噪声课程作业.doc

《环境噪声控制工程》课程设计任务书

一、课程目的：
《环境噪声控制工程》是高等学校环境工程专业的主要专业课程之一，为促进学生掌握噪声治理的理论和技术，具备噪声治理工程的设计能力和综合利用相关专业知识的能力，本课程在完成课堂理论教学的同时开设课程设计一周。通过课程设计使学生了解噪声治理工程设计的基本知识和原则，使学生的基本技能得到训练。
本课程的目的是通过课程设计，使我们学生能过综合运用和深化所学专业理论知识，培养独立分析和解决一般工程实际问题的能力，使我们受到工程师基本的训练。
二、吸声降噪设计：某工厂空压机房有2台空压机，距噪声源2 m，测得的各频带声如下表所示。现欲采用吸声处理使机房噪声降到90dB（A），因此选用噪声评价曲线。选择吸声材料的品种和规格，以及材料的使用面积。
各频带声压级
倍频带中心频率（HZ）

63

125

250

500

1000

2000

4000

8000
声压级
(dB)

103

95

92

92

84.5

83

79.5

75.5
已知：
车间的情况：10m×6m×4m容积v=240m3,内表面积S=248㎡,
S天=S地=60㎡，S墙1=S墙3=40 ㎡ ，S墙2=S墙4=24㎡
三、吸声降噪的设计原则：
1、先对声源进行隔声、消声等处理，如改进设备、加隔声罩、消声器或建隔声墙、隔声间等。
2、当房间内平均吸声系数很小时，采取吸声处理才能达到预期效果。单独的风机房、泵房、控制室等房间面积较小，所需降噪量较高，宜对天花板、墙面同时作吸声处理；车间面积较大，宜采用空间吸声体、平顶吸声处理；声源集中在局部区域时，宜采用局部吸声处理，同时设置隔声屏障；噪声源较多且较分散的生产车间宜作吸声处理。
3、在靠近声源直达声占支配地位的场所，采取吸声处理，不能达到理想的降噪效果。
4、通常吸声处理只能取得4～12dB的降噪效果。
5、若噪声高频成分很强，可选用多孔吸声材料；若中、低频成分很强，可选用薄板共振吸声结构或穿孔板共振吸声结构；若噪声中各个频率成分都很强，可选用复合穿孔板或微穿孔板吸声结构。通常要把几种方法结合，才能达到最好的吸声效果。
6、选择吸声材料或结构，必须考虑防火、防潮、防腐蚀、防尘等工艺要求。
7、选择吸声处理方式，必须兼顾通风、采光、照明及装修、施工、安装的方便因素，还要考虑省工、省料等经济因素。
四、计算步骤
1、由已知的房间尺寸可计算得，S天=S地=60m2 S墙1=S墙3=40m2
S墙2=S墙4=24m2
2、由于房间内表面为混凝土面，查课本《环境物理性污染控制工程》P94可得混凝土（涂油漆）各频率下的吸声系数如下表（表2），即为处理前的吸声系数：

混凝土地面
（涂油漆）
/
f/HZ
125
250
500
1000
2000
4000
0.01
0.01
0.01
0.02
0.02
0.02

由上表可求得：室内平均吸声系数=(0.01×3+0.02×3)/6=0.015
3、①由已知得房间不同频率下测量的声压级Lp。
②由参考书上的NR曲线可得对应的NR数，从而可得房间允许的声压级值。
③由①-②可得不同频率下的ΔLp。
④由ΔLp、，代入公式可得处理后不同频率下的平均吸声系数。
⑤室内平均吸声系数=(0.01×3+0.02×3)/6=0.015
代入得临界半径rc=1/4(Q×R/π)^1/2
=1/4=0.39m<2m,
所以,该房间的声场是混响声。
以上计算得到的数据如下表（表3）所示：
序号
项目
各倍频带中心频率下的参数
说明
125HZ
250HZ
500HZ
1000HZ
2000HZ
4000HZ
①

