建筑聲學(xué)吸聲常識(shí)及基本概念完全指南

吸聲是聲波撞擊到材料表面后能量損失的現(xiàn)象，吸聲可以減少室系數(shù)a,代表被吸取的聲能與入射聲能的比值。理論上，假如某種材料完全反某種材料將入射聲能所有吸取，那么它的a=1。實(shí)際上，所有材料的a介于0和1之間，也就是不也許所不一樣頻率上會(huì)有不一樣的吸聲系數(shù)。人們使用吸聲系數(shù)頻率特性曲線描述材料在不一樣頻率上的系數(shù)取平均得到的數(shù)值是平均吸聲系數(shù)，平均吸聲系數(shù)反應(yīng)了材料總體的吸聲的材料才被認(rèn)為是吸聲材料。當(dāng)需要吸取大量聲能減料。離心玻璃棉屬于高NRC吸聲材料，5cm厚的24kg/m3的離心玻璃棉的NRC可到達(dá)0.90。多孔吸聲材料，如離心玻璃棉、巖棉、礦棉、植物纖維噴涂等，吸聲機(jī)理是材料內(nèi)部有大量微小的孔隙，聲波沿著這些孔隙可以深入材料內(nèi)部，與材料發(fā)生摩擦作用將聲能轉(zhuǎn)化為熱能聲特性是伴隨頻率的增高吸聲系數(shù)逐漸增大，這意味著低頻吸取沒有高頻吸取好。與墻面或天花存在空氣聲波入射時(shí)，在共振頻率上與頸部的空氣和內(nèi)部空間之間產(chǎn)生劇烈的共振作用吸取的特點(diǎn)是只有在某些頻率上具有較大的吸聲系數(shù)。薄膜或薄板與其他構(gòu)造體形成空腔時(shí)也能吸聲，如冷卻塔的落水噪聲和其防治措施(冷卻塔)(2023-09-0415:20:04)近年來，冷卻塔噪聲對(duì)周圍環(huán)境的影響已越來的引起人們的重視，開始出現(xiàn)了整改冷在距進(jìn)風(fēng)口底緣即一般倒t形塔基的水池邊緣5m處，測(cè)高點(diǎn)1.2m[1],頻譜：音頻分布呈高頻(1000-16000hz)和中頻(500-1000hz)成分為主的峰形曲線；峰值位于4000hz左右。波長(zhǎng)：λ=c/f;1.36m(250hz)～0.02m(1000hz),以0.085m(4000hz)為主。落水噪聲隨距離的衰減特性符合半球面波在傳播過程中伴隨能量分布的擴(kuò)大而源”的距離衰減規(guī)律為距離每增長(zhǎng)一倍聲能衰減6db。用公式體現(xiàn)即為[3]:式中：11,12——離聲源邊緣由近和遠(yuǎn)二個(gè)測(cè)點(diǎn)的聲級(jí)值，db;r2/rl——遠(yuǎn)、近二個(gè)測(cè)點(diǎn)分別到聲源邊緣的距離之比。落水噪聲的聲源為內(nèi)置的一片圓形水面，腔體內(nèi)聲波通過進(jìn)風(fēng)口向外傳播，因在這個(gè)由近和遠(yuǎn)的“附近區(qū)域”內(nèi)存在著一種按“面聲源”(聲波不衰減)和至“線聲源”(距離每增長(zhǎng)一倍聲能衰減3db)的距離衰減規(guī)律的過渡區(qū)域，只有當(dāng)受聲點(diǎn)(測(cè)點(diǎn))外移至可將冷卻塔的環(huán)形進(jìn)風(fēng)口視為一種“點(diǎn)”以外的后方，聲波才開始按“點(diǎn)聲源”的距離衰減規(guī)“點(diǎn)聲源”以外的范圍內(nèi)，只要懂得某測(cè)點(diǎn)的聲根據(jù)已經(jīng)有距離衰減實(shí)測(cè)資料，分析各起始位置d(視進(jìn)風(fēng)口為聲源邊緣)的規(guī)律可知，視冷卻塔為“點(diǎn)聲源”的起始位置d可用下式估算：以目前我國(guó)常見范圍的2000m2(儀化電廠)-9000m2(吳徑電廠)的冷卻塔為例，其“點(diǎn)聲源”起始位置d點(diǎn)(以進(jìn)風(fēng)口底緣為起點(diǎn)),分別為11.18m和23.72m。