜂窩式、折板式和聲流式等幾種。材料的吸聲系數(shù)和氣流通道周長(zhǎng)與通道截面積之比越大，管道越長(zhǎng)，則傳聲損失越大。對(duì)同樣大小截面的管道，L／S比值以長(zhǎng)方形為最大，方形次之，圓形最小。為此，對(duì)截面較大的管道常在管道縱向插入幾片消聲片(片長(zhǎng)沿管軸)，將它分隔成多個(gè)通道以增加周長(zhǎng)和減小截面積，消聲量可明顯增加。消聲器的設(shè)計(jì)應(yīng)使氣流的流速不要過(guò)高，流速過(guò)高，不僅消聲器的聲學(xué)性能受到影響，而且空氣動(dòng)力性能也會(huì)變差。一般，對(duì)于空調(diào)消聲器，流速不超過(guò)10m/s；對(duì)于壓縮機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)消聲器，流速不超過(guò)20～30m/s；對(duì)內(nèi)燃機(jī)、鑿巖機(jī)消聲器，流速應(yīng)選在30～50m/s；對(duì)于大流量排氣放空消聲器，流速可選50～80m/s左右?？剐韵暺鳎阂揽抗艿澜孛娴耐蛔兓蚺越庸舱袂坏仍诼晜鞑ミ^(guò)程中引起阻抗改變而產(chǎn)生聲能的反射、干涉及共振吸聲來(lái)降低消聲器向外輻射的聲能，達(dá)到消聲的目的。阻性消聲器是利用能量轉(zhuǎn)換，而抗性是利用聲能轉(zhuǎn)移來(lái)降低消聲器出口處的聲能。優(yōu)點(diǎn)：具有良好的消除低頻噪聲的性能，而且能在高溫、高速、脈動(dòng)氣流下工作。缺點(diǎn)：消聲頻帶窄，對(duì)高頻聲效果較差。型式：擴(kuò)張室式、共振腔式、微穿孔板式。除微穿孔板式具有寬頻帶消聲特性，其余頻率選擇性較強(qiáng)，適用于窄帶和中低頻噪聲的控制。微穿孔板消聲器消聲原理：微穿孔板消聲器是在共振式吸聲結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的，其特點(diǎn)是不用任何多孔吸聲材料，而是在薄的金屬板上鉆許多微孔，實(shí)質(zhì)上是利用微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)制成的共振式消聲器。優(yōu)點(diǎn)：耐高溫、防潮、防火、防腐；對(duì)低頻消聲效果顯著；若采用穿孔率不同的雙層微孔板消聲器，使兩層共振頻率錯(cuò)開(kāi)，則可在很寬頻帶范圍內(nèi)獲得良好的消聲效果；若要求有同樣的消聲量，微孔板消聲器可比阻性消聲器體積大大縮小，阻力損失也比一般阻性消聲器小得多。缺點(diǎn)：工藝受限，微孔易堵塞。阻抗復(fù)合式消聲器消聲原理：把阻性與抗性兩種消聲原理通過(guò)適當(dāng)結(jié)構(gòu)復(fù)合起來(lái)而構(gòu)成的。型式：阻性－擴(kuò)張室復(fù)合型；阻性－共振腔復(fù)合型；阻性－擴(kuò)張室－共振腔復(fù)合型等。消聲的頻率特性：具有低、中、高頻消聲性能。隔聲技術(shù)原理：聲音在傳播過(guò)程中，部分聲能被屏障物反射回去，只有一部分可透過(guò)屏障物輻射到另一空間去，透射聲能僅是入射聲能的一部分，這種由屏障物引起的聲能降低的現(xiàn)象稱為隔聲。性能評(píng)價(jià)參數(shù)：

