2025年大學《聲學》專業(yè)題庫——聲學材料在建筑空調(diào)降噪中的應用考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請將正確選項的字母填在題后的括號內(nèi)）1.以下哪種聲學參數(shù)主要描述聲音的強度？()A.聲壓級B.聲功率級C.聲強級D.分貝值2.在空氣傳播的噪聲中，當聲波頻率增加時，在同一距離處，其聲壓級通常會？()A.減小B.增大C.不變D.無法確定3.對于空調(diào)系統(tǒng)中的風道噪聲，以下哪種措施屬于在傳播途徑上控制噪聲？()A.使用低噪聲風機B.選擇高吸聲材料包裹風道C.提高空調(diào)制冷效率D.設置隔聲罩4.以下哪種吸聲材料的吸聲機理主要是通過材料內(nèi)部的孔隙吸收聲能？()A.薄板振動吸聲板B.穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)C.超細玻璃棉吸聲板D.質(zhì)量定律隔音材料5.根據(jù)聲學原理，下列哪種結(jié)構(gòu)通常具有最佳的隔聲性能？()A.單層實心墻B.單層輕薄墻C.雙層空心墻（兩層之間有空腔）D.填充實心材料的墻體6.空調(diào)系統(tǒng)中，風機葉片旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的噪聲屬于哪種類型的噪聲？()A.線性噪聲B.諧波噪聲C.沖擊噪聲D.空氣動力性噪聲7.在選擇空調(diào)機房位置的隔聲措施時，主要考慮降低哪種噪聲傳播途徑的影響？()A.空氣傳聲B.撞擊傳聲C.結(jié)構(gòu)傳聲D.圍護結(jié)構(gòu)穿透傳聲8.降噪系數(shù)（NRC）是衡量哪種材料性能的指標？()A.隔聲B.隔振C.吸聲D.反射9.對于需要低混響時間的空調(diào)房間（如控制室），應優(yōu)先選用哪種類型的吸聲材料？()A.高頻吸聲材料B.低頻吸聲材料C.全頻段寬帶吸聲材料D.阻性吸聲材料10.空調(diào)系統(tǒng)中，水泵運行時產(chǎn)生的振動主要通過什么方式傳遞到建筑結(jié)構(gòu)上？()A.空氣傳播B.結(jié)構(gòu)傳遞C.直接輻射D.電磁感應二、填空題（每空1分，共15分。請將正確答案填在題中的橫線上）1.聲壓級用符號______表示，其單位是______。2.建筑聲學中，描述房間聲音衰減快慢的物理量是______。3.空調(diào)系統(tǒng)噪聲的主要來源包括風機噪聲、______噪聲、水泵噪聲和壓縮機噪聲等。4.利用多孔材料內(nèi)部的孔隙和空氣振動來吸收聲能的吸聲方式稱為______吸聲。5.隔聲結(jié)構(gòu)的隔聲量主要取決于材料的______、厚度以及結(jié)構(gòu)構(gòu)造方式。6.為了減少空調(diào)風管共振引起的噪聲，通常需要在風管系統(tǒng)中設置______。7.在空調(diào)系統(tǒng)中，常用的阻性消聲器主要依靠填充在管道內(nèi)的______來吸收聲能。8.對于空調(diào)室外機等設備，常采用______或______等措施來控制其噪聲對外界的影響。9.評價吸聲材料全頻段吸聲性能的指標是______。10.控制空調(diào)系統(tǒng)噪聲時，應優(yōu)先考慮在______處進行控制，因為這樣效果最好、成本最低。三、簡答題（每小題5分，共20分。請簡要回答下列問題）1.簡述空氣聲傳播的基本途徑。2.簡述多孔吸聲材料和薄板振動吸聲材料的吸聲機理的主要區(qū)別。3.簡述選擇空調(diào)系統(tǒng)消聲器類型時需要考慮的主要因素。4.簡述空調(diào)房間進行聲學處理的基本目標。四、計算題（每小題10分，共20分。請列出計算步驟，寫出公式和結(jié)果）1.某空調(diào)房間的噪聲測量結(jié)果為85dB(A)，在距離聲源2米處測量。若已知該噪聲主要頻率成分的聲功率級為90dB，求距離聲源10米處的噪聲聲壓級（A計權(quán)）。（假設空氣吸收忽略不計）2.一根直徑為200mm的硬質(zhì)穿孔板風管，管壁厚度為10mm，穿孔率（孔洞總面積與管道表面積之比）為20%，穿孔直徑為10mm。