由此可見，設(shè)在離塔(以3.3冷卻塔噪聲影響范圍的評(píng)估冷卻塔噪聲聲級(jí)的絕對(duì)值在工業(yè)噪聲中雖然并不算很大，并且其聲能同樣伴減6db(“點(diǎn)聲源”),但由于其聲源龐大，它的衰減起始相對(duì)于25m處也才降了18db,因此其影響范圍遠(yuǎn)不小于一般性工業(yè)噪聲。仍以2000-9000m2的冷卻塔為例，在25m處(“點(diǎn)聲源”以外測(cè)點(diǎn)、以進(jìn)風(fēng)口底緣為起點(diǎn))實(shí)測(cè)所得聲級(jí)分別為71.7和77.1db(a),如按“點(diǎn)聲源”的距離衰減規(guī)律即距離每增長(zhǎng)一倍聲能衰減6db計(jì)，則50m處的聲級(jí)應(yīng)分別為65.7和71.1db(a);100m處的聲級(jí)應(yīng)分別為59.7和65.1db(a);200m處的聲級(jí)應(yīng)分別為53.7和59.1db(a),220m處的聲級(jí)用公式推算則應(yīng)分別為52.9和58.3db(a)。這就是噪聲影響范圍(力度)的大體評(píng)估，它包括了目前常見的各類大小塔型范圍。借助此法，我們便可根據(jù)10-25m處(各塔與其塔型大小對(duì)應(yīng)的“點(diǎn)聲源”起始位置)以遠(yuǎn)測(cè)點(diǎn)實(shí)測(cè)所得聲級(jí)，評(píng)估多種塔型(單塔)的噪聲影響范圍(力度)。但這只是一種理想條件下的簡(jiǎn)便、粗略的評(píng)估措施，在實(shí)際廠況環(huán)境中，由于受池水水位變化、淋水密度變化、地表地形、障礙物分布、廠9000m2冷卻塔的落水噪聲進(jìn)行的實(shí)測(cè)[4],在距塔220m外的受聲點(diǎn)所測(cè)得的噪聲值為55.461.9db(a),估計(jì)受順風(fēng)影響),與我們以25m處實(shí)測(cè)聲級(jí)為根據(jù)推算220m處為58.3db(a)的成果十分吻合。圖2表達(dá)冷卻塔噪聲的影響范圍。從圖2中可以看出，由于冷卻塔聲源龐大，在距進(jìn)風(fēng)度很小(1m左右)的一般性聲源，由于不存在“面聲源”和“線聲源”的衰減形態(tài)，因此聲源的聲級(jí)一開始就按“點(diǎn)聲源”的衰減速率迅速下降，如圖2左側(cè)第一條粗虛線所示。大型冷卻塔的噪聲屬于中高頻穩(wěn)態(tài)噪聲，聲源“標(biāo)4.1治理途徑針對(duì)噪聲的發(fā)生機(jī)理、傳播方式，可以把冷卻塔噪聲的治理歸結(jié)為塔內(nèi)、塔外兩條聲源的降噪治理為主；塔外則包具有傳聲途徑上的聲波阻隔(隔聲)、聲波吸取(合沿程吸取衰減)以和距離衰減(聲能擴(kuò)散)等三種方式。其中以聲波阻隔輔以聲波吸取為塔外治理的重要手段，無論是塔內(nèi)的聲下面列表歸納并推薦幾種冷卻塔噪聲的治理技術(shù)供工程參照選用，各自的特點(diǎn)、合用性參見表4.2塔內(nèi)聲源的治理采用dy—1型冷卻塔落水消能降噪裝置[5擊水面之前，使落水先在斜面上經(jīng)無聲擦貼、粘滯減速、挑流分離、疏散灑落等消能形4.2.2形式構(gòu)造漂浮式落水消能降噪裝置重要由采用擠拉、注塑或熱壓成型的塑料件或玻璃鋼件(受力件)構(gòu)成。