噪聲控制技術吸聲課件

第二章噪聲污染及其控制第一節(jié)概述第二節(jié)聲學基礎第三節(jié)噪聲的評價和標準第四節(jié)噪聲控制技術——吸聲第五節(jié)噪聲控制技術——隔聲第六節(jié)噪聲控制技術——消聲第七節(jié)有源噪聲控制簡介

1第二章噪聲污染及其控制第一節(jié)概述1第二章噪聲污染及其控制第四節(jié)噪聲控制技術——吸聲吸聲降噪是控制室內噪聲常用的技術措施。通過吸聲材料和吸聲結構來降低噪聲的技術稱為吸聲。一般情況下，吸聲控制能使室內噪聲降低約3～5dB（A），使噪聲嚴重的車間降噪6～10dB（A）。

2第二章噪聲污染及其控制第四節(jié)噪聲控制技術——吸聲吸聲第二章噪聲污染及其控制第四節(jié)噪聲控制技術——吸聲吸聲材料一室內吸聲降噪三

吸聲結構二3第二章噪聲污染及其控制第四節(jié)噪聲控制技術——吸聲吸聲吸聲材料一(一)吸聲系數(shù)(二)吸聲量(二)多孔吸聲材料4吸聲材料一(一)吸聲系數(shù)(二)吸聲量(二)吸聲材料：能吸收消耗一定聲能的材料。吸聲系數(shù)：材料吸收的聲能（）與入射到材料上的總聲能()之比，即(2-107)(一)吸聲系數(shù)【討論】：表示材料吸聲能力的大小，值在0～1之間，值愈大，材料的吸聲性能愈好；＝0，聲波完全反射，材料不吸聲；＝1，聲能全部被吸收。5吸聲材料：能吸收消耗一定聲能的材料。(一)吸聲系數(shù)【

吸聲系數(shù)的影響因素

材料的結構使用條件聲波頻率吸聲系數(shù)影響因素25341材料的性質聲波入射角度6吸聲系數(shù)的影響因素材料的結構使用條件聲波頻率吸聲系數(shù)25【聲波頻率】同種吸聲材料對不同頻率的聲波具有不同的吸聲系數(shù)。平均吸聲系數(shù)：工程中通常采用125Hz、250Hz、500Hz、1000Hz、2000Hz、4000Hz六個頻率的吸聲系數(shù)的算術平均值表示某種材料的平均吸聲系數(shù)。通常，吸聲材料在0.2以上，理想吸聲材料在0.5以上。7【聲波頻率】7【入射吸聲系數(shù)】工程設計中常用的吸聲系數(shù)有

混響室法吸聲系數(shù)(無規(guī)入射吸聲系數(shù))

駐波管法吸聲系數(shù)(垂直入射吸聲系數(shù))

應用：測量材料的垂直入射吸聲系數(shù)，按表2-11，將換算為無規(guī)入射吸聲系數(shù)。0.10.20.30.40.50.60.70.80.90.250.400.500.600.750.850.900.981表2-11與的換算關系8【入射吸聲系數(shù)】工程設計中常用的吸聲系數(shù)有0.10.20.3混響室9混響室9在混響室中，使不同頻率的聲波以相等幾率從各個角度入射到材料表面，測得的吸聲系數(shù)。測試較復雜，對儀器設備要求高，且數(shù)值往往偏差較大，但比較接近實際情況。在吸聲減噪設計中采用。

混響室法吸聲系數(shù)(無規(guī)入射吸聲系數(shù))10在混響室中，使不同頻率的聲波以相等幾率從各個角度入射到材料表混響室壁面結構11混響室壁面結構11駐波管法簡便、精確，但與一般實際聲場不符。用于測試材料的聲學性質和鑒定。設計消聲器。

駐波管法吸聲系數(shù)(垂直入射吸聲系數(shù))12駐波管法簡便、精確，但與一般實際聲場不符。駐波管法吸聲系數(shù)(1313吸聲材料一(一)吸聲系數(shù)(二)吸聲量(二)多孔吸聲材料14吸聲材料一(一)吸聲系數(shù)(二)吸聲量(二)

定義：吸聲系數(shù)與吸聲面積的乘積

(2-108)

式中：——吸聲量，m2；——某頻率聲波的吸聲系數(shù)；——吸聲面積，m2。(二)吸聲量（等效吸聲面積）【注】工程上通常采用吸聲量評價吸聲材料的實際吸聲效果。15定義：吸聲系數(shù)與吸聲面積的乘積(二)吸聲量（等效吸聲面總吸聲量：若組成室內各壁面的材料不同，則壁面在某頻率下的總吸聲量為(2-109)

