《物理性污染控制工程》课件第二章噪声污染与控制-第四节(2)

1、结构特征：厚度小于1mm（0.21mm）的金属薄板上穿孔，孔径小于1mm（0.21mm）的微孔、穿孔率1%5%。安装方法同薄板共振吸声结构，后部留有一定厚度（如520cm）的空气层，起到共振薄板的作用。空气层内不填任何吸声材料。常用的是单层或双层微穿孔板。 （三）微穿孔板吸声结构 薄板常用铝板或钢板制作，因板特别薄、孔特别小，为与一般穿孔板共振吸声结构相区别，故称作微穿孔板吸声结构。 单层、双层微穿孔板吸声结构示意图 20世纪60年代我国著名声学专家马大猷教授研制的。优点：克服了穿孔板共振吸声结构吸声频带较窄的缺点。吸声系数大；吸声频带宽；成本低、构造简单；设计理论成熟。耐高温、耐腐蚀，不怕潮

2、湿和冲击，甚至可承受短暂的火焰，适用环境广泛，包括一般高速气流管道中。缺点：孔径太小，易堵塞，宜用于清洁场所。 （三）微穿孔板吸声结构 开阔的空间，自由声场，声波被空气全部吸收，吸声系数为1多孔吸声材料，主要吸收中、高频噪声，吸收频带集中在中、高频区。坚硬、光滑的刚性壁面，声波吸收很少。多孔材料背衬空腔，最大吸收频率相低频移动，吸收频带提高。穿孔板背衬多孔吸声材料，可以较好吸收低频噪声，而且吸声频带加大。板状吸声结构（1线）， 若在板后填充多孔材料，可提高吸声系数，最大吸声频率向低频移动（2线）。穿孔板吸声结构，吸声频带很窄。穿孔板背衬纤维布，吸声频带有一定提高。多层穿孔板吸声效果较好，频带较

3、宽。空间吸声体把吸声材料或吸声结构悬挂在室内离壁面一定距离的空间中，称为空间吸声体。空间吸声体可以吸收不同角度入射的声波，因此其吸声效果要比吸声材料（吸声结构）直接贴在刚性壁面上要好。噪声控制工程中应用广泛空间吸声体对高频噪声的吸收效果随吸声体尺寸的减小而增加；对于低频噪声而言，其吸声效果则是对吸声体尺寸的增大而升高。空间吸声体的常用规格为1m1m，2m1m，和2m1.5m等几种。空间吸声体噪声控制工程中应用广泛空间吸声体大体可以分为大面积的平板体（常用）、离散的单元吸声体和吸声尖劈（装饰）。（1）空间吸声体应用过程中尽量分散放置，且与刚性壁面保持一定距离。（2）空间吸声体宜悬挂在靠近噪声源的

4、上方，这样不但可以吸收混响声，而且能够较多地吸收噪声源发出的直达声。四、室内吸声降噪 (一)室内声场 (二)室内声压级 (三)吸声降噪量计算 室内声场按声场性质分为：直达声场：由声源直接到达听者形成的声场，是自由声场；混响声场：经过壁面一次或多次反射后到达受声点的反射声形成的声场。扩散声场：声音不断从声源发出，又经过壁面及空气的不断吸收，当声源在单位时间内发出的声能等于被吸收的声能，房间的总声能就保持一定。若此时房间内的声能密度处处相等，声波在任一受声点上各个传播方向作无规分布的声场。 扩散声场是一种理想声场，为简化讨论，以下的基本概念和公式都建立在室内扩散声场的基础上。(一)室内声场 1.室

5、内声场的衰减平均自由程单位时间内，室内声波经相邻两次反射间的路程的平均值 式中：d平均自由程，m； V 房间容积，m3； S 室内总表面积，m2声音在空气中的声速为c，则声波每秒平均反射次数n=c/d，即 设室内各反射面面积分别为 S1、S2、 Sn， 吸声系数为1、2、n ，则室内表面的平均吸声系数 为 平均吸声系数 图 室内声场的衰减增长稳态衰减（混响过程）a-吸声差b-吸声中等c-吸声好室内声场经12s即接近稳态（左侧曲线）若声源停止，声音消失需要一个过程：首先直达声消失，混响声逐渐减弱，直到完全消失（右侧曲线）。 假设只考虑室内壁面与空气对声音的吸收，则经t秒后，室内声能密度 为 式中

6、 初始声能密度，(ws)/m3； 吸声系数 房间容积，m3； 室内总表面积，m2 空气衰减系数，m-1； , 声波在空气中每传播100m衰减的分贝数。定义：室内声场达到稳态后，声源立即停止发声，室内声能密度衰减到原来的百万分之一，即声压级衰减60dB所需要的时间，记作 T60 ，单位秒（s） 计算公式赛宾（W.C.Sabine）公式意义：表示由于室内混响现象，室内声场的声能在声源停止发声后衰减的快慢。 2.混响时间房间V一定，由于吸声量 A=S，所以A愈大，T60愈小。通过调整各频率的平均吸声系数，获得各主要频率的 “最佳T60”，使室内音质达到良好。要求室内表面的平均吸声系数要小于0.2。混

