機械振動與噪聲培訓課程

Chapter7

吸聲降噪7.1吸聲材料（結(jié)構(gòu)）7.2多孔吸聲材料7.3共振吸聲結(jié)構(gòu)7.4特殊吸聲結(jié)構(gòu)7.5吸聲降噪7.1吸聲材料（結(jié)構(gòu)）7.1.1吸聲材料（結(jié)構(gòu)）的分類7.1.2吸聲性能評價量7.1.3吸聲系數(shù)的測量7.1.1吸聲材料（結(jié)構(gòu)）的分類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)纖維材料顆粒材料泡沫材料薄板共振吸聲結(jié)構(gòu)薄膜共振吸聲結(jié)構(gòu)空間吸聲體吸聲尖劈穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)微穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)多孔吸聲材料應(yīng)用木絲吸音板教室會議室寫字樓劇院多孔吸聲材料應(yīng)用珍珠巖吸音板隧道高速公路多孔吸聲材料應(yīng)用玻璃纖維天花板布藝吸音板木質(zhì)吸音板音樂廳變電室學術(shù)報告廳7.1.2吸聲性能評價量1.吸聲系數(shù)2.平均吸聲系數(shù)和降噪系數(shù)3.吸聲量4.聲阻抗1.吸聲系數(shù)材料吸收的聲能與入射到材料上的總聲能的比值，與材料性能、聲波頻率以及入射方向有關(guān)。2.平均吸聲系數(shù)和降噪系數(shù)3.吸聲量表示方法：房間總吸聲量：4.聲阻抗反映材料對聲能阻抗性能的物理量（ρ0c）平均吸聲系數(shù)：7.1.3吸聲系數(shù)的測量(表7-2)測量方法用途特點國家標準駐波管法測量聲波垂直入射吸聲系數(shù)。用于不同材料吸聲性能對比；研究試件面積小，裝置簡單，測量結(jié)果精確GB/T18696.1-2004傳遞函數(shù)法測量聲波垂直入射吸聲系數(shù)方便快捷，可同時測量一定頻率范圍內(nèi)所有頻率處材料的復反射系數(shù)、法向聲阻抗率和吸聲系數(shù)GB/T18696.2-2002混響室法測量聲波無規(guī)入射吸聲系數(shù)。應(yīng)用于工程設(shè)計、吸聲降噪設(shè)計計算、材料吸聲性能等級評定等設(shè)備復雜，混響室體積大，試件面積大GB/T20247-20067.2多孔吸聲材料7.2.1吸聲材料構(gòu)造特性7.2.2吸聲機理7.2.3影響材料吸聲的因素7.2兆.1吸聲材嚴料構(gòu)造證特性材料的孔孝隙率要高爸，一般在這70%以默上，多數(shù)岸達到90袍%左右；孔隙應(yīng)該釘盡可能細啞小，且均月勻分布；微孔應(yīng)該瓣是相互貫逝通，而不攔是封閉的圍；微孔要向刊外敞開，使聲機波易于插進入微爸孔內(nèi)部。7.2.稈2吸聲機理7.2賀.3影響材把料吸聲設(shè)的因素a.材料的刷空氣流號阻b.材料的密盒度或孔隙磁率c.材料厚度匹的影響d.材料后姜空氣層爆的影響e.材料裝浪飾面的死影響f.溫度、濕術(shù)度的影響a.材料的空賓氣流阻（Rf）定義：竹在穩(wěn)定度氣流狀宴態(tài)下，廟吸聲材品料兩面錢的靜壓續(xù)強差與氣喊流線速液度之比宅。比流阻：推指單位厚蒜度材料的乞流阻。過高空氣穿透夏力降低過低因摩擦抖力、粘簽滯力引婦起的聲唇能損耗惹降低吸聲性拍能下降b.材料的烈孔隙率告和密度孔隙率：材料中治的空氣昂體積與茄材料的總役體積的崇比值?？紫洞笄⑿『徒Y(jié)樸構(gòu)超細玻璃嚷棉的最佳觸密度范圍為15～25k枯g/m3吸聲系數(shù)α5cm厚超細玻璃棉的密度變化對吸聲系數(shù)的影響頻率/Hz巖棉的最去佳密度范抄圍為150～200k薄g/m3c.材料厚林度的影慈響d.材料后密空氣層圈的影響e.材料護面凈層的影響作用：保護吸聲哨材料，防潔止污染環(huán)藍境。種類：護面網(wǎng)曉罩、纖額維布、喬塑料薄渡膜和穿塞孔板等窗。要求：要有良好絨的通氣性吧。f.溫度、濕桶度的影響主要種類常用材料實例使用情況纖維材料有機纖維材料動物纖維：毛氈價格昂貴，使用較少。植物纖維：麻絨、海草、椰子絲防火、防潮性能差，原料來源廣，便宜。無機纖維材料玻璃纖維：中粗棉、超細棉、玻璃棉氈吸聲性能好，保溫隔熱，耐潮，但松散纖維易污染環(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的消聲裝置。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)使用前需實測其他吸聲型泡沫玻璃強度高、防水、不燃、耐腐蝕加氣混凝土微孔不貫通，使用少常用多孔骨吸聲材料么的使用情把況常用吸綿聲材料蛙的吸聲波系數(shù)材料厚度

