氣壓動力機械的噪聲與振動控制

1/1氣壓動力機械的噪聲與振動控制第一部分氣壓噪聲產(chǎn)生機理 2第二部分氣壓動力機械振動特點 3第三部分減振消音技術(shù) 5第四部分吸音材料及結(jié)構(gòu)設(shè)計 8第五部分阻尼技術(shù)應用 10第六部分噪聲源識別與控制 12第七部分振動隔離與阻尼 14第八部分整體降噪振動策略 17

第一部分氣壓噪聲產(chǎn)生機理關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點【氣流激發(fā)共振】

1.氣流流動與腔體、管道、閥門等結(jié)構(gòu)物相互作用，產(chǎn)生周期性的壓力脈動。

2.當壓力脈動頻率與結(jié)構(gòu)物固有頻率相近時，會發(fā)生共振，導致結(jié)構(gòu)物劇烈振動并產(chǎn)生噪聲。

3.共振頻率與結(jié)構(gòu)物的尺寸、形狀、材料特性等因素有關(guān)。

【湍流噪聲】

氣壓噪聲產(chǎn)生機理

氣壓噪聲主要是由以下幾個因素產(chǎn)生的：

1.噴射噪聲：當壓縮空氣通過噴嘴高速排出時，由于氣流速度梯度較大，剪切層形成，產(chǎn)生漩渦和湍流，從而產(chǎn)生噪聲。噴射噪聲與噴射速度、噴嘴形狀、氣體壓力和溫度等因素有關(guān)。

2.渦流噪聲：當氣流流經(jīng)突然變化截面的部件（如閥門、節(jié)流孔或彎管）時，會產(chǎn)生渦流，從而產(chǎn)生噪聲。渦流噪聲與氣流速度、截面變化率和湍流度有關(guān)。

3.機械噪聲：氣壓機械中的活塞、閥門和齒輪等運動部件也會產(chǎn)生機械噪聲。這些噪聲主要由沖擊、摩擦和共振引起。

4.共鳴噪聲：當氣壓機械的某一部分固有頻率與激勵頻率接近時，會產(chǎn)生共鳴，從而產(chǎn)生較大的噪聲。

具體而言，氣壓噪聲的產(chǎn)生機理如下：

噴射噪聲：

*射流不穩(wěn)定性：當壓縮空氣高速排出時，射流會產(chǎn)生不穩(wěn)定性，導致射流邊緣出現(xiàn)擾動。

*湍流發(fā)展：隨著射流的不穩(wěn)定性增強，擾動會發(fā)展成湍流。

*聲波產(chǎn)生：湍流中的渦流相互作用，產(chǎn)生聲波輻射。

渦流噪聲：

*邊界層分離：當氣流流經(jīng)突然變化截面的部件時，邊界層會發(fā)生分離。

*渦流形成：分離后的邊界層會卷起形成渦流。

*聲波產(chǎn)生：渦流脫落時，會產(chǎn)生聲波輻射。

機械噪聲：

*沖擊噪聲：運動部件相互碰撞時，會產(chǎn)生沖擊噪聲。

*摩擦噪聲：運動部件之間摩擦時，會產(chǎn)生摩擦噪聲。

*齒輪噪聲：齒輪嚙合時，齒面的周期性嚙合和脫離會產(chǎn)生噪聲。

共鳴噪聲：

*固有頻率：氣壓機械的每個部件都有自己的固有頻率。

*激勵頻率：氣壓機械運行過程中產(chǎn)生的激勵頻率。

*共鳴：當激勵頻率與固有頻率接近時，系統(tǒng)發(fā)生共鳴，產(chǎn)生較大的噪聲。第二部分氣壓動力機械振動特點關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點【氣壓動力機械振動特點】：