其固定式落水消能降噪聲裝置上部的支承框架和器的聲級(jí)和頻譜測(cè)試成果的對(duì)比參見圖3[5]。圖3表明降噪器削去了落水聲源的高頻成分。采用飄浮式落水消能降噪裝置，260元/m2,固定式落水消能降噪裝置，300元/m24.3塔外傳聲途徑的聲波阻隔4.3.1降噪原理聲波在傳播過程中碰到障礙時(shí)，就會(huì)發(fā)生反射、透射和繞射三種現(xiàn)象。聲間插人一種設(shè)施，用以隔斷并吸取聲源抵達(dá)受聲點(diǎn)的衰減后通過屏體透射(極小)和屏頂繞射等附加衰減形式抵達(dá)受聲點(diǎn)，到達(dá)減輕受聲點(diǎn)的噪聲影響、獲得4.3.2形式構(gòu)造聲屏障的構(gòu)造可分為地上和地下二部分，地上部分為厚(包括斜撐),其頂部為扇形吸聲體或內(nèi)傾式遮檐；地下部分則為承重、抗傾覆(風(fēng)荷載)的基礎(chǔ)。屏障的高度一般不低于進(jìn)風(fēng)口高度的1.3倍；為防止影響進(jìn)風(fēng)，屏障離進(jìn)風(fēng)口距離一般不不不小于進(jìn)風(fēng)口高度的2倍。聲波碰到屏障發(fā)生的繞射現(xiàn)象會(huì)減弱聲屏障的隔聲作用，而繞射能力與聲可以在屏障背面形成很長(zhǎng)的聲影區(qū)；而對(duì)于波長(zhǎng)、具有很強(qiáng)繞射能力的低頻波的屏然，也可以通過加高屏障的措施來減弱繞射聲波對(duì)受聲點(diǎn)的影響。由于聲屏障對(duì)高頻屏蔽作用，而冷卻塔落水噪聲的頻譜以中高頻成分為主，因此采用聲屏障隔斷并吸標(biāo)題：分貝與聲級(jí)概念!吸聲與隔音區(qū)別!公布者：admin公布時(shí)間：2009年09月11日分貝對(duì)于非專業(yè)人員來講是最難理解的，然而對(duì)于專業(yè)人士來講分貝又是再熟國(guó)發(fā)明家貝爾命名的，由于貝的單位太大，因此采用分貝，代表1/10貝。分貝的概念比較尤其，它的運(yùn)算不是線性比例的，而是對(duì)數(shù)比例的，例如合在一起并不是120dB,而是63dB。假如某種吸聲材料吸取了80%的聲能，聲音減少了不是0.8dB也不是80dB而是101g(1-0.8)=7dB。假如某種隔墻隔聲量為50dB,那么透過去的聲音為0.00001。分貝的計(jì)算較使用分貝描述聲音時(shí)需要同步給出頻率。任何一種聲音，不一樣頻率的分貝數(shù)也許是A聲級(jí)的概念會(huì)使一般人感到困惑。聲級(jí)是將各個(gè)頻率的聲音計(jì)權(quán)相加(不是簡(jiǎn)樸的算術(shù)相加)得到的聲不敏感的聽覺特性。例如，假如100Hz的聲壓級(jí)為80dB,在計(jì)算A聲級(jí)時(shí)，將按計(jì)權(quán)減去50.5dB,即按29.5dB來計(jì)算；而1KHz的聲壓級(jí)為80dB,計(jì)權(quán)值為OdB,即仍按80dB計(jì)算。A聲級(jí)的目的在于，A聲級(jí)越大，則表明聲音聽起來越響。A聲級(jí)分貝一般計(jì)為dBA。許多與噪聲有關(guān)的國(guó)家規(guī)范都是按A聲級(jí)代表被吸取的聲能與入射聲能的比值。理論上，假如某種材料完全反射聲音，那么它的a=0;假如某種材料將入射聲能所有吸取，那么它的a=1。實(shí)際上，所有材料的a介于0和1之間，也就是不也許所有反射，不一樣頻率上會(huì)有不一樣的吸聲系數(shù)。人們使用吸聲系數(shù)頻率特性曲線描述材料能。按照ISO原則和國(guó)標(biāo)，吸聲測(cè)試匯報(bào)中吸聲系數(shù)的頻率范圍是100-5KHz。