1、第五節(jié) 噪聲控制技術隔聲,單層勻質(zhì)墻的隔聲性能,二,多層墻的隔聲特性,三,隔聲間,四,五,六,隔聲罩,隔聲屏,1,高級培訓,(一)隔聲原理,(二)透聲系數(shù)與隔聲量,隔聲概述,一,2,高級培訓,具有隔聲能力的屏蔽物稱作隔聲構(gòu)件。如隔聲墻、隔聲屏障、隔聲罩、隔聲間。 采用適當?shù)母袈暣胧┮话隳芙档驮肼暭?5dB20dB。,圖 隔聲基本原理示意圖,(一)隔聲原理,聲波在空氣中傳播，入射到勻質(zhì)屏蔽物時，部分聲能被反射，部分被吸收，還有部分聲能可以透過屏蔽物。設置適當?shù)钠帘治锟勺柚孤暷芡高^，降低噪聲的傳播。,3,高級培訓,(一)隔聲原理,(二)透聲系數(shù)與隔聲量,隔聲概述,一,4,高級培訓,定義：透射聲功率

2、（Wt）與入射聲功率（W）的比值，即 或 意義：表示隔聲構(gòu)件本身透聲能力的大小。 又稱作傳聲系數(shù)或透射系數(shù)。通常所指的是無規(guī)則入射時各入射角度透聲系數(shù)的平均值。,透射聲強/入射聲強,透射聲壓2/入射聲壓2,(二)透聲系數(shù)與隔聲量,1.透聲系數(shù),5,高級培訓,定義：等于透射系數(shù)的倒數(shù)取以10為底的對數(shù)的10倍，即 或 透聲系數(shù) 值愈小， R 值越大，隔聲性能愈好。 R 值的大小與與入射聲波的頻率有關。工程中常用1254000Hz 6個倍頻程或1003150Hz的16個1/3倍頻程的隔聲量作算術平均，來表示某一構(gòu)件的隔聲性能，稱作平均隔聲量( )。,2.隔聲量（R）,一般隔聲構(gòu)件的透聲系數(shù) 1,約

3、為10-110-5，為計算方便，采用隔聲量來表示構(gòu)件本身的隔聲能力。,6,高級培訓,定義：離聲源一定距離某處測得的隔聲構(gòu)件設置前、后的聲功率級 和 之差。 插入損失通常在現(xiàn)場用來評價隔聲罩、隔聲屏等構(gòu)件的隔聲效果。,3.插入損失（ ）,7,高級培訓,第八章 噪聲控制技術隔聲,多層墻的隔聲特性,三,隔聲間,四,五,六,隔聲罩,隔聲屏,8,高級培訓,(一)單層勻質(zhì)墻隔聲的頻率特性,(二)單層勻質(zhì)墻的隔聲量,9,高級培訓,圖2-32 單層勻質(zhì)墻的隔聲頻率特性曲線,(一)單層勻質(zhì)墻隔聲的頻率特性,隔聲墻：板狀或墻狀的隔聲構(gòu)件。 單層隔聲墻：僅有一層墻板。 雙層或多層隔聲墻：有兩層或多層墻板，層間有空氣

4、 或其它材料,10,高級培訓,圖 單層勻質(zhì)墻的隔聲頻率特性曲線,剛度控制,單層勻質(zhì)墻的隔聲量與入射聲波的頻率關系很大,剛度和阻尼控制區(qū),質(zhì)量控制區(qū),吻合效應區(qū),第一共振頻率,臨界吻合頻率,墻板的隔聲量隨著入射聲波頻率的增加而以每倍頻程6dB的斜率下降。,聲波頻率與墻板固有頻率相同時，引起共振，隔聲量最小。 隨著聲波頻率的增加，共振減弱，直至消失，隔聲量總趨勢上升。 共振區(qū)的大小與墻板的面密度、形狀、安裝方式和阻尼有關。 隔聲構(gòu)件，共振區(qū)越小越好。 阻尼越大，對共振的抑制越強，一般采用增加墻板的阻尼來抑制共振現(xiàn)象。,頻率大于fn,共振影響消失,墻板的隔聲量受墻板慣性質(zhì)量影響。 墻板的面密度愈大，

