噪声控制技术第七章.pptVIP

第七章 吸声和室内声场 吸声是噪声污染控制的一种重要手段； 在噪声污染控制工程设计中，常利用吸声材料吸收声能量来降低室内噪声。 室内噪声的来源： 通过空气传来的直达声 室内各墙壁面反射回来的混响声 室内混响声对环境的影响： 混响使室内噪声级增加，如一列火车进入隧道以后的噪声级比行驶在空旷的野外可高出5-10dB; 混响对听觉的干扰； 一、吸声材料 多孔性吸声材料（针对高频噪声控制） 材料特征： 内部有许多小孔，并与材料表面相通，具有通气性。 吸声机理： 声波投射到多孔材料表面时，部分投入的声波与纤维或颗粒表面产生内摩擦（摩擦力来自空气的压缩、膨胀），部分声能转变成热能，从而使声音的能量减小。 多孔性吸声材料分类： 无机纤维（如玻璃棉、岩棉等） 有机纤维（如植物纤维、木质纤维等） 泡沫材料（如泡沫塑料、泡沫混凝土等） 吸声建筑材料（如微孔吸声砖） 共振吸声结构（针对低频噪声控制） 材料特征：薄膜或薄板表面穿孔 吸声机理：应用共振原理 1）声音与薄板（薄膜）固有频率产生共振 2）声音与板后空腔气室空气产生共振 共振吸声结构的分类 微穿孔板吸声结构（小于1mm微孔） 穿孔板共振吸声结构（共振腔结构） 薄板或薄膜吸声结构（材料本身产生共振） 二、吸声特性的描述 1）吸声系数 2）吸声量： 2）驻波管法 1)混响室法（第四节中详细讲） 比较两种吸声测量方法可知： 基于声音传播方向的无规则性，混响室法测得的吸声系数更接近材料的实际应用环境；但测定吸声系数较困难，两种方法测定的吸声系数可以进行换算（书中121页，表7-1）。 第二节 多孔材料的吸声机理和影响吸声性能的因素 二、影响吸声性能的因素 材料的厚度 材料的密度 材料层于刚性面间的空气层 护面层（多应用于多孔疏松材料） 空间吸声体（室内悬挂吸声体） A：材料厚度 多孔材料对高频率声音吸声效果明显，即在高频区吸声系数较大； 多孔材料对低频率声音吸声效果差，即在低频区吸声系数较小； 随着材料厚度的增加，吸声最佳频率向低频方向移动； 厚度每增加1倍，最大吸收频率向低频方向移动一个倍频程； 材料厚度（最佳吸收频率下的波长） 当声音频率大于500Hz时，吸声系数与厚度无关。 B：材料密度（容重） 随着材料密度的增大，最大吸收系数amax向低频方向移动. C：空气层 即：材料层与刚性面间的空气层； 当空气层厚度d=1/4λ时，吸声系数a最大； 对于低频率声音来说，λ较大，空气层厚度也要加大，在工程上增加空气层厚度不太合适(对于房顶可适当增加空气层的厚度)，一般5-10cm。 D：护面层 多孔材料疏松，无法固定，不美观，需表面覆盖护面层，如护面穿孔板，织物或网纱等； 穿孔率（P），即穿孔总面积与未穿孔总面积的比值，穿孔率越大，对中高频率声音吸收效果越好，穿孔率越小，对低频吸收效果越好。 穿孔率的计算： 1）当圆孔为正方形排列时 2）当孔为等边三角形排列时 3）当孔为平行狭缝时 E：空间吸声体 即：将吸声体悬挂在室内对声音进行多方位吸收； 吸声体投影面积与悬挂平面投影面积的比值约等于40％时，对声音的吸声效率最高； 该法节省吸声材料，对工厂、企业的吸声降噪比较适用。 第二节 共振吸声结构分类与吸声原理 一、共振吸声结构分类 1）薄板（膜）共振吸声结构 基于空气的体积弹性量为ρc2 假设空腔厚为L，则弹性系数 根据弹簧振子共振频率 代入得到： 薄板共振吸声结构的应用范围： 薄膜吸声结构的共振频率通常在200-1000Hz范围，最大吸声系数约为0.3-0.4，一般作为中频范围的吸声材料。 当薄板固定在刚性面骨架上时，薄板和板后的封闭空气层，也构成振动系统，其共振频率按书中P.128－7-8公式计算，其中K与板的弹性、骨架构造、安装情况有关。 2）单腔共振吸声体 3）穿孔薄板共振吸声体（多腔共振吸声体） 假设：S：每各孔面积, m2 A：共振单元薄板面积, m2 D：空气层厚度，m 则穿孔率P＝S/A，每个共振腔体积V＝AD 其共振频率为 * * 1）吸声系数： a代替τI 当a＝0时，无吸声 当a＝1时，完全吸收，无声能反射 a是频率的函数，为研究问题方便，常用中心频率为125，250，500，1000，2000，4000Hz的吸声系数的平均值，称为平均吸声系数 A：材料的总吸声量 Si：材料i的吸声表面积 (m2) 可推知，吸声量A的单位是m2 基于振幅合成, 产生驻波时: 驻波比 n 波腹： 波节： 三、吸声系数的测量 声强系数与声压系数之间为平方关系，即：