7、响时间的应用：（1）用于控制厅堂设计的最佳混响时间T60=1.53s；（2）用于测定吸声材料或结构的混响法吸声系数s。 2.混响时间具体方法：（1）在容积V200m2的混响室内，S为混响室内表面总面积，m2。吸声处理前室内的平均吸声系数为：（2）用吸声系数为s 的待测吸声材料实贴在壁面上，其面积为Sm，并占据了原来部分的壁面，即总内表面积S不变，此时室内平均吸声系数为: 2.混响时间具体方法： （3）计算需铺设吸声材料的吸声系数s 2.混响时间具体方法： （4）计算为了使室内平均吸声系数由1上升到2而需要铺设的吸声系数为s的吸声材料或结构的面积Sm。 2.混响时间具体方法： 注意：如果吸声材料

8、作为空间吸声体悬吊于空中，不占据原有壁面面积，则室内总吸声面积变为S+Sm，从而吸声面积计算可得： (二)室内声压级 1.直达声场在室内，当声源的声功率恒定时，单位时间内在某接收点处获得的直达声能是恒定的。一个各向发射均匀的点声源，声强 ，声能密度与声强的关系为 。所以对于指向性因数为Q的声源，在距声源中心 r米处的直达声声能密度为 (二)室内声压级 1.直达声场直达声的声压级Lpd为 指向性因数取决于声源的指向性和在室内的位置 Q=1，点声源放置在房间中心； Q=2，声源放在地面或墙面中间； Q=4，声源放在两墙面或墙面与地面的交线上； Q=8，在三面墙的交点上。2.混响声场 (二)室内声压

9、级 2.混响声场 (二)室内声压级 (二)室内声压级 2.混响声场混响声场的声压级Lpr为 (二)室内声压级 3.室内总声场 (二)室内声压级 3.室内总声场 (二)室内声压级 3.室内总声场 (二)室内声压级 3.室内总声场室内声压级计算图表 (二)室内声压级 3.室内总声场临界半径为 临界半径与房间常数和声源指向性因数有关。房间内吸声状况愈好，声源指向性愈强，临界半径则愈大，在声源周围较大范围内可近似地视为自由声场；反之房间内大部分范围可视为混响声场。吸声降噪仅对混响声有用【例】设在室内地面中心处有一声源，已知500Hz的声功率级为90dB，房间的吸声面积为50m2，平均吸声系数为0.5，

10、求距声源10m处的声压级。将Lp计算式中各参量绘制成图，可以简便地确定出室内距声源r处的某点稳态声压级Lp。室内声压级计算图表AB-11 解：(1)由声源位置可得其室内指向性因数Q=2。 (2)计算房间常数Rr=50*0.5/(1-0.5)=50m2 (3)由图Q2与r10m两线的交点A做垂线（虚线），与Rr=50m2的曲线交于B点，由B向左方做水平线与纵轴相交，从而确定相对声压级Lp-LW ，即 10lg(Q/4r2+4/Rr)-11dB。 (4)计算距声源10m处之声压级为 【例】设在室内地面中心处有一声源，已知500Hz的声功率级为90dB，同频带下的房间常数为50m2 ，平均吸声系数为

11、0.5 ，求距声源10m处之声压级。 解：(1)由声源位置可得其室内指向性因数Q=2。 (2)计算房间常数Rr=500.5/(1-0.5)=50m2 (3) 10lg(Q/4r2+4/Rr) =-10.9dB。 (4)计算距声源10m处之声压级为 【例】设在室内地面中心处有一声源，已知500Hz的声功率级为90dB，同频带下的房间常数为50m2 ，平均吸声系数为0.5 ，求距声源10m处之声压级。 (三)吸声降噪量计算 (三)吸声降噪量计算 吸声处理前后，吸声面积基本保持不变。 (三)吸声降噪量计算 通过专门仪器测得混响时间，根据吸声降噪量公式即可得到吸声降噪量。设计步骤如下：（1）调查分析：

12、V=200m3，壁面总面积S=220m2，Q=2。（2）确定控制标准的噪声值：90dB(A)，可选用NR85。（LA70dB(A)，NRLA-5）（3）现场测定噪声源倍频程频谱和混响时间T1或查表选择壁面吸声系数。（4）计算如表：【例】尺寸为10m5m4m的空压机房，地面和顶面为混凝土毛面，侧墙为普通抹灰。两台空压机布置在地面中央部位。试通过设计计算使车间内噪声达到工业企业噪声控制设计规范（GBJ87-85）的要求。次序项目倍频程中心频率/Hz说明1252505001000200040001处理前Lp1 /dB95.092.092.684.58379.5测量2允许标准Lp2 /dB9691.1

13、87.685.082.881.0NR85设计目标值3需要减噪量Lp -0.95.0-0.21-计算4处理前地/顶10.010.010.020.020.020.03查表S1=100m2；S2=120m2处理前侧墙20.020.020.020.030.040.045处理前房间1-0.0150.020-0.03-6处理后房间2-0.0180.061-0.031-72- 1-0.0030.041-0.001-解：设计计算步骤见表（吸声结构悬挂布置）次序项目倍频程中心频率/Hz说明125250500100020004000800.100.330.290.410.390.48吸声系数表泡沫玻璃，150kg/m3，厚6.5cm9s0.200.560.510.660.640.740s10s 2-0.5410.449-0.608-11所需材料总吸声面积Sm-1.420-0.5-考虑到悬挂布置吸声材料或吸声结构两面吸声，反面的吸声系数按正面吸声系数的7080%计算，材料的平均吸声系数s=0.51+0.51*0.75=0.8925。12吊挂板面积S板/m2-10-13所需吸声总面积占室内总表面积的比例/%4.6解：设计计算步骤见表（吸声结