5、即質(zhì)量愈大，隔聲量愈高。 隔聲量隨入射聲波頻率的增加，而以斜率為6dB倍頻程直線上升。,隨入射聲波頻率繼續(xù)升高，隔聲量反而下降，曲線上出現(xiàn)低谷，這是吻合效應的緣故。 越過低谷后，隔聲量以每倍頻程10dB趨勢上升，接近質(zhì)量控制的隔聲量。 增加板的厚度和阻尼，可使隔聲量下降趨勢得到減緩。,11,高級培訓,一定頻率的聲波以入射角投射到墻板上，激起構(gòu)件彎曲振動 若入射聲波的波長在墻板上的投影正好與墻板的固有彎曲波波長b相等時，墻板彎曲波振動的振幅便達到最大，聲波向墻板的另面輻射較強，墻板隔聲量明顯下降，此現(xiàn)象稱為“吻合效應” 。,吻合效應,圖 吻合的成立條件,吻合效應的條件,入射角,12,高級培訓,定

6、義：產(chǎn)生吻合效應的最低頻率，即 時的頻率 的計算公式 或,臨界吻合頻率,墻板面密度，kgm2,墻板的彎曲勁度，Nm,墻板密度，kgm3,墻板的彈性模量，N/m2,墻板的厚度，m,由式可知，臨界吻合頻率受墻板厚度、密度、彈性影響 墻板越厚， 越低； 輕而彈性模量大的隔板，常常降到聽覺敏感的聲頻范圍內(nèi)，對隔聲造成不利影響。,13,高級培訓,表 幾種常用材料的密度和彈性模量,幾種常用材料計算臨界吻合頻率的參數(shù)，可用于設計計算。,輕質(zhì)、高模隔聲不利,14,高級培訓,(一)單層勻質(zhì)墻隔聲的頻率特性,(二)單層勻質(zhì)墻的隔聲量,15,高級培訓,單層勻質(zhì)墻的隔聲量公式建立條件為： (1)聲波垂直入射到墻上；

7、(2)墻將空間分成兩個半無限大空間，且墻的兩側(cè)均為通常狀況下的空氣； (3)墻為無限大，即不考慮邊界的影響； (4)將墻視為一個質(zhì)量系統(tǒng)，即不考慮墻的剛性、阻尼； (5)墻上各點以相同的速度振動， 則從透聲系數(shù)的定義及平面聲波理論，可以導出單層墻在 質(zhì)量控制區(qū)的聲波垂直入射時的隔聲量計算公式,(二)單層勻質(zhì)墻的隔聲量,墻板面密度，kgm2,入射聲波頻率，Hz,空氣密度，kgm3，常溫下取1.2/m3。,16,高級培訓,式常稱為隔聲質(zhì)量定律。它表明了單層勻質(zhì)墻的隔聲量與其面密度及入射聲波頻率的關系。 面密度越大,隔聲量越好，m 或f 增加1倍，隔聲量都增加6dB。,隔聲質(zhì)量定律,一般情況下， ，

8、因此,實際上，計算的結(jié)果與實測存在差異，修正的隔聲量估算經(jīng)驗式,由式可知， 實際上若頻率不變，面密度每增加一倍，隔聲量約增加5.4dB； 當面密度不變時，頻率每增加一倍，隔聲量增加約3.6dB。,17,高級培訓,工程估算單層墻對各頻率的平均隔聲量的經(jīng)驗公式 按主要的入射聲頻率1003200Hz范圍內(nèi)對隔聲量求平均值。 計算值和工程實測值良好一致。,平均隔聲量,18,高級培訓,表 一些常用單層隔聲墻的隔聲量,19,高級培訓,第八章 噪聲控制技術隔聲,單層勻質(zhì)墻的隔聲性能,二,隔聲間,四,五,六,隔聲罩,隔聲屏,20,高級培訓,(一)雙層隔聲墻,(二)多層復合板隔聲,21,高級培訓,(一)雙層隔聲