1.振動強度大：氣壓動力機械的工作腔內(nèi)氣體受熱膨脹產(chǎn)生高壓，導致機械部件受到較大的壓力波動，從而引起較大的振動。

2.振動頻率高：氣壓動力機械的活塞、轉(zhuǎn)子等運動部件運動速度快，導致振動頻率較高。

3.振動模式復雜：氣壓動力機械的振動通常涉及多個振動模式，包括軸向振動、橫向振動和角振動，振動模式的復雜性增加了控制難度。

【氣壓動力機械振動源】：

氣壓動力機械振動特點

氣壓動力機械的振動特性因其獨特的構(gòu)造和運行原理而與其他類型的機械不同。以下是氣壓動力機械振動的一些關(guān)鍵特點：

1.氣動激勵：

氣壓動力機械是由壓縮空氣的壓力波動驅(qū)動的。這些壓力波動會產(chǎn)生振動，其頻率和振幅取決于供氣壓力、管路尺寸和機械組件的共振頻率。

2.高頻振動：

氣壓動力機械通常產(chǎn)生高頻振動（>100Hz），這是由于其快速切換和進氣閥的運動造成的。這些高頻振動會引起機械共振，從而加劇振動。

3.脈動式振動：

氣壓動力機械的振動通常具有脈動性，這對應于氣動激勵的間歇性。脈動振動會導致瞬態(tài)載荷，從而加劇機械部件的疲勞。

4.共振現(xiàn)象：

氣壓動力機械的振動特征受其組件的共振頻率的影響。當激勵頻率接近或等于共振頻率時，振動幅度會急劇增加，從而可能導致機械故障。

5.傳遞振動：

氣壓動力機械的振動可以通過管路和結(jié)構(gòu)傳遞到其他部件和系統(tǒng)。這會引起噪聲和振動問題，影響設(shè)備性能和操作人員舒適度。

6.非線性振動：

氣壓動力機械的振動有時是非線性的，這意味著其振動響應不與激勵力成正比。非線性振動會導致諧波失真和頻率調(diào)制，并可能難以控制。

7.隨機振動：

氣壓動力機械的振動有時是隨機的，這意味著其振動幅度和頻率隨時間變化。隨機振動可能由氣源壓力波動、閥門故障或外部干擾引起。

8.影響因素：

氣壓動力機械的振動特性受到以下因素的影響：

*供氣壓力

*管路尺寸和布局

*閥門類型和性能

*機械組件質(zhì)量和剛度

*環(huán)境條件

了解氣壓動力機械的振動特點對于制定有效的噪聲和振動控制措施至關(guān)重要。通過適當?shù)脑O(shè)計、維護和監(jiān)控，可以減輕振動的影響，從而提高機械性能、延長使用壽命并確保操作人員安全和舒適。第三部分減振消音技術(shù)關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點【振動隔離和阻尼】

1.通過使用彈性元件，例如彈簧和橡膠墊，將設(shè)備與基礎(chǔ)隔離，減少向基礎(chǔ)傳遞的振動。

2.應用阻尼材料和設(shè)備，例如粘性阻尼器和液壓阻尼器，以耗散振動能量并降低振幅。

3.優(yōu)化設(shè)備設(shè)計和安裝位置，避免共振頻率，最大程度地減少振動。

【噪聲屏障和吸聲材料】

減振消音技術(shù)

氣壓動力機械中噪聲與振動的控制至關(guān)重要，減振消音技術(shù)是實現(xiàn)這一目標的關(guān)鍵手段。減振消音技術(shù)通過減弱或消除噪聲和振動，改善工作環(huán)境，提高設(shè)備使用壽命和安全性。