式中：——第種材料組成的壁面的吸聲量，m2；——第種材料組成的壁面的面積，m2；——第種材料在某頻率下的吸聲系數(shù)。(二)吸聲量（等效吸聲面積）16總吸聲量：若組成室內各壁面的材料不同，則壁面在某頻率下的總吸吸聲材料一(一)吸聲系數(shù)(二)吸聲量(三)多孔吸聲材料17吸聲材料一(一)吸聲系數(shù)(二)吸聲量(三)四大類主要的吸聲材料：①無機纖維材料②有機纖維材料③泡沫材料④吸聲建筑材料18四大類主要的吸聲材料：18玻璃棉板玻璃棉管殼①無機纖維材料例如，玻璃棉、巖棉及其制品19玻璃棉板玻璃棉管2020②有機纖維材料例如，棉麻植物纖維及其木質纖維制品（軟質纖維板、木絲板等）軟質纖維板木絲板21②有機纖維材料軟質纖維板木絲板的工程實例頻率10012516020025031540050063080010001250160020002500315040005000系數(shù)0.080.080.110.190.260.260.380.530.640.680.680.560.490.450.530.680.680.83外型尺寸：

600×600mm、600×1200mm、1200×2400mm厚度：15/20/25mm

吸聲系數(shù)測試：(后空50mm)22木絲板的工程實例頻率10012516020025031540③泡沫材料例如，泡沫塑料和泡沫玻璃、泡沫混凝土等泡沫塑料23③泡沫材料泡沫塑料23泡沫混凝土24泡沫混凝土24④吸聲建筑材料例如，膨脹珍珠巖、微孔吸聲磚等膨脹珍珠巖25④吸聲建筑材料膨脹珍珠巖251吸聲原理

聲波入射到多孔吸聲材料的表面時，部分聲波被反射，部分聲波透入材料內部微孔內，激發(fā)孔內空氣與筋絡發(fā)生振動，空氣與筋絡之間的摩擦阻力使聲能不斷轉化為熱能而消耗；空氣與筋絡之間的熱交換也消耗部分聲能，從而達到吸聲的目的。

261吸聲原理聲波入射到多孔吸聲材料的表面時，部分聲波被反多孔吸聲材料多孔吸聲材料是目前應用最廣泛的吸聲材料。最初的多孔吸聲材料以麻、棉、棕絲、毛發(fā)、甘蔗渣等天然動植物纖維為主；目前則以玻璃棉、礦渣棉等無機纖維為主。吸聲材料可以是松散的，也可以加工成棉絮狀或黏結成氈狀或板狀。

27多孔吸聲材料多孔吸聲材料是目前應用最廣泛的吸聲材料。27超細玻璃棉離心玻璃棉板、管28超細玻璃棉離心玻璃棉板、管28吸音玻璃棉29吸音玻璃棉29←超細玻璃棉超細玻璃棉氈

→30←超細玻璃棉超細玻璃棉氈→30空調風管

31空調風管312.吸聲特性及影響因素

特性:高頻聲吸收效果好，低頻聲吸收效果差。原因：低頻聲波激發(fā)微孔內空氣與筋絡的相對運動少，摩擦損小，因而聲能損失少，而高頻聲容易使振動加快，從而消耗聲能較多。所以多孔吸收材料常用于高、中頻噪聲的吸收。

322.吸聲特性及影響因素特性:高頻聲吸收效果好，低頻聲吸收

吸聲性能的影響因素

厚度吸聲性能影響因素25341孔隙率與密度空腔使用環(huán)境護面層33吸聲性能的影響因素厚度吸聲性能25341

厚度對吸聲性能的影響

圖2-15不同厚度的超細玻璃棉的吸聲系數(shù)理論證明，若吸聲材料層背后為剛性壁面，最佳吸聲頻率出現(xiàn)在材料的厚度等于該頻率聲波波長的1/4處。使用中，考慮經(jīng)濟及制作的方便，對于中、高頻噪聲，一般可采用2～5cm厚的成形吸聲板；對低頻吸聲要求較高時，則采用厚度為5～10cm的吸聲板。同種材料，厚度增加一倍，吸聲最佳頻率向低頻方向近似移動一個倍頻程

由實驗測試可知：厚度越大，低頻時吸聲系數(shù)越大；＞2000Hz，吸聲系數(shù)與材料厚度無關；增加厚度，可提高低頻聲的吸收效果，對高頻聲效果不大。341厚度對吸聲性能的影響圖2-15不同厚度的超細玻璃孔隙率：材料內部的孔洞體積占材料總體積的百分比。一般多孔吸聲材料的孔隙率＞50%?？紫堵试龃螅芏葴p小，反之密度增大。一種多孔吸聲材料對應存在一個最佳吸聲性能的密度范圍。2孔隙率與密度【討論】密度太大或太小都會影響材料的吸聲性能。若厚度不變，增大多孔吸聲材料密度，可提高低、中頻的吸聲系數(shù)，但比增大厚度所引起的變化小，且高頻吸收會有所下降。

