物理性污染控制第二章第5节隔声技术

1、o 由于声能被反射和吸收，由于声能被反射和吸收，穿透障碍物传出来的声能穿透障碍物传出来的声能总是或多或少地小于入射总是或多或少地小于入射声波的能量，这种由屏障声波的能量，这种由屏障物引起的声能降低的现象物引起的声能降低的现象称为隔声。称为隔声。o 具有隔声能力的屏障物称具有隔声能力的屏障物称为隔声结构或隔声构件。为隔声结构或隔声构件。 第五节 隔声技术5.1.1 表示材料隔声性能的量5.1 概述1、透声系数：材料透射的声能与入射到材料上总 声能的比值。22itititppIIWW2、隔声量（透射损失、传声损失）、隔声量（透射损失、传声损失）表示方法：用表示方法：用R或或TL表示，单位为表示，单

2、位为dB titippIIRRlg20lg101lg10越小，越小，R越大，隔声性能越好。越大，隔声性能越好。隔声量与入射声波的频率有关。平均隔声量：各频程隔声量的算术平均数平均隔声量：各频程隔声量的算术平均数21WWLLIL3. 插入损失：插入损失：离声源一定距离某处测得的隔声构件设置前的声离声源一定距离某处测得的隔声构件设置前的声功率级和设置后的声功率级之差。功率级和设置后的声功率级之差。通常在现场评价构件的隔声效果。通常在现场评价构件的隔声效果。5.2 隔声结构的类型o 隔声墙o 隔声罩o 隔声间o 隔声屏障5.2.1 隔声墙 隔音技术中，通常将板隔音技术中，通常将板状或墙状的隔声构件称

3、为隔状或墙状的隔声构件称为隔声墙。仅有一层墙板称为称声墙。仅有一层墙板称为称为单层隔声墙，有两层或多为单层隔声墙，有两层或多层，层间有空气或其他材料，层，层间有空气或其他材料，则称为双层或多层隔声墙。则称为双层或多层隔声墙。1、单层匀质墙的隔声性能（1）单层匀质隔声墙的隔声频率特征o 第第I区区:刚度和阻尼控制区刚度和阻尼控制区n 刚度控制区刚度控制区n 阻尼控制区阻尼控制区o 第第II区区:质量控制区质量控制区o 第第III区区:吻合效应区吻合效应区 单层匀质墙的隔声量与人射声波的频率有很大的关系，根据隔声量与人射声波频率的变化规律大致可分为3 个区。第I区:刚度和阻尼控制区o 刚度控制区：

4、声波频率低于墙板的第一个共振频率f0的区域。隔声量随声波频率的升高而下降，每倍频程隔声量下降6dB；隔声量与墙板的刚度成正比，墙板刚度越大，隔声量越高，所以叫刚度控制区。o 阻尼控制区：入射声波频率阻尼控制区：入射声波频率与墙板的固有频率相同时，与墙板的固有频率相同时，引起共振，隔声量最小。在引起共振，隔声量最小。在共振频率后，隔声曲线会出共振频率后，隔声曲线会出现几个连续的低谷，但随着现几个连续的低谷，但随着频率的增加，共振减弱，隔频率的增加，共振减弱，隔声量总体呈上升趋势。声量总体呈上升趋势。o 增加墙板的阻尼可以降低共增加墙板的阻尼可以降低共振，所以成为阻尼控制区。振，所以成为阻尼控制区

5、。o 共振区有一系列共振频率，基频和谐波频率对隔声量影响最大。o 砖、石墙的共振频率很低，一般不在声频区，通常不考虑；o 薄板共振频率较高，阻尼控制区可分布在较宽的声频区，应予以防止，如增加薄板的阻尼。第第II区区:质量控制区质量控制区o 随着声波频率的提高，墙板隔声量受墙板惯性质量影响，“质量”越大，隔声量就越大。o 隔声量与入射声波频率呈线性关系。o 质量定律：单层墙的隔声量与其单位质量定律：单层墙的隔声量与其单位面积质量（面密度）的对数成正比；面积质量（面密度）的对数成正比；也与声波频率的对数成正比。也与声波频率的对数成正比。n 面密度增加一倍，隔声量增加约面密度增加一倍，隔声量增加约6