將100-5KHz的吸聲系數(shù)取算術(shù)平均值，四舍五入取整到0.05。一般認(rèn)為NRC不不小于0.2的材料是反射材料，NR離心玻璃棉屬于高NRC吸聲材料，5cm厚的24kg/m3的離心玻璃棉的NRC可到達(dá)0.90。是伴隨頻率的增高吸聲系數(shù)逐漸增大，這意味著低頻吸取沒有高頻吸取好。與墻入射時(shí)，在共振頻率上與頸部的空氣和內(nèi)部空間之間產(chǎn)生劇烈的共振作用而損失聲能。金屬板等，這種構(gòu)造的吸聲機(jī)理是薄板共振，在共振頻率上，由于薄板劇烈振動(dòng)而混響是房間中聲音被界面不停反射而積累的成果，混響可以使室內(nèi)的聲音增長(zhǎng)15dB,間，如電影院、教室、禮堂、錄音室等需要減少混響描述混響效果的指標(biāo)是混響時(shí)間，它是室內(nèi)聲源停止發(fā)聲后，聲壓級(jí)衰減60dB所經(jīng)歷的時(shí)間，單位是秒。響時(shí)間也有所不一樣，房間音質(zhì)指標(biāo)常指的是中頻混響時(shí)間。據(jù)研究，就較理想的混響時(shí)間而言(中頻),音樂廳為秒，劇院為秒，多功能禮堂為秒，電影院為秒，教室為秒，錄音室為秒，體育館為低于2.0秒。好的吸聲材料不一定是好的隔聲材料。聲音進(jìn)入建筑維護(hù)構(gòu)造有三種形式。1)通過孔洞直接進(jìn)入。2)聲波撞擊到墻面引起墻體振動(dòng)而輻射聲音。3)物體撞擊地面或墻體產(chǎn)生構(gòu)造振動(dòng)而輻射聲音。前兩種方式描述空氣聲傳聲隔聲性能的指標(biāo)是隔聲量，隔聲量的定義是R=101g(1/r),其中t是透射聲能與入射樣簡(jiǎn)樸?？锥吹母袈暳縍=OdB,隔掉99%聲能的隔墻的隔聲量是20dB,隔掉99.999%聲能的隔墻的隔聲量是50dB。覺特性。詳細(xì)評(píng)價(jià)措施可參見國(guó)標(biāo)GBJ121-88“建筑隔聲評(píng)價(jià)原則”。隔墻隔聲存在質(zhì)量定律，即單層墻越重隔聲性能越好，單位面積的質(zhì)量提高一倍，隔聲量提高6dB。120磚墻的面密度為260kg/m2,隔聲量為46-48dB;240磚墻的面密度為520kg/m2,隔聲量為52-54dB。磚墻墻體過重，構(gòu)造荷載承擔(dān)較大，使用黏土磚也不利于耕地保護(hù)，因此，輕墻得以廣泛使對(duì)于住宅隔聲，Rw應(yīng)至少不小于45dB,最佳不小于50dB。描述撞擊聲傳聲隔聲性能的指標(biāo)是撞擊聲壓級(jí)，它不一樣于空氣聲隔聲量所體數(shù)”,而是表達(dá)在使用原則打擊器(一種可以產(chǎn)生原則撞擊能量的設(shè)備)撞擊樓板時(shí)，樓下聲音的大小。擊聲的性能，人們使用計(jì)權(quán)撞擊聲壓級(jí)Lpn,w。Lpn,w同樣使用原則評(píng)價(jià)曲線比較理想的住宅樓板計(jì)權(quán)撞擊聲壓級(jí)應(yīng)不不小于65dB。然而，大量使用的一般10擊聲壓級(jí)為80-82dB,樓板隔聲問題比較嚴(yán)重，住戶多有埋怨，誰沒有聽到樓上的腳步聲以和孩子的跑跳聲的經(jīng)歷呢?采用浮筑地板的措施可以提高樓板隔聲性能，如在構(gòu)造樓板上鋪一層高容重的玻璃棉減振墊一吸聲吸聲是聲波撞擊到材料表面后能量損失的現(xiàn)象，吸聲可以減少室內(nèi)聲壓級(jí)。描述吸聲的指標(biāo)是吸聲系數(shù)a,代表被材料吸取的聲能與入射聲能的比值。