35孔隙率：材料內部的孔洞體積占材料總體積的百分比。2孔隙率與密空腔：材料層與剛性壁之間一定距離的空氣層；吸聲系數(shù)隨腔深D（空氣層）增加而增加；空腔結構節(jié)省材料，比單純增加材料厚度更經(jīng)濟。3空腔對吸聲性能的影響

圖2-16背后空氣層厚度對吸聲性能的影響

0.636空腔：材料層與剛性壁之間一定距離的空氣層；3空腔對吸聲性能的多孔材料的吸聲系數(shù)隨空氣層厚度的增加而增加，但增加到一定厚度后，效果不再繼續(xù)明顯增加。當腔深D近似等于入射聲波的1/4波長時，吸聲系數(shù)最大。當腔深為1/2波長或其整倍數(shù)時，吸聲系數(shù)最小。一般推薦取腔深為5～10cm。天花板上的腔深可視實際需要及空間大小選取較大的距離。3空腔對吸聲性能的影響

37多孔材料的吸聲系數(shù)隨空氣層厚度的增加而增加，但增加到一定厚度實際使用中，為便于固定和美觀，往往要對疏松材質的多孔材料作護面處理。護面層的要求：良好的透氣性。微穿孔護面板穿孔率應大于20%，否則會影響高頻吸聲效果。透氣性較好的紡織品對吸聲特性幾乎沒有影響。對成型多孔材料板表面粉飾時，應采用水質涂料噴涂，不宜用油漆涂刷，以防止涂料封閉孔隙。4護面層對吸聲性能的影響

38實際使用中，為便于固定和美觀，往往要對疏松材質的多孔材料作護有護面的多孔材料吸聲結構39有護面的多孔材料吸聲結構39溫度濕度氣流

5

使用環(huán)境對吸聲性能的影響

溫度引起聲速、波長及空氣黏滯性變化，影響材料吸聲性能。溫度升高，吸聲性能向高頻方向移動；溫度降低則向低頻方向移動。

通風管道和消聲器內氣流易吹散多孔材料，吸聲效果下降。飛散的材料會堵塞管道，損壞風機葉片。應根據(jù)氣流速度大小選擇一層或多層不同的護面層?？諝鉂穸纫鸲嗫撞牧虾首兓?。濕度增大，孔隙吸水量增加，堵塞細孔，吸聲系數(shù)下降，先從高頻開始。濕度較大環(huán)境應選用耐潮吸聲材料。

40溫度濕度氣流5使用環(huán)境對吸聲性能的影響溫度引起聲速第二章噪聲污染及其控制第四節(jié)噪聲控制技術——吸聲吸聲材料一室內吸聲降噪三

吸聲結構二41第二章噪聲污染及其控制第四節(jié)噪聲控制技術——吸聲吸聲吸聲處理中常采用吸聲結構。

吸聲結構二(一)薄板共振吸聲結構

(二)穿孔板共振吸聲結構

(三)微穿孔板吸聲結構

吸聲結構機理：亥姆霍茲共振吸聲原理常用的吸聲結構42吸聲處理中常采用吸聲結構。吸聲結構二(一)薄板共振吸圖2-17薄板共振吸聲結構示意圖(一)薄板共振吸聲結構

空氣層龍骨龍骨3—阻尼材料4—薄板1－剛性壁面機理：聲波入射引起薄板振動，薄板振動克服自身阻尼和板-框架間的摩擦力，使部分聲能轉化為熱能而耗損。當入射聲波的頻率與振動系統(tǒng)的固有頻率相同時，發(fā)生共振，薄板彎曲變形最大，振動最劇烈，聲能消耗最多。結構入射聲波薄金屬板、膠合板、硬質纖維板、石膏板等43圖2-17薄板共振吸聲結構示意圖(一)薄板共振吸聲結薄板共振吸聲結構的共振頻率式中：——板的面密度，kg／m2，，其中m為板密度，kg/m3，t為板厚,m；——板后空氣層厚度，㎝。【討論】