1.減振器

減振器是隔離振源和敏感設(shè)備之間的振動的機械裝置。其工作原理是將振動能量轉(zhuǎn)化為熱能或其他形式的能量，從而降低振幅。常用的減振器類型包括：

*彈簧減振器：利用彈簧的彈性變形來吸收振動。

*橡膠減振器：利用橡膠的粘彈性特性來阻尼振動。

*液壓減振器：利用液體的粘性來阻尼振動。

減振器的選擇取決于振動頻率、幅度和環(huán)境條件。

2.消音器

消音器是降低噪聲傳播的手段。其工作原理是通過改變聲波的傳播路徑、吸收或反射聲能，從而達到消音效果。常用的消音器類型包括：

*阻性消音器：利用多孔材料或纖維材料來吸收聲能。

*抗性消音器：利用聲波與固體表面的反射來消除或衰減聲能。

*共鳴消音器：利用Helmholtz共鳴器原理，與振動源產(chǎn)生諧振，從而抵消或衰減聲壓。

消音器的選擇取決于噪聲頻率、幅度和安裝空間。

3.綜合減振消音

在實際應用中，往往需要綜合運用減振和消音技術(shù)來實現(xiàn)最佳的噪聲與振動控制效果。例如：

*彈性管道支吊系統(tǒng)：利用彈簧或橡膠減振器支吊管道，減弱振動向管道的傳遞。

*消聲箱體：將噪聲源包裹在消音箱體中，利用吸聲材料和共鳴消音器降低噪聲。

*消聲風管：利用阻性消音器或抗性消音器消減風管內(nèi)氣流產(chǎn)生的噪聲。

4.減振消音技術(shù)的應用

減振消音技術(shù)廣泛應用于各類氣壓動力機械，包括：

*壓縮機

*風機

*氣缸

*閥門

*管道系統(tǒng)

5.減振消音效果評價

減振消音效果的評價主要包括以下方面：

*振動幅度衰減率：衡量減振器對振動幅度的衰減效果。

*噪聲降低值：衡量消音器對噪聲級別的降低效果。

*頻譜分析：分析噪聲或振動頻率分布，確定主要噪聲或振動源。

結(jié)論

減振消音技術(shù)是控制氣壓動力機械噪聲與振動的有效手段。通過科學選擇和應用減振器和消音器，可以顯著降低噪聲和振動水平，從而改善工作環(huán)境，提高設(shè)備性能和安全性。第四部分吸音材料及結(jié)構(gòu)設(shè)計關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點吸音材料

1.吸音材料的類型：根據(jù)材質(zhì)可分為多孔材料、共振吸音材料、阻尼吸音材料等；根據(jù)形狀可分為平板、蜂窩、楔形等。

2.吸音性能：吸音系數(shù)是評價吸音材料性能的重要指標，表示材料吸收聲能的比例，一般在0到1之間。

3.應用領(lǐng)域：吸音材料廣泛應用于各類噪聲控制場合，如隔音工作室、音樂廳、空調(diào)系統(tǒng)、汽車內(nèi)部等。

吸音結(jié)構(gòu)