理論上，假如某種材料完全反射聲音，那么它的a=0;假如某種材料將入射{TodayHot}聲能所有吸取，那么它的a=1。實(shí)際上，所有材料的a介于0和1系數(shù)取平均得到的數(shù)值是平均吸聲系數(shù)，平均吸聲系數(shù)反應(yīng)了材料總體的吸聲性能。在工程中常使用降噪0.2的材料才被認(rèn)為是吸聲材料。當(dāng)需要吸取大量聲能減少室內(nèi)混響和噪聲時(shí)，常常需要使用高吸聲系數(shù)吸聲系數(shù)，即聲音由四面八方射入材料時(shí)能量損失的比例，而駐波管法測(cè)量聲音正入射時(shí)的吸聲系數(shù)，聲音入射角度僅為90度。兩種措施測(cè)量的吸聲系數(shù)是不一樣的，工程上最常使用的是混響室法測(cè)量的吸聲系數(shù)，由于建筑實(shí)際應(yīng)用中聲音入射都是無規(guī)的。在某些測(cè)量匯報(bào)中會(huì)出現(xiàn)吸聲系數(shù)不小于1的狀況，這是由于測(cè)量的試驗(yàn)室條件等導(dǎo)致的，理論上任何材料吸取的聲能不也許不小于入射聲能，吸聲系數(shù)永遠(yuǎn)不不小于1。任何不小于1的測(cè)量吸聲系數(shù)值在實(shí)際聲學(xué)工程計(jì)算中都不能按不小于1使用，最多按1進(jìn)行計(jì)在房間中，聲音會(huì)很快充斥各個(gè)角落，因此，將吸聲材料放置在房間任何表面均有吸聲聲系數(shù)越大，吸聲面積越多，吸聲效果越明顯?？梢赃\(yùn)用吸聲天花、吸聲墻板1.2吸聲原理的連通的孔隙，聲波沿著這些孔隙可以深入材料內(nèi)部，與材料發(fā)生摩擦作用將聲能轉(zhuǎn)化為熱能。多孔吸聲材料的吸聲特性是伴隨頻率的增高吸聲系數(shù)逐漸增大，這意味著低頻吸取沒有高頻吸取的必要條件是：材料有大量空隙，空隙之間互相連通，孔隙深入材料內(nèi)部。錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)之一是認(rèn)為表面粗糙的材料具有吸聲性能，其實(shí)否則，例如拉毛水泥、表面凸凹的石才基本不具有吸聲能力。錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)之二是認(rèn)為材料內(nèi)部具有大量孔洞的材料，如聚苯、聚乙烯、閉孔聚氨脂等，具有良好的吸聲孔的石膏板、木板、金屬板、甚至是狹縫吸聲磚等。此類吸聲被稱為亥姆霍茲共振吸暖水瓶的聲共振，材料外部空間與內(nèi)部腔體通過窄的瓶頸連接，聲波入射時(shí)，在共振頻率上，頸部的空氣和內(nèi)部空間之間產(chǎn)生劇烈的共振作用損耗了聲能。亥姆霍茲共振吸取的特點(diǎn)是只有在的吸聲機(jī)理是薄板共振吸聲。在共振頻率上，由于薄聚脂纖維吸音棉內(nèi)部纖維蓬松交錯(cuò)，存在大量微小的孔隙，是經(jīng)典的多孔性吸聲材料，具有良好的吸聲特性。離心玻璃棉可以制成墻板、天花板、空間吸聲體等，可以大量吸取房間內(nèi)表面粗糙，而是由于具有大量的內(nèi)外連通的微小孔隙和孔洞。當(dāng)聲波入射到聚脂纖維吸密度和空氣流阻等。密度是每立方米材料的重量。空氣流阻是單位厚度時(shí)材料兩側(cè)空1、伴隨厚度增長(zhǎng)，中低頻吸聲系數(shù)明顯地增長(zhǎng)，但高頻變化不大(高頻吸取總是較大的)。2、厚度不變，吸聲系數(shù)反而下降。對(duì)于厚度超過5cm的容重為16Kg/m3的離心玻璃棉，低頻125Hz約為0.2,中高頻(>500Hz)的吸聲系數(shù)已經(jīng)靠近于1了。