95
92
92
84.5
83
79.5
现测
②
允 许 值
90
85
82
80
78
76
设计目标
③
减 噪 量
5
7
10
4.5
5
3.5
①-②
④
处理前
0.01
0.01
0.01
0.02
0.02
0.02
查表
⑤
处理后
0.032
0.050
0.100
0.056
0.063
0.045
=×
10^0.1ΔLp
4、吸声材料的选择及计算
由已知的表1可知该房间的中、低频成分很强，所以可选用薄板共振吸声结构或穿孔板共振吸声结构作为吸声材料。
选择穿孔板共振吸声结构中的五合板为吸声材料，由《环境物理性污染控制工程》P88查得各频率下材料的吸声系数。如下表（表4）：

共振五合板
构造
各频率下的吸声系数
125HZ
250HZ
500HZ
1000HZ
2000HZ
4000HZ
孔径5mm
孔距25mm
空气层厚50mm
内填矿渣棉25kg/m3
0.23
0.60
0.86
0.47
0.26
0.27
设：需安装材料面积为S材，则
〔S材＋(248-S材)×〕/248 >=
① 当f=125HZ时，〔0.23S材＋(248-S材)× 0.01〕/248 >=0.032
S材>=24.8m2
② 当f=250HZ时，〔0.60S材＋(248-S材)× 0.01〕/248 >=0.050
S材>=16.81 m2
③ 当f=500HZ时，〔0.86S材＋(248-S材)× 0.01〕/248 >=0.100
S材>=26.26 m2
④ 当f=1000HZ时，〔0.47S材＋(248-S材)× 0.02〕/248 >=0.056
S材>= 19.84m2
⑤ 当f=2000HZ时，〔0.26S材＋(248-S材)× 0.02〕/248 >=0.063
S材>=44.43m2
⑥ 当f=4000HZ时，〔0.27S材＋(248-S材)× 0.02〕/248 >=0.045
S材>=24.8 m2
所以S材>=44.43 m2
因为 S天=60m2, 所以可在房间的天花板安装共振五合板
当S材=60 m2时，反算此时各频率下的平均吸声系数
=〔60＋(248-60)×〕/248
1>当f=125HZ时，=〔0.23×60＋(248-60)× 0.01〕/248=0.063
验算：=×10^0.1ΔLp ΔLp=7.99dB>5dB
2>当f=250HZ时，=〔0.6×60＋(248-60)× 0.01〕/248=0.153
验算：=×10^0.1ΔLp ΔLp=11.85dB>7dB
3>当f=500HZ时，=〔0.86×60＋(248-60)× 0.01〕/248=0.216
验算：=×10^0.1ΔLp ΔLp=13.34dB>10dB
4>当f=1000HZ时，=〔0.47×60＋(248-60)× 0.02〕/248=0.129
验算：=×10^0.1ΔLp ΔLp=8.10dB>4.5dB
5>当f=2000HZ时，=〔0.26×60＋(248-60)× 0.02〕/248=0.078
验算：=×10^0.1ΔLp ΔLp=5.91dB>5dB
6>当f=4000HZ时，=〔0.27×60＋(248-60)× 0.02〕/248=0.080
验算：=×10^0.1ΔLp ΔLp=6.02dB>3.5dB

序号
项目
倍频带中心频率
说明
125
250
500
1000
2000
4000

1
穿孔板五合板吸声系数
0.23
0.60
0.86
0.47
0.26
0.27

2
五合板至少要达到的面积m2
24.8
16.81
26.26
19.84
44.43
24.8

3
五合板实际所用面积m2
60

4
处理后平均声级系数
α4
0.063
0.153
0.216
0.129
0.078
0.045

5
减噪量ΔLp
7.99
11.85
13.34
8.10
5.91
6.02

五、结论：
通过上面计算可知，上面假设设计满足设计原则和要求，所以此吸声降噪设计方案成立，即可在房间的天花板（面积为60 m2）安装五合板穿孔共振吸声结构，以达到降噪的目的。而且由上面的验算可知采用该方案，有较好的降噪效果，降噪量超过目标值不大，选用五合板穿孔共振吸声结构在经济上不会造成太大的浪费。综合以上因素，本方案可行。
六、参考文献
1、 郑长聚主编.环境工程手册环境噪声控制卷.北京：高等教育出版社，2000
2、 李家华.环境噪声控制.北京：冶金工业出版社，1995
3、马大猷.噪声与振动控制工程手册.北京：中国机械工业出版社，2002
4、高红武主编.噪声控制工程.武汉：武汉理工大学出版社，2003
5、洪宗辉主编.环境噪声控制工程.北京：高等教育出版社，2002