該風管內(nèi)空氣流速為15m/s，空氣溫度為20℃。請簡述該風管可能產(chǎn)生的噪聲頻率范圍，并說明其主要的消聲機理。（無需計算具體頻率和吸聲系數(shù)）五、論述題（15分。請結(jié)合實際，闡述如何綜合運用吸聲、隔聲和隔振等措施，對一個典型的中央空調(diào)系統(tǒng)進行降噪處理。）試卷答案一、選擇題1.C2.B3.B4.C5.C6.D7.A8.C9.C10.B二、填空題1.L,dB(A)2.混響時間3.通風4.多孔5.密度/質(zhì)量密度6.共振吸聲器/消聲器7.吸聲材料/阻性材料8.隔聲罩,隔聲房9.降噪系數(shù)(NRC)10.聲源三、簡答題1.解析思路：首先明確空氣聲傳播需要介質(zhì)。其次，從聲源處發(fā)出，通過建筑物的門窗、墻體縫隙、通風空調(diào)管道等構(gòu)造薄弱處進入室內(nèi)。最后到達室內(nèi)接收點?；卮饡r需覆蓋這三個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。答案：空氣聲傳播是指聲源產(chǎn)生的聲音通過空氣介質(zhì)，經(jīng)過建筑物的圍護結(jié)構(gòu)（如墻體、門窗、樓板等）的縫隙、孔洞或薄弱環(huán)節(jié)傳入室內(nèi)。其基本途徑包括：聲源發(fā)出聲音->通過空氣傳播->經(jīng)過建筑圍護結(jié)構(gòu)傳聲途徑（縫隙、孔洞等）->進入室內(nèi)。2.解析思路：區(qū)分兩種吸聲機理的核心。多孔吸聲是聲波進入材料內(nèi)部，空氣分子在孔內(nèi)摩擦、粘滯及熱交換耗散聲能。薄板吸聲是聲波使材料板振動，板的振動帶動板后空氣振動，在空氣中形成駐波，消耗聲能，并在板面產(chǎn)生“聲輻射”，將部分聲能轉(zhuǎn)化為板的熱能。答案：多孔吸聲材料的吸聲機理主要是利用材料內(nèi)部大量的相互連通的微小孔隙和通道，當聲波傳入材料內(nèi)部時，引起孔隙內(nèi)的空氣振動，空氣分子之間以及空氣與孔壁之間發(fā)生摩擦、粘滯和熱交換，將聲能轉(zhuǎn)化為熱能，從而衰減聲能。薄板振動吸聲材料的吸聲機理主要是當聲波作用于薄板時，引起薄板振動，薄板振動帶動其后面的空氣層振動，在空氣層中形成駐波。同時，薄板本身的振動也消耗一部分聲能，并在板面產(chǎn)生向外的聲輻射，將部分聲能轉(zhuǎn)化為薄板和空氣的機械能和熱能。3.解析思路：消聲器選擇需考慮噪聲源特性（頻率、聲功率）、管道尺寸、安裝空間、經(jīng)濟性、空氣動力性能（阻力損失）以及所需消聲量等。需根據(jù)具體工程需求權(quán)衡。答案：選擇空調(diào)系統(tǒng)消聲器類型時需要考慮的主要因素包括：①噪聲源的頻率特性和聲功率級；②風管系統(tǒng)的尺寸和氣流參數(shù)（風速）；③消聲器的安裝空間和位置；④所需達到的消聲量；⑤消聲器的空氣動力性能，即允許的氣流阻力損失；⑥消聲器的成本和結(jié)構(gòu)復雜性；⑦系統(tǒng)的運行環(huán)境（溫度、濕度等）。4.解析思路：空調(diào)房間聲學處理的目標是創(chuàng)造一個舒適、安靜的環(huán)境。主要目標是降低室內(nèi)噪聲水平，控制混響時間，使聲音清晰，避免干擾。答案：空調(diào)房間進行聲學處理的基本目標包括：①降低室內(nèi)噪聲水平，使房間內(nèi)的噪聲級控制在允許的標準范圍內(nèi)，保證人員正常的工作、休息或活動；②控制房間的混響時間，使其符合使用功能的要求，一般需要較短或適中的混響時間，以保證聲音的清晰度；③改善房間的音質(zhì)，消除或減少回聲、混響等聲學缺陷，創(chuàng)造良好的聽聞效果。四、計算題1.解析思路：利用對數(shù)疊加原理計算距離變化引起的聲壓級變化。因為忽略空氣吸收，所以點聲源在自由空間中傳播，聲壓級隨距離增加而以6dB每倍頻程（或20dB每十倍頻程）下降。從2米到10米，距離增加5倍，聲壓級下降20dB。然后在對數(shù)運算中相加。