增大或增加，共振頻率下降。通常取薄板厚度3～6mm，空氣層厚度3～10mm，共振頻率多在80～300Hz之間，故一般用于低頻吸聲。吸聲頻率范圍窄，吸聲系數(shù)不高，約為0.2～0.5。(2-110)44薄板共振吸聲結構的共振頻率【討論】(2-110)44空氣層龍骨龍骨3—阻尼材料4—薄板1－剛性壁面改善薄板共振吸聲性能的措施：在薄板結構邊緣（板-龍骨交接處）放置能增加結構阻尼的軟材料，如泡沫塑料條、軟橡皮、海綿條、毛氈等，增大吸聲系數(shù)。在空腔中，沿框架四周放置多孔吸聲材料，如礦棉、玻璃棉等。采用組合不同單元或不同腔深的薄板結構，或直接采用木絲板、草紙板等可吸收中、高頻聲的板材，拓寬吸聲頻帶。45空氣層龍骨龍骨3—阻尼材料4—薄板1－剛性壁面改善薄板共振吸吸聲處理中常采用吸聲結構。吸聲結構機理：亥姆霍茲共振吸聲原理。常用的吸聲結構

吸聲結構二(一)薄板共振吸聲結構

(二)穿孔板共振吸聲結構

(三)微穿孔板吸聲結構

46吸聲處理中常采用吸聲結構。吸聲結構二(一)薄板共振吸分類：按薄板穿孔數(shù)分為單腔共振吸聲結構多孔穿孔板共振吸聲結構材料：輕質薄合金板、膠合板、塑料板、石膏板等。

(二)穿孔板共振吸聲結構

特征：穿孔薄板與剛性壁面之間留一定深度的空腔所組成的吸聲結構。47分類：按薄板穿孔數(shù)分為(二)穿孔板共振吸聲結構4848又稱“亥姆霍茲”共振吸聲器或單腔共振吸聲器入射聲波≈結構：1.單腔共振吸聲結構封閉空腔壁上開一個小孔與外部空氣相通；腔體中空氣具有彈性，相當于彈簧；孔頸中空氣柱具有一定質量，相當于質量塊。圖2-18單腔共振吸聲結構示意圖

原理：入射聲波激發(fā)孔頸中空氣柱往復運動，與頸壁摩擦，部分聲能轉化為熱能而耗損，達到吸聲目的。當入射聲波的頻率與共振器的固有頻率相同時，發(fā)生共振，空氣柱運動加劇，振幅和振速達最大，阻尼也最大，消耗聲能最多，吸聲性能最好。

49又稱“亥姆霍茲”共振吸聲器或單腔共振吸聲器入射聲波≈結構：1單腔共振體的共振頻率式中——聲波速度，m/s；——小孔截面積，m2；——空腔體積，m3；——小孔有效頸長，m，若小孔為圓形則有式中——頸的實際長度(即板厚度)，m；——頸口的直徑，m?？涨粌缺谫N多孔材料時，有(2-121)【討論】單腔共振吸聲結構使用很少，是其他穿孔板共振吸聲結構的基礎。改變孔頸尺寸或空腔體積，可得不同共振頻率的共振器，而與小孔和空腔的形狀無關。50單腔共振體的共振頻率(2-121)【討論】單腔共振吸聲結構使簡稱穿孔板共振吸聲結構。結構：薄板上按一定排列鉆很多小孔或狹縫，將穿孔板固定在框架上，框架安裝在剛性壁上，板后留有一定厚度的空氣層。實際是由多個單腔（孔）共振器并聯(lián)而成。圖2-19穿孔板共振吸聲結構小孔或狹縫空氣層剛性壁框架2.多孔穿孔板共振吸聲結構51簡稱穿孔板共振吸聲結構。圖2-19穿孔板共振吸聲結構小孔5252復合穿孔吸聲板53復合穿孔吸聲板53

阻燃輕質吸聲材料礦棉吸聲板

穿孔鋁合金板穿孔FC板5454多孔穿孔板共振吸聲結構的共振頻率式中：——聲波速度，m/s；——小孔截面積，m2；——每一共振單元所分占薄板的面積，m2；——空腔深度，m；——小孔有效頸長，m；——穿孔率，=/。(2-112)55多孔穿孔板共振吸聲結構的共振頻率(2-112)55穿孔率正方形排列：