cm各種頻率(Hz)下的吸聲系數(shù)裝置情況1252505001000200040001、無機材料

吸聲磚

石膏板（花紋）

水泥蛭石板

石膏砂漿

水泥珍珠巖板

水泥砂漿

磚（清水墻面）

6.5

－

4.0

2.2

5

1.7

0.05

0.03

-

0.24

0.16

0.21

0.02

0.07

0.05

0.14

0.12

0.46

0.16

0.03

0.10

0.06

0.46

0.09

0.64

0.25

0.03

0.12

0.09

0.78

0.30

0.48

0.40

0.04

0.16

0.04

0.50

0.32

0.56

0.42

0.05

-

0.06

0.60

0.83

0.56

0.48

0.05

貼實

貼實

墻面粉刷

2、木質(zhì)材料

軟木板

木絲板

三夾板

穿孔五夾板

木絲板

木質(zhì)纖維斑

2.5

3.0

0.3

0.5

0.8

1.1

0.05

0.10

0.21

0.01

0.03

0.06

0.11

0.36

0.73

0.25

0.02

0.15

0.25

0.62

0.21

0.55

0.03

0.28

0.63

0.53

0.19

0.30

0.03

0.30

0.70

0.71

0.08

0.16

0.04

0.33

0.70

0.90

0.12

0.19

-

0.31

釘

在

龍

骨

上

貼實

后留10cm空氣層

后留5cm空氣層

后留5～15cm空氣層

后留5cm空氣層

后留5cm空氣層3、泡沫材料

泡沫玻璃

脲醛泡沫塑料

泡沫水泥

吸聲蜂窩板

泡沫塑料

4.4

5.0

2.0

-

1.0

0.11

0.22

0.18

0.27

0.03

0.32

0.29

0.05

0.12

0.06

0.52

0.40

0.22

0.42

0.12

0.44

0.68

0.48

0.86

0.41

0.52

0.95

0.22

0.48

0.85

0.33

0.94

0.32

0.30

0.67

貼實

貼實

緊靠基層粉刷4、纖維材料

礦棉板

玻璃棉

酚醛玻璃纖維板

工業(yè)毛氈

3.13

5.0

8.0

3.0

0.10

0.06

0.25

0.10

0.21

0.08

0.55

0.28

0.60

0.18

0.80

0.55

0.95

0.44

0.92

0.60

0.85

0.72

0.98

0.60

0.72

0.82

0.95

0.56

貼實

貼實

貼實

緊靠墻面粉刷

7.3共振吸聲褲結(jié)構(gòu)1.薄板共課振吸聲戴結(jié)構(gòu)2.薄膜共振巾吸聲結(jié)構(gòu)3.穿孔板共扇振吸聲結(jié)賤構(gòu)4.微穿孔板荷共振吸聲科結(jié)構(gòu)1.薄板吸歲聲結(jié)構(gòu)系統(tǒng)共振訂頻率：薄板厚慌度：3-6億mm空氣層厚煎度：3-1早0cm吸聲頻號帶：80-3革00Hz吸聲系防數(shù)：0.2-敏0.5薄板共振吸聲結(jié)構(gòu)吸聲原理2.薄膜吸弓聲結(jié)構(gòu)系統(tǒng)共振但頻率：空氣層膜狀材壓料吸聲頻帶預(yù)：200-猜1000蒙Hz，吸聲系數(shù)驢：0.3～0.43.穿孔板熱吸聲結(jié)鞏構(gòu)單孔時瘋系統(tǒng)共怠振頻率唉：多孔時系輕統(tǒng)共振頻應(yīng)率：吸聲頻居帶：低漫中頻噪扎聲吸聲系數(shù)態(tài)：0.4-餡0.7薄板厚亮度：2-5m手m孔徑：2-4關(guān)mm穿孔率膏：1%-1拐0%空腔深：10～25c轎m吸聲帶寬靈：tdVα=αmax/2幾十HZ—200～300HZ1.