6、dB；n 入射频率增加一倍，隔声量增加约入射频率增加一倍，隔声量增加约6dB。第第III区区: 吻合效应区吻合效应区o 随入射声波频率的升高，由于吻随入射声波频率的升高，由于吻合效应，隔声量下降，在临界吻合效应，隔声量下降，在临界吻合频率合频率fc之后，隔声量增加。之后，隔声量增加。吻合效应：声波入射会引起墙板弯曲振动，若入射声波的波长在墙板上的投影（/sin()恰好等于墙板的固有弯曲波长(b)，墙板弯曲波振动的振幅达到最大，会导致向墙板另一侧辐射声波，此时墙板的隔声量明显下降，这种现象为吻合效应。声波入射引起墙板弯曲振声波入射引起墙板弯曲振动，好比风吹动幕布，在动，好比风吹动幕布，在幕布上产

7、生波动现象。幕布上产生波动现象。发生吻合效应的条件：构件的b一定，发生吻合效应的频率有多个，与入射角度有关。bsin 弯曲波的波长入射声波波长入射角b 发生吻合效应的必要条件临界吻合频率：产生吻合效应的最低入射频率。220.5512ccmcfBlE 墙板面密度墙板弯曲劲度墙板厚度墙板密度墙板弹性模量临界吻合频率的影响因素：增加墙板阻尼和厚度，可减缓吻合效应导致的隔声量下降增加墙板阻尼和厚度，可减缓吻合效应导致的隔声量下降（2）单层匀质隔声墙的隔声量质量定律：质量定律：声波垂直入射时声波垂直入射时2000010lg20lgfmfmRcc m为墙体面密度，为墙体面密度，f为入射声波频率，为入射声波

8、频率，0为空气密度，为空气密度，c0为空气声速为空气声速 。200)(1lg10cfmR00400c 20lg20lg42.5Rmf 物理意义：单层墙的隔声量与其单位面积的质量物理意义：单层墙的隔声量与其单位面积的质量的对数成正比；声波频率越高，隔声量越高。的对数成正比；声波频率越高，隔声量越高。因为因为00cfm公式简化为：公式简化为：隔声量估算o 无规入射时，经验公式：18.5lg47.5Rmf o 场入射隔声量的经验公式：o 平均隔声量的经验公式：20lg47.5Rmf 2213.5lg14 (200/)16lg8 (200/)Rmmkg mRmmkg m 2、双层隔声墙 按质量定律选用

9、单层墙时，若要使隔声量很按质量定律选用单层墙时，若要使隔声量很大时，墙体就会很笨重，且造价高。如将实体墙大时，墙体就会很笨重，且造价高。如将实体墙分成两片独立墙，在墙之间留有空气层，则隔声分成两片独立墙，在墙之间留有空气层，则隔声量将比同等质量的单层墙高。量将比同等质量的单层墙高。（1）双层隔声墙双层隔声墙的隔声原理声波透过第一墙，由于墙外及夹层中空气与墙板特性阻抗不同，造成声波两次反射，形成衰减，又由于空气层的弹性和附加吸收作用，使振动能量衰减较大，再传给第二墙时，又发生声波两次反射，使透射声能再次减少，导致总的透射损失更大。隔声特性a双层墙无吸声材料双层墙无吸声材料b-双层墙有少量吸声材料