吸音材料及結(jié)構(gòu)設(shè)計

吸音材料

吸音材料是通過吸收聲能并將之轉(zhuǎn)化為其他形式能量，從而降低噪聲水平的一種材料。理想的吸音材料應具有以下特性：

*高吸音系數(shù)：衡量材料吸收聲能的能力。

*寬頻帶吸收：覆蓋盡可能寬的頻率范圍。

*輕質(zhì)：不會增加機械負荷或改變結(jié)構(gòu)性能。

*耐用：能夠承受環(huán)境條件，如濕度、溫度和紫外線輻射。

常見的吸音材料類型包括：

*多孔材料：如礦棉、玻璃纖維、聚酯纖維，具有開放式孔隙結(jié)構(gòu)，可吸收聲能。

*共振材料：如穿孔板、Helmholtz諧振器，在特定頻率下產(chǎn)生共振，從而有效吸收聲能。

*吸聲涂層：應用于固體表面，通過將聲能轉(zhuǎn)化為熱能來吸收聲能。

結(jié)構(gòu)設(shè)計

除了使用吸音材料，還可以通過結(jié)構(gòu)設(shè)計來控制氣壓動力機械的噪聲和振動：

*隔音外殼：將機械部件包裹在隔音外殼內(nèi)，阻擋聲能向外傳播。外殼的厚度和材料選擇對于聲隔離效果至關(guān)重要。

*減振支座：在機械基座和周圍結(jié)構(gòu)之間安裝減振支座，以隔離振動和減少聲輻射。支座的剛度和阻尼特性對減振效果有重大影響。

*共振頻率避讓：通過設(shè)計，避免機器的共振頻率與環(huán)境振動或聲波頻率相近。這可以減少結(jié)構(gòu)共振，進而降低噪聲和振動水平。

*聲學處理室：在一個封閉的空間內(nèi)對機械進行聲學處理，以吸收和衰減聲能。處理室的形狀、材料和消聲措施對聲學性能至關(guān)重要。

設(shè)計考慮因素

在設(shè)計吸音材料和結(jié)構(gòu)時，需要考慮以下因素：

*噪聲源特性：包括聲壓級、頻率范圍、方向性。

*環(huán)境條件：如溫度、濕度、空間限制。

*吸音材料性能：如吸音系數(shù)、頻帶吸收、耐用性。

*結(jié)構(gòu)設(shè)計：如隔音外殼厚度、減振支座剛度、共振頻率。

*經(jīng)濟和實用性：包括材料和設(shè)計成本、安裝難度、維護要求。

通過優(yōu)化選材和結(jié)構(gòu)設(shè)計，可以有效控制氣壓動力機械的噪聲和振動，改善工作環(huán)境和提高機器性能。

參考文獻

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1.隔聲材料的阻尼性能，例如泡沫塑料、橡膠和聚合物，能夠吸收振動能量并將其轉(zhuǎn)化為熱量，降低噪聲和振動水平。

2.粘彈性材料的阻尼性能，例如瀝青基阻尼材料和聚合物復合材料，具有同時具有彈性和粘性，能夠有效耗散振動能量。

3.金屬阻尼材料的阻尼性能，例如鉛、鋼和鋁，可以提供高阻尼能力，用于控制高頻振動和噪聲。

二、阻尼結(jié)構(gòu)設(shè)計

阻尼技術(shù)應用

阻尼技術(shù)廣泛應用于氣壓動力機械中，以控制噪聲和振動。阻尼材料通過吸收或耗散能量，降低機械系統(tǒng)的固有頻率或共振頻率，從而有效地抑制振動和噪聲。

阻尼材料分類

阻尼材料可分為兩大類：

*粘彈性材料：具有粘性（能量耗散）和彈性（能量儲存）特性的材料，如橡膠、尼龍和聚氨酯。粘彈性材料的阻尼特性高度依賴于溫度和頻率。

*黏性流體阻尼器：利用粘性流體（例如硅油或潤滑脂）的阻尼作用，如剪切阻尼器和擠壓阻尼器。黏性流體阻尼器的阻尼力與流體粘度和流速成正比。

阻尼應用技術(shù)

在氣壓動力機械中，阻尼技術(shù)應用于以下幾個方面：

1.結(jié)構(gòu)阻尼

在機械結(jié)構(gòu)中加入阻尼材料，通過結(jié)構(gòu)變形消耗振動能量。常見的結(jié)構(gòu)阻尼方法包括：

*在接觸面上粘貼阻尼墊或阻尼層

*使用阻尼涂層或噴涂劑

*設(shè)計具有阻尼特性（例如非對稱結(jié)構(gòu)）的部件

2.粘滯阻尼

通過向運動部件施加粘滯力來耗散振動能量。粘滯阻尼器可分為：

*線性粘滯阻尼器：產(chǎn)生與振幅成正比的阻尼力，如油缸阻尼器

*非線性粘滯阻尼器：產(chǎn)生與振幅成非線性關(guān)系的阻尼力，如摩擦阻尼器和渦流阻尼器

3.摩擦阻尼

利用摩擦力來耗散振動能量。摩擦阻尼器通常采用：

*接觸摩擦：通過在兩個表面之間施加壓力，產(chǎn)生摩擦阻尼力

*滑動摩擦：通過在運動部件上施加滑塊或剎車片，產(chǎn)生摩擦阻尼力

4.動力吸振器

通過安裝具有較低固有頻率的輔助質(zhì)量來吸收特定頻率的振動。動力吸振器可分為：

*單自由度吸振器：具有單一的自由度，適用于窄帶振動

*多自由度吸振器：具有多個自由度，適用于寬帶振動

阻尼技術(shù)選擇

選擇合適的阻尼技術(shù)需要考慮以下因素：

*振動的類型和頻率

*機械系統(tǒng)的剛度和阻尼特性

*環(huán)境條件（溫度、濕度等）

*成本和可用性

通過綜合考慮這些因素，可以優(yōu)化阻尼技術(shù)的應用，有效地控制氣壓動力機械的噪聲和振動，提高機械性能和使用壽命。第六部分噪聲源識別與控制噪聲源識別與控制