三角形排列：

平行狹縫：

以上各式中，為孔間距，為孔徑。56穿孔率56穿孔板共振吸聲結構的吸聲特性

①背后空氣層內填50mm厚玻璃棉吸聲材料

②背后空氣層內填25mm厚玻璃棉吸聲材料

③背后空氣層厚50mm，不填吸聲材料

④背后空氣層厚25mm，不填吸聲材料57穿孔板共振吸聲結構的吸聲特性

①背后

平面穿孔型吸音板--該吸音板不僅吸聲、隔聲效果好，防水、防塵，防火，還具有優(yōu)異的耐候、耐久性能，保證使用年限?？筛鶕?jù)用戶要求制造各種顏色、規(guī)格尺寸的吸音板，充分滿足用戶要求。58平面穿孔型吸音板--該吸音板不僅吸聲、隔聲效果好，防水【討論】穿孔面積越大，吸聲的頻率越高；空腔越深或板越厚，吸聲的頻率越低。工程設計中，穿孔率控制為1%～10%，最高不超過20%，否則穿孔板就只起護面作用，吸聲性能變差。一般板厚2～13mm，孔徑為2～10mm，孔間距為10～100mm，板后空氣層厚度為6～100mm時，則共振頻率為100～400Hz，吸聲系數(shù)為0.2～0.5。當產(chǎn)生共振時，吸聲系數(shù)可達0.7以上。59【討論】59吸聲帶寬：設在共振頻率處的最大吸聲系數(shù)為，則在左右能保持吸聲系數(shù)為/2的頻帶寬度。穿孔板吸聲結構的吸聲帶寬較窄，通常僅幾十赫茲到200、300Hz。吸聲系數(shù)＞0.5的頻帶寬度可按式估算（2-113）式中：——共振頻率，Hz；——共振頻率對應的波長，cm；——空腔深度，m?！居懻摗坑墒剑?-113）知，多孔穿孔板共振吸聲結構的吸聲帶寬和腔深有很大關系（正比），而腔深又影響共振頻率的大小（反比），故需合理選擇腔深。

60吸聲帶寬：設在共振頻率處的最大吸聲系數(shù)為，則在左右改善多孔穿孔板共振吸聲性能的措施：為增大吸聲系數(shù)與提高吸聲帶寬，可采取的辦法：①組合幾種不同尺寸的共振吸聲結構，分別吸收一小段頻帶，使總的吸聲頻帶變寬；②在穿孔板后面的空腔中填放一層多孔吸聲材料，材料距板的距離視空腔深度而定；③穿孔板孔徑取偏小值，以提高孔內阻尼；④采用不同穿孔率、不同腔深的多層穿孔板結構，以改善頻譜特性；⑤在穿孔板后蒙一薄層玻璃絲布等透聲紡織品，以增加孔頸摩擦。61改善多孔穿孔板共振吸聲性能的措施：為增大吸聲系數(shù)與吸聲處理中常采用吸聲結構。吸聲結構機理：亥姆霍茲共振吸聲原理。介紹常用的吸聲結構

吸聲結構二(一)薄板共振吸聲結構

(二)穿孔板共振吸聲結構

(三)微穿孔板吸聲結構

62吸聲處理中常采用吸聲結構。吸聲結構二(一)薄板共振吸結構特征：厚度＜1.0mm的金屬薄板上穿孔，孔徑小于1mm、穿孔率1%～5%，安裝方法同薄板共振吸聲結構,后部留有一定厚度的空氣層，起到共振薄板的作用?？諝鈱觾炔惶钊魏挝暡牧稀３Ｓ玫氖菃螌踊螂p層微穿孔板。

(三)微穿孔板吸聲結構

薄板常用鋁板或鋼板制作，因板特別薄、孔特別小，為與一般穿孔板共振吸聲結構相區(qū)別，故稱為微穿孔板吸聲結構。

圖2-20單層、雙層微穿孔板吸聲結構示意圖

20世紀60年代我國著名聲學專家馬大猷教授研制。63結構特征：厚度＜1.0mm的金屬薄板上穿孔，孔徑小于1mm、馬大猷，1936年畢業(yè)于北京大學。1940年，獲得哈佛大學博士學位，成為該校歷史上第一個用兩年時間就獲得博士學位的人。8月到了昆明，在西南聯(lián)合大學電機系任副教授。1942升教授，是當時該校最年輕的兩名教授之一。中國科學院聲學研究所研究員。中國科學院院士。國際著名聲學家。我國現(xiàn)代聲學事業(yè)的開創(chuàng)者和奠基者。主要從事物理聲學建筑聲學的研究，所提出的簡潔的簡正波計算公式和房間混響的新分析方法已成為當代建筑聲學發(fā)展的新里程碑，并已廣泛應用。《聲學學報》（中、英文）主編。