空腔深冰度2.填充多孔中吸聲材料3.不同穿孔脹率、空腔殖深度的穿少孔板共振吸版聲結(jié)構(gòu)進僵行組合例題1在3mm厚的金衣屬板上掛鉆直徑睜為5mm的孔，板叉后空腔深20cm，欲吸收委頻率為200H冬z的噪聲，持試求三角滴排列的孔桑中心距。由可得P=2罰%由可得B=3偉4mm例題2穿孔板廁厚4mm，孔徑8mm，穿孔按奔正方形排牙列，孔距20mm，穿孔板呆后留有10c晶m深的空根腔，試謎求穿孔典率和共外振頻率溉。例題3某車間內(nèi)嶄，設(shè)備噪閉聲的頻率廟特性在500狼Hz附近出現(xiàn)號一峰值，李現(xiàn)使用4mm厚的三夾瓶板制成穿吹孔板共振均吸聲結(jié)構(gòu)暮，空腔深晶度允許有10c吹m，試設(shè)夕計結(jié)構(gòu)偽的其他吹參數(shù)。設(shè)計孔條徑d=3m帽m根據(jù)可得P=5.還4%根據(jù)可得4.微穿孔臨板吸聲匪結(jié)構(gòu)特點：吸聲頻付帶較寬靠；可用于高贊溫、潮濕賄、腐蝕性氧氣體或高辦速氣流等南其它材料鏈及結(jié)構(gòu)不獄適合的環(huán)體境中；結(jié)構(gòu)簡梅單，吸產(chǎn)聲結(jié)構(gòu)圈的理論書計算與握實測值丟接近。微穿孔染板結(jié)構(gòu)頭：板厚<1.0妹mm;穿孔率1%～5%;孔徑<1.穴0mm黎;空氣層5～20c撈m7.4特殊吸聲羞結(jié)構(gòu)7.4枕.1空間吸聲粥體7.4.伸2吸聲尖叔劈7.4.到1空間吸區(qū)聲體特點：懸空懸掛猾，吸聲性肢能好，節(jié)丹約吸聲材陪料；便于安裝黑，裝拆靈丑活。7.4材.2吸聲尖泡劈7.4.靈2吸聲尖劈7.5室內(nèi)聲幸場和吸初聲降噪7.5禽.1室內(nèi)聲閘場7.5.鉗2吸聲降濱噪7.5輪.3吸聲降噪截的設(shè)計原俗則和程序擴散聲鑰場：房間內(nèi)聲虧能密度處唐處相同，蠶而且在任南一受聲點售上，聲波從各個腫方向傳勢來的概軌率相等步，相位筐無規(guī)，韻這樣的東聲場叫擴散聲場。室內(nèi)聲款場直達聲場混響聲厘場7.5舊.1.室內(nèi)聲瘋場距點聲源r處的聲強委為距點聲何源r處的聲霸能密度模及聲壓挑為：a.直達聲桂場自由程：育聲波每相仔鄰兩次反失射所經(jīng)過扯的路程稱紐奉作自由程味。平均自仍由程：架許多次根反射之掌間聲波遷傳播距聚離的平獲均值。聲波傳播一個自由程所需的時間為：單位時間內(nèi)平均反射次數(shù)為：b.混響聲場單位時間內(nèi)壁面吸收的聲能為：單位時魂間聲源志向室內(nèi)撓貢獻的吊混響聲保為：單位時間內(nèi)壁面吸收的聲能為：穩(wěn)態(tài)時：設(shè)：混響聲場中的聲壓為：相應(yīng)聲滑壓級為揉：c.總聲場混響半嗚徑直達聲與宇混響聲聲成能相等時跑的距離稱罰為臨界距胞離（半徑?。θ=1時的臨界凡距離稱為拐混響半徑共。意義：當受聲點在與聲源的臭距離小于弓臨界半徑區(qū)時，吸聲脆處理的降施噪效果不大偶；當受聲斤點與聲源評的距離大蓋于臨界半帝徑時，吸何聲處理才就有明顯檔的效果謙?；祉憰r間計算公式適用場合C.F.Eyring公式用于小空間房間（視聽室、演播室）Sabine公式（1）適用于吸聲量不大的房間（α<0.2）；（2）用于近似計算Eyring-Millington公式用于大空間廳堂（如音樂廳、禮堂、體育館、影劇院）（α<0.2）4.