噪聲源識別

識別氣壓動力機械噪聲源是制定有效控制措施的關(guān)鍵。常用的噪聲源識別方法包括：

*聲壓級測量：在機器周圍不同位置測量聲壓級，確定噪聲最強的區(qū)域。

*聲音強度測量：使用聲強儀測量每個噪聲源的聲強，從而確定其相對貢獻。

*操作條件分析：分析機器操作條件的變化對噪聲水平的影響，如轉(zhuǎn)速、壓力和流量。

*振動測量：測量機器組件的振動，因為振動通常是噪聲產(chǎn)生的原因。

*氣流分析：研究機器內(nèi)的氣流模式，因為湍流和沖擊會產(chǎn)生噪聲。

噪聲控制

識別噪聲源后，可以采用各種措施來控制噪聲水平：

主動噪聲控制(ANC)：利用揚聲器產(chǎn)生與噪聲相反相位的聲波，從而抵消噪聲。ANC特別適用于低頻噪聲。

聲學材料：使用吸聲材料（如玻璃纖維、聚氨酯泡沫）吸收噪聲。吸聲材料可以安裝在機器外殼、管道和消聲器上。

優(yōu)化氣流：改進機器內(nèi)的氣流模式，以減少湍流和沖擊，從而降低噪聲。這可以通過優(yōu)化管道設(shè)計、使用擴散器和消除障礙物來實現(xiàn)。

振動隔離：安裝減振器（如橡膠墊、彈簧）以隔離機器組件的振動，防止振動傳到周圍環(huán)境。

消聲器：在機器排氣口和進氣口安裝消聲器，以降低排放的噪聲水平。消聲器包含吸收材料、穿孔板和隔板，可以吸收和反射噪聲波。

其他措施：

*機器外殼：使用厚壁外殼或添加隔音層，以減少噪聲向外部傳播。

*隔音罩：圍繞機器建造隔音罩，以物理阻擋噪聲。

*維護：定期維護機器，更換磨損部件和確保潤滑，以減少振動和噪聲。

*隔音室：將機器放置在專門的隔音室內(nèi)，以限制噪聲向鄰近區(qū)域傳播。

*聲屏障：在噪聲源周圍建造聲屏障，以阻擋噪聲的傳播。

選擇合適的噪聲控制措施

選擇合適的噪聲控制措施需要考慮以下因素：

*噪聲源的類型和位置

*目標降噪水平

*成本和可行性

*空間限制

*維護要求

通過仔細考慮這些因素，可以有效地控制氣壓動力機械產(chǎn)生的噪聲，改善作業(yè)環(huán)境并遵守噪聲法規(guī)。第七部分振動隔離與阻尼關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點主題名稱：彈簧隔振

1.彈簧隔振是阻隔振動能量從振源傳遞到被保護設(shè)備的基礎(chǔ)方法。

2.彈簧隔振器通過在振源和設(shè)備之間插入柔性彈簧，有效地吸收、隔離和衰減振動。

3.彈簧的剛度、阻尼和幾何形狀對隔振效果有著至關(guān)重要的影響，需要根據(jù)具體應用進行優(yōu)化設(shè)計。

主題名稱：阻尼器

振動隔離與阻尼

振動隔離是指通過使用彈性元件和阻尼裝置將振動源與結(jié)構(gòu)隔離，防止振動傳遞至敏感設(shè)備或人員。阻尼則指通過吸收或耗散振動能量來減少振幅。在氣壓動力機械噪聲與振動的控制中，振動隔離與阻尼是關(guān)鍵措施。

振動隔離

振動隔離通過在振動源和結(jié)構(gòu)之間設(shè)置彈性層或減震器實現(xiàn)。彈性元件（如彈簧、橡膠墊或隔振器）具有較低的剛度，可以在一定頻率范圍內(nèi)允許相對運動，從而吸收振動。