當(dāng)厚度由5cm繼續(xù)增大時(shí)，低頻的吸聲系數(shù)逐漸提高，當(dāng)厚度不小于1m以上時(shí)，低頻125Hz的吸聲系數(shù)也將靠近于1。當(dāng)厚度不變，容重增大時(shí)，聚脂纖維吸音棉的低頻過300kg/m3時(shí)，吸聲性能減小諸多。聚脂纖維吸音棉的吸聲性能還與安裝條件有著親密的關(guān)系。當(dāng)吸音棉板背后有空氣層時(shí)，與吸聲系數(shù)將隨空氣層的厚度增長(zhǎng)而增長(zhǎng)，但增長(zhǎng)到一定值后效果就不明顯了。使用不一樣容重的玻璃棉疊和在一起，形成容重逐漸增大的形式，可以獲得更大的吸聲效果。例如將一層2.5cm厚24kg/m3的棉板與一層2.5cm厚32kg/m3的棉板疊和在一起的吸聲效果要好于一層5cm厚32kg/m3的棉板。將24kg/m3的吸音棉板制成1m長(zhǎng)的斷面為三角型的尖劈，材料面密度逐漸增大，平均吸聲系數(shù)可靠近于1。板通過處理后可以制成吸聲吊頂板或吸聲墻板。厚度0.9cm或2.5cm。這一類的建筑材料既有良好的裝飾性吸聲性能又好，降噪系數(shù)NRC一般可以到達(dá)0.85以上。在體育館、車間等大空間內(nèi)，為了吸聲降噪，常常使用以聚脂纖維吸音棉為重要吸聲材料的紙面穿孔石膏板常用于建筑裝飾吸聲。紙面石膏板自身并不具有良好的吸聲性能，但穿孔后膏板發(fā)生作用后，圓孔處的空氣柱產(chǎn)生強(qiáng)烈的共振，空氣分子與石膏板孔壁劇烈摩擦，從而大量地消耗聲音能量，進(jìn)行吸聲。這是穿孔紙面石膏板“亥姆霍茲共振”吸聲的基本原理。穿孔頻率具有一定選擇性，吸聲頻率特性曲線呈山峰形，當(dāng)聲音頻率與共振頻率靠近時(shí)，頻率遠(yuǎn)離共振頻率時(shí)，吸聲系數(shù)小。假如在紙面穿孔石膏板背覆一層桑皮紙或薄吸聲振時(shí)的摩擦阻力增大，各個(gè)頻率的吸聲性能都將有明顯提高，這就是人們常常在穿孔紙桑皮紙或薄吸聲氈增長(zhǎng)吸聲的原因。影響紙面穿孔石膏板吸聲性能的重要原因是孔孔徑、石膏板的厚度等對(duì)吸聲性能影響較小。穿孔率從2%到15%之間逐漸增大時(shí)，孔占的表面積增大，空氣分子進(jìn)入共振腔體參與共振的幾率增長(zhǎng)，吸聲能力增大，若后空腔內(nèi)放入吸聲材料，吸聲更強(qiáng)烈。穿孔率會(huì)影響共振頻率，穿孔率增大，共振頻率將向高頻偏移，偏移量與穿孔率的開根號(hào)成正比。穿孔率增大，吸聲頻率特性曲線的“山峰”將向右側(cè)(高頻)移動(dòng)，且“山峰”形態(tài)整體趨于抬高，平均吸聲系數(shù)能增長(zhǎng)。變化后空腔大小是常用的調(diào)整穿孔石膏板吸聲系數(shù)的措施。后空腔大小會(huì)影響共振頻率，空腔增頻)移動(dòng)，“山峰”形態(tài)整體趨于抬高，平均吸聲系數(shù)變大。但當(dāng)空腔深度過大時(shí)，空腔內(nèi)“空氣彈簧”較多地影響共振頻率的高下，對(duì)穿孔紙面石膏板平均吸聲性能的影響很小?？讖皆龃蠡蚵蕦⑾虻皖l偏移，偏移量與孔徑或厚度的開根號(hào)成反比，吸聲頻率特性曲線的“山峰”將向左(低頻)移在降噪實(shí)際工程中孔徑和板厚的選用重要根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)所所需的強(qiáng)度確定，孔徑選3-10mm,板厚選9-15mm與聚脂纖維