9、墻,1.雙層隔聲墻的隔聲原理,2.雙層墻的隔聲特性曲線,3.雙層墻的共振頻率及其隔聲量的實際估算,22,高級培訓,雙層隔聲墻：兩層墻體間夾一定厚度的空氣層。 隔聲原理：空氣與墻板特性阻抗不同，當聲波透過第一墻時，聲波經(jīng)空氣與墻板兩次反射衰減，且空氣層的彈性和附加吸收作用增強聲能衰減；聲波傳至第二墻，再經(jīng)兩次反射，透射聲能再次衰減，總透射損失更大。,1.雙層隔聲墻的隔聲原理,增加墻的厚度或面密度，可增加隔聲量，但不經(jīng)濟，隔聲效果也不理想。若將墻一分為二，中間夾一定厚度的空氣層，墻的總質(zhì)量不變，但隔聲效果比單層實心結(jié)構(gòu)好得多，經(jīng)濟。,23,高級培訓,(一)雙層隔聲墻,1.雙層隔聲墻的隔聲原理,2.

10、雙層墻的隔聲特性曲線,3.雙層墻的共振頻率及其隔聲量的實際估算,24,高級培訓,圖 雙層墻隔聲特性,2.雙層墻的隔聲特性曲線,c滿鋪吸聲材料,b有少量吸聲材料,d雙層墻隔聲量,a無吸聲材料,e單層墻隔聲量,共振頻率,吻合頻率,雙層隔聲墻相當于一個由兩層墻體與空氣層組成的振動系統(tǒng)。,當入射聲波頻率比雙層墻共振頻率低時，雙層墻板將作整體振動，此時空氣層不起作用，隔聲能力與同樣重量的單層墻沒有區(qū)別。,當入射聲波達到共振頻率時，隔聲量出現(xiàn)低谷。,超過 以后，隔聲曲線以每倍頻程18dB的斜率急劇上升，充分顯示出雙層墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性,隨著頻率升高，兩墻板間會產(chǎn)生一系列駐波共振，使隔聲特性曲線上升趨勢轉(zhuǎn)為平緩

11、，斜率為12dB倍頻程；,進入吻合效應區(qū)后，在臨界吻合頻率 處又出現(xiàn)一隔聲量低谷； 雙層墻的 與吻合效應狀況取決于兩層墻的臨界吻合頻率。,25,高級培訓,圖 雙層墻隔聲特性,2.雙層墻的隔聲特性曲線,c滿鋪吸聲材料,b有少量吸聲材料,d雙層墻隔聲量,a無吸聲材料,e單層墻隔聲量,共振頻率,吻合頻率,【結(jié)論】雙層墻隔聲性能較單層墻優(yōu)越的區(qū)域主要在共振頻率 以后，故在設計中盡量將 移往人們不敏感的頻率區(qū)域。,26,高級培訓,(一)雙層隔聲墻,1.雙層隔聲墻的隔聲原理,2.雙層墻的隔聲特性曲線,3.雙層墻的共振頻率及其隔聲量的實際估算,27,高級培訓,是指入射聲波法向入射時的墻板共振頻率,3.雙層墻

12、的共振頻率及其隔聲量的實際估算,雙層墻的共振頻率,、,式中， 、 雙層墻兩墻的面密度，kgm3； 空氣層的厚度，m。,由式可知，空氣層越薄，雙層墻的共振頻率越高。,28,高級培訓,工程估算雙層墻隔聲量的經(jīng)驗公式,隔聲量的實際估算,平均隔聲量估算的經(jīng)驗公式,( ),( ),空氣層附加隔聲量，由圖查得,29,高級培訓,常用雙層墻的隔聲量見表,30,高級培訓,(一)雙層隔聲墻,(二)多層復合板隔聲,31,高級培訓,多層復合板是由幾層面密度或性質(zhì)不同的板材組成的復合隔聲構(gòu)件. 通常用金屬或非金屬的堅實薄板做面層，內(nèi)側(cè)覆蓋阻尼材料，或填入多孔吸聲材料或空氣層等組成。 多層復合板質(zhì)輕和隔聲性能良好，廣泛用