阻尼

阻尼裝置用于耗散振動能量，防止其放大。常見的阻尼機制包括：

*粘性阻尼：利用粘性流體的阻力耗散能量。

*結(jié)構(gòu)阻尼：利用材料內(nèi)部的摩擦和滯后耗散能量。

*外部阻尼：使用附加的阻尼裝置，如阻尼器或隔振墊，耗散能量。

振動隔離與阻尼設(shè)計

振動隔離和阻尼的有效性取決于以下因素：

*隔離頻率：彈性元件的固有頻率應低于機械的激勵頻率，以最大程度地隔離振動。

*阻尼比：阻尼系數(shù)應足夠高，以有效地耗散能量，但不能過高，以免阻礙機械的正常運行。

*隔離效率：隔離效率表示振動源和結(jié)構(gòu)之間傳遞的振幅減少的程度，通常用分貝（dB）表示。

*約束條件：振動隔離和阻尼措施應考慮結(jié)構(gòu)的約束條件，如邊界條件和幾何形狀。

氣壓動力機械振動控制的應用

在氣壓動力機械中，振動隔離和阻尼用于：

*降低泵和壓縮機等設(shè)備的噪聲和振動：通過隔離這些設(shè)備的振動，可以減少噪聲向周圍環(huán)境的傳遞。

*保護精密儀器和設(shè)備：振動隔離可以防止振動損壞敏感儀器，如導航系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和電子設(shè)備。

*提高人員舒適度：通過隔離振動，可以減少對操作人員和乘客的不良影響，提高舒適度和安全性。

*延長機械壽命：減少振動可以降低機械部件的應力，延長其使用壽命。

具體實施方法

*彈簧減震器：用于隔離設(shè)備的低頻振動。

*橡膠減震墊：具有良好的隔振效果，常用于輕型設(shè)備的振動隔離。

*隔振器：專門設(shè)計的設(shè)備，可隔離多種頻率范圍的振動。

*阻尼器：如粘性阻尼器、彈性阻尼器和調(diào)諧質(zhì)量阻尼器，用于耗散振動能量。

數(shù)據(jù)

典型的氣壓動力機械振動隔離和阻尼措施可實現(xiàn)以下效果：

*泵和壓縮機的噪聲降低10-20dB

*精密儀器的振動幅度降低50-70%

*人員不適感降低30-50%

*機械壽命延長20-30%

結(jié)論

振動隔離和阻尼是氣壓動力機械噪聲與振動控制的關(guān)鍵策略。通過精心設(shè)計和實施這些措施，可以有效減少噪聲和振動，提高機械性能、人員舒適度和安全性。第八部分整體降噪振動策略關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點【源區(qū)噪聲控制】

1.優(yōu)化氣動設(shè)計，減小流動損失和湍流，降低源頭噪聲；

2.采用消聲材料和結(jié)構(gòu)阻尼材料，降低結(jié)構(gòu)振動和聲能傳遞；

3.優(yōu)化設(shè)備位置和布置，避免共振和聲場積累。

【傳聲路徑控制】

整體降噪振動策略

概述

整體降噪振動策略是一種全面的系統(tǒng)化方法，旨在降低氣壓動力機械的噪聲和振動。該策略涉及識別和解決噪聲和振動源，并實施各種措施來減輕其影響。

識別噪聲和振動源

*機械噪聲：包括活塞運動、齒輪嚙合和軸承摩擦。

*氣動噪聲：包括進氣和排氣閥門的聲音、進氣管道的噪聲以及排氣管道的脈動。

*結(jié)構(gòu)噪聲：包括部件振動引起的共振和結(jié)構(gòu)輻射。

減輕措施

整體降噪振動策略實施以下措施來減輕噪聲和振動源的影響：

1.聲源處理

*消音器：衰減排氣管道中的氣動噪聲。

*吸音材料：吸收和消散機械噪聲和結(jié)構(gòu)噪聲。

*減震支架：隔絕部件振動向基礎(chǔ)的傳遞。

2.振動源處理

*平衡：減少旋轉(zhuǎn)部件的不平衡，降低振動水平。

*剛度增強：增加機械結(jié)構(gòu)的剛度，防止共振。

*阻尼處理：通過添加阻尼材料來抑制振動。

3.傳播路徑處理

*隔音屏障：阻擋噪聲和振動的傳播。

*隔振措施：隔離設(shè)備和基礎(chǔ)之間的振動傳遞。

*浮動地板：創(chuàng)建振動隔離層，降低結(jié)構(gòu)噪聲。

4.系統(tǒng)優(yōu)化

*整體設(shè)計：選擇避免或減少噪聲和振動的設(shè)計。

*運營優(yōu)化：優(yōu)化操作條件，例如速度和壓力，以降低噪聲和振動。

*定期維護：定期維護和檢修設(shè)備，以防止因磨損或故障而加劇噪聲和振動。

5.環(huán)境噪聲控制

*聲學設(shè)施：建立聲學設(shè)施（如消音室）