10、双层墙有少量吸声材料c双层墙铺满吸声材料双层墙铺满吸声材料d双层墙；双层墙；e 单层墙单层墙双层墙隔音特性双层墙隔音特性声波频率小于双层墙共振频率，声波频率小于双层墙共振频率，双层墙板整体振动，空气层不双层墙板整体振动，空气层不起作用，隔声能力同单层墙。起作用，隔声能力同单层墙。等于双层墙共振频率，隔声量等于双层墙共振频率，隔声量低谷。低谷。大于双层墙共振频率，大于双层墙共振频率，隔声曲线急剧上升隔声曲线急剧上升( (双层结构双层结构墙优越性墙优越性) )。进入吻合效应区，进入吻合效应区，临界吻合频率处隔音量低谷。临界吻合频率处隔音量低谷。共振频率210112mmhcfc双层墙的共振指声波法向

11、入射时的墙板共振频率空气层越薄，双层墙的共振频率越大。o 经验公式：o 平均隔声量：()RfmmRD30lg16lg1621()()DD2212122121/200,14lg16/200,8lg16mkgmmRmmmkgmmRmmR隔声量的估算:（2）多层复合隔声结构 由几层面密度或性质不同的板材组成的隔声结构，层间填充阻尼材料或多孔吸声材料或空气层。o 各层材料的声阻抗不匹配，分层界面上声波产生多次反射，阻抗相差越大，声能反射越多，隔音越好。o 各层板材的共振频率和临界吻合频率错开，改善共振和吻合效应造成的隔声低谷。o 阻尼材料可以减弱板的振幅，对共振频率和吻合效应频率出现的隔声低谷起抑制作

12、用。（1）隔声罩主要结构形式局部开敞型固定密封型3、隔声罩活动密封型通风散热型（2）隔声罩的基本构造(3) 隔声罩的插入损失(P72)lg(10IL 全封闭的隔声罩的插入损失：)101lg(101 . 0 TLILTL :隔声罩罩壁的隔声量：内饰吸声材料的吸声系数 局部封闭的隔声罩的插入损失：11 . 00101011lg10lg10SSSSTLILTLTL :隔声罩罩壁的隔声量：内饰吸声材料的吸声系数S0: 非封闭总面积，S :封闭总面积（4）隔声罩的设计要点选择适当的材料和形状罩壁采用轻薄材料时，壁面上适当处理（加筋、涂组尼层），减弱共振和吻合效应。隔声罩的内表面进行吸声处理隔声罩的密封隔

13、声罩与设备、基座不能有刚性接触，以免形成生声桥，传递声波，降低隔声性能。4、隔声间（1）隔声间的结构 （2）隔声门 (3) 隔声窗(4) 隔声间的声学评价a. 组合墙的平均隔声量：1lg10LTniiniiiSS11niTLiiSSLT11 . 010lg10b.隔声间的插入损失：P72SALTLLILlg1021 :隔声间的平均隔声量：隔声间的总吸声量S: 隔声间的内表面总面积LT （5）隔声间设计要点 合适的材料 孔洞和缝隙的影响 通风换气口的设计5、隔声屏障o 用来阻挡声源与接收点间直达声的障板称为隔用来阻挡声源与接收点间直达声的障板称为隔声屏障，一般用于车间或办公室内、道路两侧。声屏障

14、，一般用于车间或办公室内、道路两侧。o 隔声屏障的隔声原理：隔声屏障的隔声原理：可以将高频声反射回去，可以将高频声反射回去，使屏障后形成使屏障后形成“声影声影区区”，在声影区内噪声，在声影区内噪声明显降低。对低频声，明显降低。对低频声，由于绕射的结果，隔声由于绕射的结果，隔声效果较差。效果较差。 （1）隔声屏障的基本形式（2）插入损失dbaNNIL213lg10（3）隔声屏障设计要点 声屏障的隔声量应比设计目标值大 声屏障应有足够的高度 声屏障应尽量靠近噪声源 应尽可能采用吸声型声屏障（尤其是在混响声场场合）5.3 隔声设计程序根据声源特性估算受声点的各频带声压级选择合适的隔结构与构件了解环境特点，选定噪声控制标准计算各频带所需隔声量与构件的插入损失比较确定受声点允许的噪声级和各频带声压级5.4 隔声措施选择原则隔声措施选择原则噪声源、环境情况具体采取措施独立的强噪声源密封式隔声