室內(nèi)聲掩衰減和鐮混響時錫間在擴散贈聲場中吹，聲源庭停止發(fā)蹈聲后聲衛(wèi)壓級下拐降60dB所需時甚間，反雄映室內(nèi)尺聲能量魚衰減的辱快慢程肅度房間類型T60（s）音樂廳1.5～2.1歌劇院1.2～1.6多功能廳1.2～1.5話劇院、會堂0.9～1.3普通電影院1.0～1.2立體聲電影院0.65～0.9體育館（多功能）<2.0音樂錄音室1.2～1.6房間類型T60（s）強吸聲錄音室0.4～0.6電視演播室語言0.5～0.7電視演播室音樂0.6～1.0電影同期錄音棚0.4～0.8語言錄音室、電話會議室0.3～0.4琴室0.4～0.6教室、講演室0.8～1.0視聽教室語言0.4～0.8視聽教室音樂0.6～1.0混響時虜間推薦奮值（500奪Hz與100呈0Hz平均值）7.5.丈2吸聲降閣噪設(shè)R1、R2分別為辰室內(nèi)設(shè)熱置吸聲腳裝置前好后的房磁間常數(shù)臨，則距聲源r處相應(yīng)繪的聲壓儉級分別栽為:當受聲點稻離聲源較僵近時，降膛噪量很小盲。當受聲狐點離聲背源較遠工時（混衛(wèi)響半徑從以外）瘡，降噪質(zhì)量可簡動化為：如果房間內(nèi)恐吸聲系籮數(shù)較小兔，上式芝可簡化派為：由于：α2/α1或T1/T21234568102040降噪量（dB）0356789101316吸聲計進算常用孟公式7.5有.3吸聲降噪賤的設(shè)計原提則和程序總原則碗：應(yīng)先對聲蛛源進行隔矩聲、消聲孤等處理，湊當噪聲源愛不宜采用何隔聲措施引，或采用叛了隔聲手土段后仍不能達到噪欺聲的標準狗時，可采用吸聲處吹理來作為輔堵助手段?；驹貏t：1.房間的平疫均吸聲系懲數(shù)很小時肥，吸聲降暖噪才有較炮好效果；2.根據(jù)噪聲美的頻率特弄性選擇吸索聲材料或犬結(jié)構(gòu)，多冒孔吸聲材肌料對中高尊頻噪聲具怨有較好的兩降噪效果，共錢振吸聲尾結(jié)構(gòu)對湊于中低享頻具有襲較好的網(wǎng)降噪效搭果；3.車獲間面積務(wù)較大時留．宜采刃用空間廈吸聲體源，平頂疫吸聲處檢理；4.聲點源集中散在局部注區(qū)域時蓄，宜采犁用局部華吸聲處接理，并耀同時設(shè)敲置隔聲聽屏障；5.噪米聲源比坐較多而舞且較分釘散的生逢產(chǎn)車間悅宜作吸真聲處理；6.選擇吸塞聲材料挪時，要百充分考時慮防潮熔、防火潔、防塵廉、耐腐嬸蝕等方獸面的要尾求，安翅裝時應(yīng)御考慮采光、通男風、照池明及裝禁飾等方尿面的功自能要求興。吸聲降每噪設(shè)計拆程序?qū)崪y或預(yù)段測房間內(nèi)皮的噪聲級領(lǐng)和頻譜特帝性確定房間的吸聲降噪量確定各頻帶所需的吸聲降噪量測量或估算房間內(nèi)原房間常數(shù)或平均吸聲系數(shù)，求出處理后應(yīng)有的房間常數(shù)或平均吸聲系數(shù)選定吸聲材料或吸聲結(jié)構(gòu)確定吸聲降噪處理的面積和安裝方式計算實碗例某房間尺裁寸為14m×膽10m×糕3m，內(nèi)裝怕有一鼓允風機，看位于10m樓×3m墻壁的梁中心部位，測街得房間鮮在各個常倍頻程構(gòu)中心頻識率處的綠平均吸趁聲系數(shù)惜列于下映表中。芝要求距該鼓風剛機7m處符合NR-5福0曲線，承試對房饅間的內(nèi)攪壁進行手吸聲處籃理。倍頻程中心頻率/Hz說明125250500100020004000距空調(diào)7m處倍頻帶聲壓級/dB606263595754處理前房間混響時間/s2.62.42.01.81.61.2處理前房間平均吸聲系數(shù)0.060.070.080.090.10.13次序項目倍頻程中心頻率/Hz1252505001000200040001距噪聲源7m處倍頻程聲壓級/dB6062635957542噪聲允許值/dBNR-506758545047453需要減噪量△LP04991094處理前房間混響時間/s2.62.42.01.81.61.25處理前平均吸聲系數(shù)α10.060.070.080.090.10.136所需平均吸聲系數(shù)α20.060.160.41