隔聲系數(shù)隔聲量單層密實(shí)均勻構(gòu)件隔聲頻率特性：雙層隔聲墻隔聲裝置隔聲罩：當(dāng)噪聲源較集中或只有個(gè)別噪聲源時(shí)，可將噪聲源封閉在一個(gè)小的隔聲空間內(nèi)，通常是一個(gè)兼顧隔聲、吸聲、消聲、阻尼、隔振等功能的綜合結(jié)構(gòu)體。隔聲間：隔聲屏：圖隔聲間6—吸氣管道（內(nèi)襯吸聲材料）7—隔振底座1—入口隔聲門2—隔聲墻3—照明器8—接頭的縫隙處理4—排氣管道（內(nèi)襯吸聲材料）和風(fēng)扇5—雙層窗9—內(nèi)部吸聲處理1.算圖法圖隔聲屏的衰減值計(jì)算圖

菲涅耳數(shù)N設(shè)點(diǎn)聲源S和接收點(diǎn)P之間有一隔聲屏，則其插入損失IL可用圖來(lái)?yè)Q算。

聲波繞射路徑差，m聲波波長(zhǎng)，m

菲涅耳數(shù)

IL設(shè)自由聲場(chǎng)中，無(wú)限長(zhǎng)、不透聲理想隔聲屏，則其插入損失為2.計(jì)算法由式可知隔聲屏的插入損失與路程差σ密切相關(guān)，σ愈大，IL愈大。故增高屏障，使之靠近聲源或接收點(diǎn)，即增加路程差時(shí)，可提高降噪效果。屏的插入損失與入射聲波長(zhǎng)有關(guān)，波長(zhǎng)愈長(zhǎng)，插入損失愈低。換言之，隔聲屏對(duì)高頻聲的降噪效果優(yōu)于低頻聲。討論隔聲屏主要是遮擋直達(dá)聲，用于室外防止直達(dá)聲時(shí)效果明顯。在混響明顯的房間中隔聲效果不明顯，必須配合吸聲措施，靠近聲源的壁面宜首先進(jìn)行妥善的吸聲處理。在隔聲屏朝向聲源一側(cè)也往往敷貼吸聲材料；在混響明顯的房間，可在屏的兩側(cè)都敷貼吸聲材料。防治交通噪聲的隔聲屏，若表面不加吸聲材料，噪聲則會(huì)在道路兩旁的隔聲屏間多次反射，形成聲廊，并向屏障外輻射，使隔聲屏失去應(yīng)有的降噪效果。隔振與阻尼傳振系數(shù)（力傳遞率）可知：1）欲得到好的隔振效果，必須設(shè)計(jì)較低的f0，并且只有當(dāng)f/f0＞21/2，才能獲得好的隔振效果；2）如果干擾頻率f比較低，或者因其他原因，只能做到f/f0＜21/2時(shí)，此時(shí)可采取增加阻尼來(lái)限制干擾力的放大作用。實(shí)際應(yīng)用舉例：拖拉機(jī)空負(fù)荷時(shí)要比有負(fù)荷時(shí)振動(dòng)大，是何原因？答：由于空負(fù)荷質(zhì)量小，則空負(fù)荷時(shí)固有頻率要比設(shè)計(jì)的固有頻率f0大，所以f/f0的值比設(shè)計(jì)值小，因此空負(fù)荷時(shí)傳振系數(shù)比設(shè)計(jì)值大，因此拖拉機(jī)空負(fù)荷時(shí)要比有負(fù)荷時(shí)振動(dòng)大。常見(jiàn)隔振材料的性能比較低噪聲路面輪胎與路面的接觸噪聲泵吸噪聲振動(dòng)噪聲

多孔性瀝青路面是開(kāi)發(fā)最早、鋪筑面積最廣、降噪效果顯著的一種低噪聲路面，與普通瀝青路面相比較，最大的區(qū)別就是高孔隙率（15%—20%，甚至更高）。多孔性低噪聲瀝青路面貫通孔隙的特性，輪胎花紋往復(fù)形變產(chǎn)生的“排—吸”氣體直接進(jìn)出路面，從而降低消除“泵系”的影響，同時(shí)多孔性路面具有良好的吸聲特性，又能減少機(jī)械類噪聲的影響。多孔性低噪聲瀝青路面降噪效果：

車速60km/h，降噪量6.8dB車速80km/h，降噪量8.7dB