64馬大猷，1936年畢業(yè)于北京大學。6465656666事件：1992年12月，德國首都波恩，新建的聯(lián)邦議會大廳落成，不料但第一次使用（602名議員）時出現(xiàn)令人難堪的場面：大廳里現(xiàn)場直播的擴聲系統(tǒng)突然中斷工作。只好回到老議會大廳去。耗資高達2.7億馬克的新大廳面臨報廢的危險。問題：會場周圍都是玻璃幕墻，以增加議會討論的“透明度”。發(fā)現(xiàn)新大廳昂貴的電聲設備質量優(yōu)良，本身并無問題，問題出在建筑聲學上：由于大廳存在嚴重的聲聚焦、聲場不均勻、擴聲系統(tǒng)反饋作用，使混響時間變長，造成無法使用。解決：中國訪問學者查雪琴等人正在德國斯圖加特物理研究所工作。向德國專家提出可以用微穿孔板理論解決這一難題。運用馬大猷的理論和方法，中德兩國專家在6個星期內解決了聲學難題。既解決了回聲問題，又保持了“透明度”，馬大猷隨之傳遍德國的工程界和聲學界。在5mm厚的有機玻璃激光打孔，直徑0.55mm，孔距6mm，穿孔率1.4%左右，孔數(shù)2.8*104/m2.67事件：1992年12月，德國首都波恩，新建的聯(lián)邦議會大廳落成1966年，國家準備發(fā)射導彈，下了吸聲系統(tǒng)的任務。馬大猷提出在不銹鋼板上穿小于1毫米的孔這種微穿孔板的想法，仔細做了理論分析，成功完成了工作。1966年他接受的另一個任務是人造地球衛(wèi)星的噪聲試驗。馬大猷領導了高聲強實驗室的設計、建筑和安裝工作，建成了能產(chǎn)生160分貝的混響室(平常講話是60分貝，高100分貝是強度高10的10方倍即100億倍)和170分貝的行波管道(強度再高10倍)。經(jīng)過測試，性能良好。681966年，國家準備發(fā)射導彈，下了吸聲系統(tǒng)的任務。馬大猷提出優(yōu)點：克服了穿孔板共振吸聲結構吸聲頻帶較窄的缺點。吸聲系數(shù)大；吸聲頻帶寬；成本低、構造簡單；設計計算理論成熟。耐高溫、耐腐蝕，不怕潮濕和沖擊，甚至可承受短暫的火焰，適用環(huán)境廣泛，包括一般高速氣流管道中。缺點：孔徑太小，易堵塞，宜用于清潔場所。討論169優(yōu)點：討論169設計要求：利用空腔深度控制共振頻率，腔愈深，共振頻率愈低。吸聲系數(shù)可達0.9以上；吸聲頻帶寬可達4～5個倍頻程以上。采用雙層與多層微孔板、或減小微穿孔板孔徑，或提高穿孔率可增大吸聲系數(shù)，展寬吸聲帶寬，孔徑多選0.5～1.0mm，穿孔率多以1%～3%為好。雙層微穿孔板的間距：吸收低頻聲波，距離要大些，一般控制在20～30mm范圍內；吸收中、高頻聲波，距離可減小到10mm甚至更小。討論270設計要求：討論270SJ-TV型微穿孔板消聲器結構示意圖71SJ-TV型微穿孔板消聲器結構示意圖71把吸聲材料或者吸聲結構懸掛在室內，距離墻壁一定距離的空間中，稱空間吸聲體。進行多方位的吸收。吸聲體投影面積與懸掛平面投影面積的比值約等于40％時，對聲音的吸聲效率最高；該法節(jié)省吸聲材料，對工廠、企業(yè)的吸聲降噪比較適用。

(四)空間吸聲體72把吸聲材料或者吸聲結構懸掛在室內，距離墻壁一定距離的空上海文化廣場正三角形板狀空間吸聲體73上海文化廣場正三角形板狀空間吸聲體73空間吸聲體和吸聲尖劈示意圖

(五)吸聲尖劈74空間吸聲體和吸聲尖劈示意圖(五)吸聲尖劈74

吸聲尖劈的α可以達到0.99，常用于特殊用途的聲學結構的構造。75吸聲尖劈的α可以達到0.99，常用于特殊用途的聲學結構消聲室76消聲室767777消聲室78消聲室7879798080第二章噪聲污染及其控制第四節(jié)噪聲控制技術——吸聲吸聲材料一室內吸聲降噪三

吸聲結構二81第二章噪聲污染及其控制第四節(jié)噪聲控制技術——吸聲吸聲室內吸聲降噪三(一)室內聲場

(二)室內聲壓級

(三)吸聲降噪量的計算

82室內吸聲降噪三(一)室內聲場(二)室內聲壓級室內聲場按聲場性質分為：直達聲場：由聲源直接到達聽者；混響聲場：經(jīng)過壁面一次或多次反射。擴散聲場：聲能密度處處相等，并且在任何一點上從各個方向傳來的聲波幾率相等，相位無規(guī)則（混響室）。是實際聲場的極端化，但為簡化討論，以下的基本概念和公式都建立在室內擴散聲場的基礎上。(一)室內聲場