13、于多種隔聲結(jié)構(gòu)中，如隔聲門(窗)、隔聲罩、隔聲間的墻體等。,(二)多層復合板隔聲,32,高級培訓,第八章 噪聲控制技術隔聲,單層勻質(zhì)墻的隔聲性能,二,五,六,隔聲罩,隔聲屏,33,高級培訓,隔聲間（室）：由不同隔聲構(gòu)件組成的具有良好隔聲性能的房間。 結(jié)構(gòu)：封閉式與半封閉式兩種，一般多用封閉式。 隔聲間除需要有足夠隔聲量的墻體外，還需設置具有一定隔聲性能的門、窗或觀察孔等。,34,高級培訓,圖 隔聲間,35,高級培訓,圖 隔聲間,6吸氣管道（內(nèi)襯吸聲材料）,7隔振底座,1入口隔聲門,2隔聲墻,3照明器,8接頭的縫隙處理,4排氣管道（內(nèi)襯吸聲材料）和風扇,5雙層窗,9內(nèi)部吸聲處理,36,高級培訓,

14、(一)組合墻平均隔聲量計算,(二)孔洞縫隙對墻板隔聲的影響,(三)門（窗）的隔聲和孔洞的處理,(四)隔聲間降噪計算,37,高級培訓,(一)組合墻平均隔聲量計算,組合墻：具有門、窗等不同隔聲構(gòu)件的墻板。 組合墻的透聲系數(shù)：各組成部件的透聲系數(shù)的平均值，稱作平均透聲系數(shù),組合墻的平均隔聲量：,墻體第i種構(gòu)件的透聲系數(shù),墻體第i種構(gòu)件的面積，m2,38,高級培訓,【例】某隔聲間有一面25m2的墻與噪聲源相隔，該墻透聲 系數(shù)為10-5；墻上開一面積為3m2的門和一面積為4m2的窗，其 透聲系數(shù)均為10-3，求此組合墻的平均隔聲量。,解：,計算結(jié)果表明，開門窗后，墻的隔聲量顯著下降。,39,高級培訓,分

15、析可知，單純提高墻的隔聲量對提高組合墻的隔聲量作用不大，也不經(jīng) 濟，因此常采用雙層或多層結(jié)構(gòu)來提高門窗的隔聲量。一般使墻體的隔聲量比門、窗高出1015dB已足夠，比較合理的設計是用“等透射量”的方法。,設墻和門(窗) 的透聲系數(shù)與面積分別為,按“等透射量”原則， ，墻與門(窗)的隔聲量 、 的關系為,為計算方便,僅考慮組合墻由兩種不同隔聲性能的構(gòu)件組成的情況, 此時,對應的隔聲量為,40,高級培訓,圖中曲線表示隔聲量之差。 知道組合墻的兩種構(gòu)件的面積比與隔聲量，可以在圖中查出這一附加隔聲量損失； 計算出組合墻的隔聲量。 對于兩種以上部件組成的組合墻，可以利用圖2-31先求出其中兩種部件組合的隔

16、聲量，再與第三個部件合并求取，其余類推，直至求出總的隔聲量。,圖 組合件隔聲量計算圖,式中第二項繪成圖所示曲線，稱之為“組合件隔聲量計算圖” 。,11,41,高級培訓,(一)組合墻平均隔聲量計算,(二)孔洞縫隙對墻板隔聲的影響,(三)門（窗）的隔聲和孔洞的處理,(四)隔聲間降噪計算,42,高級培訓,43,高級培訓,(一)組合墻平均隔聲量計算,(二)孔洞縫隙對墻板隔聲的影響,(三)門（窗）的隔聲和孔洞的處理,(四)隔聲間降噪計算,44,高級培訓,假設：在一個理想的隔聲墻（墻=0）上，有一個占墻面積的1%的孔隙（ 孔=1 ）,墻體的平均透聲系數(shù)：,墻的隔聲量為：,結(jié)論：一個理想的隔墻，如果有1%的

