噪声控制技术-第七章.ppt

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,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5-10,dB;,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1,mm,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：,a,代替,I,当,a0,时，无吸声,当,a1,时，完全吸收，无声能反射,1）吸声系数,a,是频率的函数,，为研究问题方便，常用中心频率为125，250，500，1000，2000，4000,Hz,的吸声系数的平均值，称为平均吸声系数,2）吸声量：,A：,材料的总吸声量,S,i,：,材料,i,的吸声表面积(,m,2,),可推知，吸声量,A,的单位是,m,2,2）驻波管法,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,1)混响室法（第四节中详细讲）,声强系数与声压系数之间为平方关系，即：,由于,a,代替,I,得到：,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,一、吸声机理,由于,当,Z,sm,（,材料声阻抗率）,与,c,相等时，,a1，,说明材料将声音完全吸收，但在实际应用中不可能。,理想吸声材料,要求其声阻抗率,接近于,空气的特性阻抗率。,压缩、膨胀、摩擦、产热,降低声音能量,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500,Hz,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,a,max,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=1/4,时，吸声系数,a,最大；,对于低频率声音来说，,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5-10,cm。,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,穿孔率计算：,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,薄板或薄膜共振吸声结构,单空腔共振吸声体,穿孔薄板共振吸声体,1）薄板（膜）共振吸声结构,基于空气的体积弹性量为,c,2,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：,其中：,M：,薄板面密度,Kg/m,2,L:,空腔厚度，,cm,f:Hz,:,空气密度,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200-1000,Hz,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.1287-8,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,共振吸收频率：,其中：,S：,孔面积，,m,2,V：,空腔体积，,m,3,t：,孔深度，,m,：,孔口修正量，,m,t+,为有效颈长，对于直径为,d,的圆孔，,d/4,3）穿孔薄板共振吸声体（多腔共振吸声体）,假设：,S：,每各孔面积,m,2,A：,共振单元薄板面积,m,2,D：,空气层厚度，,m,则穿孔率,PS/A，,每个共振腔体积,VAD,其共振频率为,