答案：L1=85dB(A)L_p1=90dB(參考聲功率級，此處理解為L_W)L_p2=L_p1+10*log10(r1/r2)+L1-10*log10(r1/r2)或更準確地，距離增加，聲壓級下降：L_p2=L_p1+10*log10(r1/r2)L_p2=L_p1+10*log10(2/10)L_p2=L_p1+10*log10(0.2)L_p2=L_p1+10*(-0.69897)L_p2=L_p1-6.9897dBL_p2≈90-7=83dB考慮到原始測量值L1=85dB(A)是在2米處，假設該值為測量值，則10米處為：L2=L1-10*log10(r1/r2)L2=85-10*log10(2/10)L2=85-10*(-0.69897)L2=85+6.9897dBL2≈91.99dB(A)結(jié)果：距離聲源10米處的噪聲聲壓級（A計權(quán)）約為92dB(A)。*(注：原題條件表述可能引起歧義，以上按自由空間點聲源衰減計算，若管道影響顯著則需不同模型)*2.解析思路：風管噪聲主要源于氣流通過管道時產(chǎn)生的空氣動力性噪聲，其頻率與氣流速度、管道尺寸（孔徑、直徑）有關(guān)。可通過公式f≈(2vD)/(πd2)估算共振頻率。穿孔板主要起阻性或共振吸聲作用，改變管道聲學特性。穿孔率影響吸聲系數(shù)和阻尼。答案：1.噪聲頻率范圍：空調(diào)風管噪聲屬空氣動力性噪聲，主要頻率成分靠近管道的共振頻率?？赏ㄟ^簡化的公式估算其大致頻率范圍：f_res≈(v*D)/(2*L_eff)，其中v為流速，D為等效直徑（對于圓形管道近似為外徑，對于穿孔板可能需要考慮等效特性），L_eff為有效管長。更具體的頻率取決于穿孔率、孔徑、管道截面積等參數(shù)。通常，低頻噪聲占主導。噪聲頻率范圍大致在低頻段，可能延伸至中頻段。2.主要消聲機理：對于此穿孔板風管，其主要噪聲產(chǎn)生機理是氣流通過小孔時發(fā)生渦流和湍流，以及可能的管道共振。穿孔板本身可以提供一定的阻性吸聲（聲波進入孔洞后因摩擦耗能），但主要作用可能在于影響管道的聲學特性。當穿孔率較低時，穿孔板結(jié)構(gòu)可能形成亥姆霍茲共振器，吸收特定頻率的聲能，起到共振吸聲的作用。此外，穿孔板的存在會增加管道的聲阻，對聲波傳播產(chǎn)生阻礙，從而具有一定的消聲效果。總的來說，其主要的消聲機理是阻性吸聲和可能的共振吸聲，同時穿孔結(jié)構(gòu)也改變了管道的聲阻抗，影響了噪聲的傳播。五、論述題解析思路：此題要求結(jié)合實際，全面闡述降噪策略。需要首先分析中央空調(diào)系統(tǒng)的主要噪聲源和傳播途徑。然后分別論述吸聲、隔聲、隔振在何處應用，如何應用。最后強調(diào)三者結(jié)合及優(yōu)化的重要性。應體現(xiàn)系統(tǒng)性思維和工程實踐性。答案：對一個典型的中央空調(diào)系統(tǒng)進行降噪處理，需要綜合考慮噪聲源特性、傳播途徑以及環(huán)境要求，綜合運用吸聲、隔聲和隔振等多種技術(shù)措施。首先，應進行詳細的噪聲源分析和傳播途徑調(diào)查，識別主要的噪聲源（如空調(diào)主機、冷卻塔、水泵、風機、風管、管道閥門等）及其噪聲特性（頻率、聲功率級），并分析噪聲的主要傳播途徑（空氣傳聲、結(jié)構(gòu)傳聲）。1.聲源控制：首先考慮在聲源處進行控制，這是最有效且成本最低的方法。例如，選用低噪聲的設備（風機、水泵、壓縮機等）；對高噪聲設備設置隔聲罩或隔聲房，利用厚重隔音材料阻擋噪聲向外傳播；對設備進行良好隔振，減少振動通過基礎傳播。2.傳播途徑控制：*空氣傳聲控制：針對風管系統(tǒng)噪聲，可在風管末端或噪聲敏感區(qū)域安裝合適的消聲器（如阻性消聲器、抗性消聲器、阻抗復合式消聲器）來降低沿管道傳播的噪聲。消聲器的選擇需根據(jù)噪聲頻率特性、風量、風速等因素確定。對于長距離、大管徑的風管，可考慮在適當位置設置彎頭或擴張段以降低氣流速度，減少噪聲產(chǎn)生。此外，對穿墻、穿板的風管接口處進行嚴格的密封處理，防止噪聲泄漏。*結(jié)構(gòu)傳聲控制：針對通過建筑結(jié)構(gòu)傳播的噪聲，可采取增加結(jié)構(gòu)隔聲性能的措施。例如，對管道穿墻處使用隔聲套管；對振動較大的管道基礎進行隔振處理（安裝減振器）；對于設備基礎，也需進行隔振設計。建筑圍護結(jié)構(gòu)（墻體、樓板）本身應具有足夠的隔聲量。3.室內(nèi)聲學處理：對于空調(diào)房間內(nèi)部，若仍