17、孔隙，其隔聲量不會超過20分貝。對隔聲結(jié)構(gòu)上的孔隙必須做密封處理。,R,45,高級培訓,(三)門（窗）的隔聲和孔洞的處理,圖 兩種雙層窗的結(jié)構(gòu)形式,1 門 （窗） 的 隔 聲,(a)雙層木窗,(b)雙層鋼窗,隔聲窗常采用雙層或多層玻璃制作，中間夾空氣層的結(jié)構(gòu)來提高隔聲效果,相鄰兩層玻璃不宜平行布置，朝聲源一測的玻璃有一定傾角，以減弱共振效應,選用不同厚度的玻璃，可錯開吻合效應的頻率，削弱吻合效應的影響,嚴格密封，玻璃板緊嵌在彈性墊襯中，以防止阻尼板面的振動,層間四周邊框宜做吸聲處理,46,高級培訓,隔聲窗,47,高級培訓,2.孔洞的處理,圖 兩種門縫處的鏟口形式,（a）斜鏟口,（b）插入式鏟口

18、,門窗與邊框的交接處應盡量加以密封，密封材料可選用柔軟而富有彈性的材料，如細軟橡皮、海綿乳膠、泡沫塑料、毛氈等，橡膠類密封材料老化應及時更換。,48,高級培訓,隔聲要求很高的場合，可采用雙層或多層密封門窗。 在土建工程中注意磚墻灰縫的飽滿，混凝土墻的沙漿搗實。 隔聲間的通風換氣口應有消聲裝置。 隔聲間的各種管線通過墻體結(jié)構(gòu)需打孔時，應在孔洞周圍用柔軟材料包扎封緊。,2.孔洞的處理,49,高級培訓,(一)組合墻平均隔聲量計算,(二)孔洞縫隙對墻板隔聲的影響,(三)門（窗）的隔聲和孔洞的處理,(四)隔聲間降噪計算,50,高級培訓,(四)隔聲間降噪計算,1.隔墻的噪聲衰減,圖 發(fā)聲室和接收室,定義：

19、隔墻兩邊的聲壓級差為隔墻的噪聲衰減，或稱作隔墻的噪聲降低量。,隔墻的面積，m2,接收室的房間常數(shù), m2,51,高級培訓,【例】某操作室與聲源的隔墻面積為20m2，操作室內(nèi)表面積 為100m2，平均吸聲系數(shù)為0.02，隔墻上開一觀察窗，此組合墻的 隔聲量為30dB，求此墻操作室一側(cè)近處的噪聲衰減。如對操作室 進行吸聲處理后，平均吸聲系數(shù)增至0.4，再求其噪聲衰減。,解：由題意，操作室的房間常數(shù),進行吸聲處理后，設房間常數(shù)記作 ，則,得,2.04,52,高級培訓,設發(fā)聲室與受聲室皆為擴散聲場，則隔聲間的噪聲衰減NR為,隔聲墻的平均隔聲量，dB,隔聲墻的吸聲量，m2,隔聲墻的面積，m2,1.隔聲間

20、的噪聲衰減,式是設計隔聲間確定傳聲墻面積的依據(jù)； 是測量隔聲構(gòu)件隔聲量的計算依據(jù)。 隔聲間的噪聲衰減約在2050dB,53,高級培訓,第八章 噪聲控制技術隔聲,單層勻質(zhì)墻的隔聲性能,二,54,高級培訓,將噪聲源封閉在一個相對小的空間內(nèi)，以減少向周圍輻射噪聲的罩狀殼體,55,高級培訓,隔聲罩技術簡單、投資少、隔聲效果好，主要用于控制機器噪聲，如空壓機、鼓風機、內(nèi)燃機、發(fā)電機組等。 兼有隔聲、吸聲、阻尼、隔振和通風、消聲等功能 有密封型與局部開敞型、固定型與活動型。根據(jù)噪聲源具體要求采用適當?shù)母袈曊中问健?隔聲罩上可設置觀察孔，可采用對流通風或強制通風散熱。 隔聲罩的降噪量一般在1040dB之間。