1.室內聲場的衰減2.混響時間83室內聲場按聲場性質分為：(一)室內聲場1.室內聲場室內聲場示意圖84室內聲場示意圖841.室內聲場的衰減平均自由程單位時間內，室內聲波經(jīng)相鄰兩次反射間的路程的平均值

（2-115）式中：——平均自由程，m；——房間容積，m3；——室內總表面積，m2聲音在空氣中的聲速為c，則聲波每秒平均反射次數(shù)n=c/d，即

(2-116)

平均吸聲系數(shù)

設室內各反射面面積分別為S1、S2、…Sn，吸聲系數(shù)為α1、α2、…、αn，則室內表面的平均吸聲系數(shù)為

（2-114）851.室內聲場的衰減平均自由程單位時間內，室內聲波經(jīng)相鄰兩次

室內聲場經(jīng)1～2s即接近穩(wěn)態(tài)（圖2-21左側曲線）若聲源停止，聲音消失需要一個過程：首先直達聲消失，混響聲逐漸減弱，直到完全消失（圖2-21右側曲線）。

圖2-21室內吸收不同對聲音衰減的影響增長穩(wěn)態(tài)衰減（混響過程）a-吸聲差b-吸聲中等c-吸聲好86室內聲場經(jīng)1～2s即接近穩(wěn)態(tài)（圖2-21左側曲線）圖2-2假設只考慮室內壁面與空氣的吸收，則經(jīng)t秒后，室內聲能密度為

式中：——初始聲能密度，(w·s)／m3

；——吸聲系數(shù)；——房間容積，m3；——室內總表面積，m2；——聲速，s/m；——經(jīng)過時間，s；——聲波經(jīng)t時間傳播的距離，m；——空氣衰減系數(shù)，m-1；；為聲波在空氣中每傳播100m衰減的分貝數(shù)。(2-119)87假設只考慮室內壁面與空氣的吸收，則經(jīng)t秒后，室內聲能密度定義：室內聲場達到穩(wěn)態(tài)后，聲源立即停止發(fā)聲，室內聲能密度衰減到原來的百萬分之一，即聲壓級衰減60dB所需要的時間，記作，單位秒（s）。計算公式——賽賓（W.C.Sabine）公式意義：表示由于室內混響現(xiàn)象，室內聲場的聲能在聲源停止發(fā)聲后衰減的快慢。(2-131)2.混響時間房間一定，∵吸聲量,∴愈大，愈小。通過調整各頻率的平均吸聲系數(shù)，獲得各主要頻率的最佳，使室內音質達到良好?！居懻摗?8定義：室內聲場達到穩(wěn)態(tài)后，聲源立即停止發(fā)聲，室內聲能密度衰減★混響時間對人的聽音效果有重要影響。★過長的混響時間會使人感到聲音“混濁”不清，使語言清晰度降低，甚至根本聽不清；★混響時間太短就有“沉寂”、“干癟”的感覺，聲音聽起來很不自然?！镆话阈⌒偷牟ヒ羰?、錄音室。最佳混響時間要求在0.5s或更短一些?！镏饕┭葜v用的禮堂或電影院等，最佳混響時間要求在1.0s?！镏饕┭葑嘁魳酚玫膭≡汉鸵魳窂d一般要求在1.5s左右為佳。89★混響時間對人的聽音效果有重要影響。89回聲與混響聲的區(qū)別回聲（Echo）。聲音傳播出去經(jīng)反射后回來的聲音,人耳可以清除分辨出兩個聲音。混響聲（Reverberation）。聲音經(jīng)過多次往復漫反射（多個不同角度、不同時間）到達的混合反射聲逐漸（能量）衰減形成的，聽者是分辨不出其中的任何音節(jié)的。90回聲與混響聲的區(qū)別回聲（Echo）。聲音傳播出去經(jīng)反射后回來室內吸聲降噪三(一)室內聲場

(二)室內聲壓級

(三)吸聲降噪量計算

91室內吸聲降噪三(一)室內聲場(二)室內聲壓級(二)室內聲壓級

1.直達聲場在室內，當聲源的聲功率恒定時，單位時間內在某接收點處獲得的直達聲能是恒定的。一個各向發(fā)射均勻的點聲源，聲強I=W/4πr2，聲能密度與聲強的關系為所以對于指向性因數(shù)為的聲源，在距聲源中心r處的直達聲聲能密度為

(2-122)

92(二)室內聲壓級1.直達聲場在室內，當聲源的聲功率恒(二)室內聲壓級

2.混響聲場聲源輻射的聲能經(jīng)第一次吸收后，剩者為混響聲，單位時間內聲源向室內提供的混響聲能為。因聲功率恒定，故混響聲能也恒定。壁面吸聲僅吸收混響聲，設室內聲場達穩(wěn)態(tài)時，平均混響聲能密度為，聲波每碰撞壁面一次，吸收的混響聲能則為，每秒鐘內碰撞

次，吸收的則為。因室內聲場達穩(wěn)態(tài)時，每秒鐘由聲源提供的混響聲能等于被吸收的混響聲能，所以即令

平均聲能密度(2-124)

——房間常數(shù)，m2。室內吸聲狀況愈好，值愈大。

93(二)室內聲壓級2.混響聲場聲源輻射的聲能經(jīng)第一次吸(二)室內聲壓級

3.室內總聲場室內某點的聲壓級為

(2-128)

指向性因數(shù)取決于聲源的指向性和在室內的位置Q=1，點聲源放置在房間中心；Q=2，聲源放在地面或墻面中間；Q=4，聲源放在兩墻面或墻面與地面的交線上；Q=8，在三面墻的交點上。94(二)室內聲壓級3.室內總聲場室內某點的聲壓級為((二)室內聲壓級

3.室內總聲場室內某點的聲壓級為

(2-128)

【討論】括號內第一項來自直達聲。表達了直達聲場對該點聲壓級的影響，r愈大，該項值愈小，即距聲源愈遠，直達聲愈??；第二項來自混響聲。當r較小，即接受點離聲源很近時，，室內聲場以直達聲為主，混響聲可忽略；反之,則以混響聲為主，直達聲忽略不計，此時聲壓與r無關。當時，直達聲與混響聲聲能密度相等，r稱為臨界半徑(Q=1時的臨界半徑又稱為混響半徑)，記為。95(二)室內聲壓級3.室內總聲場室內某點的聲壓級為((二)室內聲壓級

3.室內總聲場臨界半徑為

(2-129)

臨界半徑與房間常數(shù)和聲源指向性因數(shù)有關。房間內吸聲狀況愈好，聲源指向性愈強，臨界半徑則愈大，在聲源周圍較大范圍內可近似地視為自由聲場；反之房間內大部分范圍可視為混響聲場。【討論】96(二)室內聲壓級3.室內總聲場臨界半徑為(2-12

將式（2-128）中各參量繪制成圖2-22，可以簡便地確定出室內距聲源r處的某點穩(wěn)態(tài)聲壓級Lp。圖2-22室內聲壓級計算圖AB-1197圖2-22室內聲壓級計算圖AB-1197【例2-6】設在室內地面中心處有一聲源，已知500Hz的聲功率級為90dB，同頻帶下的房間常數(shù)為50m2，求距聲源10m處之聲壓級Lp。

解：

(1)由聲源位置可得其室內指向性因數(shù)Q=2。(2)由圖2-22下部Q＝2與r＝10m兩線的交點A作垂線(虛線)，與＝50m2的曲線交于B點，由B向左方作水平線與縱軸相交，從而確定相對聲壓級，即≈-11dB。(3)計算距聲源10m處之聲壓級為

98【例2-6】設在室內地面中心處有一聲源，已知500Hz解：室內吸聲降噪三(一)室內聲場

(二)室內聲壓級

(三)吸聲降噪量的計算

99室內吸聲降噪三(一)室內聲場(二)室內聲壓級設吸聲降噪前后室內平均吸聲系數(shù)分別為和；吸聲量分別為和；混響時間分別為和，則吸聲降噪效果為

或(2-133)

(三)吸聲降噪量計算

混響時間可測，式（2-133）計算吸聲降噪量，免除了計算吸聲系數(shù)的麻煩和不準確

(2-132)

(2-142)

越大，噪聲級降低越多；但大到一定程度時，不再變化，因此應取適當值100設吸聲降噪前后室內平均吸聲系數(shù)分別為和；吸聲量分別【例2-7】尺寸為14m×10m×3m，體積為420m3，面積為424m2的控制室內有一臺空調，安裝在10m×3m墻壁的中心部位，試通過設計計算使距噪聲源7m處符合NR-50曲線。次序項目倍頻程中心頻率/Hz說明125250500100020004000①距噪聲源7m處倍頻程聲壓級/dB606263595754測量②噪聲容許值/dB（NR-50）（圖2-14）675854504745設計目標值③需要減噪量ΔLp

0499109①-②④處理前房間混響時間/s2.62.42.01.81.61.2測量⑤處理前平均吸聲系數(shù)

0.060.070.080.090.10