21、,56,高級培訓,(一)隔聲罩的插入損失,(二)隔聲罩設計,57,高級培訓,(一)隔聲罩的插入損失,定義：隔聲罩設置前后，同一接收點的聲壓級之差。,或,式中,隔聲罩總內(nèi)表面的平均吸聲系數(shù)；,隔聲罩壁與頂面的平均透聲系數(shù)；,隔聲罩壁與頂板的平均隔聲量，dB。,意義：表示隔聲罩的降噪效果 。 一般采用上式作為工程上設計隔聲罩的依據(jù)。,58,高級培訓,例題：某隔聲罩要求對1000赫茲的聲音有30分貝的隔聲量， 罩的平均透射系數(shù)為2104，求：隔聲罩內(nèi)壁貼襯的吸聲材料的平均吸聲系數(shù)應取多大合適？,由公式,得,由公式,得,解得,IL,IL,R,R,R,R,59,高級培訓,用3mm厚的鋼板作一隔聲罩，平均

22、隔聲量為32分貝，罩內(nèi)無吸聲措施時， =0.01，襯吸聲材料后， =0.1，隔聲量有何變化？,實際隔聲量由12分貝變成22分貝，提高10分貝,60,高級培訓,(一)隔聲罩的插入損失,(二)隔聲罩設計,61,高級培訓,(二)隔聲罩設計,根據(jù)現(xiàn)場情況進行隔聲罩結(jié)構(gòu)設計，依據(jù)式 計算隔聲罩的插入損失。一般 固定密封型的插入損失可為3040dB(A)； 活動密封型的為1530db(A)； 局部敞開型的為1020dB(A)； 帶通風散熱消聲器的則約為1525dB(A)。,62,高級培訓,局部敞開型 1020dB,固定密封型 3040 dB,63,高級培訓,活動密封型 1530 dB,通風散熱型 1525

23、dB,64,高級培訓,(1)隔聲罩應選用適當?shù)牟牧虾托螤睿ㄓ凶銐虻母袈暳浚?材料： 0.52mm厚的鋼材或鋁板等輕薄、密實的材料 大而固定的場合用磚或混凝土等厚重材料 形狀：曲面體，盡量少用方形平行罩壁 (2)用剛性輕薄材料制作時，須在壁面上加筋，涂貼阻尼層，阻尼材料層厚度通常為罩壁的23倍。避免共振和吻合效應。 (3)罩內(nèi)須進行吸聲處理（多孔或纖維狀犧牲材料），表面敷設護面層。 (4)罩內(nèi)所有縫隙應密封嚴實，管線周圍應減振。,(二)隔聲罩設計,注意點,65,高級培訓,(5)罩體與聲源設備及其機座之間不能有剛性接觸，與地面間應隔振處理。避免形成聲橋。 (6)便于操作、安裝與檢修，需要時可做成

24、能拆卸的拼裝結(jié)構(gòu)。須考慮聲源設備的通風、散熱要求，通風口應安裝有消聲器，其消聲量要與隔聲罩的插入損失相匹配。,66,高級培訓,67,高級培訓,第八章 噪聲控制技術隔聲,單層勻質(zhì)墻的隔聲性能,二,68,高級培訓,設置在聲源與接收點之間阻斷聲波直接傳播的擋板。,用于車間、辦公室或道路兩側(cè)。 簡單、經(jīng)濟，便于拆裝與移動，應用較廣。,69,高級培訓,(一)隔聲屏的插入損失,(二)隔聲屏設計要點,70,高級培訓,降噪原理：阻擋聲波直接通過并將高頻聲反射回去，在屏障后形成的聲影區(qū)內(nèi)噪聲明顯降低。 隔聲屏對聲影區(qū)的降噪效果通常用插入損失來衡量； 隔聲屏插入損失的計算方法：,(一)隔聲屏的插入損失,1.算圖法,2.計算法,71,高級培訓,1.算圖法,圖 隔聲屏的衰減值計算圖,菲涅耳數(shù)N,設點聲源S和接