噪声控制总复习

噪声的概念：

物理学观点：指声波的频率和强弱变化毫无规律、杂乱无章的声音。

环境法的定义：是指在工业生产、建筑施工、交通运输和社会生活中所产生的干扰周围生活环境的声音。噪声的类型：

过响声：很响的声音，如飞机喷气声、大炮射击轰鸣声，气罐排气嘶叫声。

妨碍声：指一些声音虽不太响，但妨碍人们交谈、思考、学习、睡眠。

不愉快声：如摩擦声，吵闹声。

无影响声：在日常生活中已为人们习惯的声音，如户外的自然风声、下雨声，家用电器的微弱发声等。按噪声源的物理特性分类（按噪声产生的机理）

机械噪声：产生于机械部件的相互撞击、摩擦的机械作用力。

空气动力性噪声：高速气流。不稳定气流由于涡流或压力突变引起气体振动。

电磁性噪声：磁场的脉动和伸缩引起电气部件振动而产生。声压：指介质中的压强相对于无声波时的压强的改变值，单位为：牛顿/米2或帕斯卡（Pa）。有效声压（Pe）：在一定时间间隔中将瞬时声压对时间求均方根值。声压级：

Lp＝10lg(P2/P02)＝20lg(P/P0)空气中，P0为2×10-5Pa，该值是正常人耳对1000Hz声音刚能听到的最低声压。声强：在垂直于声波传播的指定面上，单位时间内通过单位面积的声能,单位为W/m2。声强与声压的关系：I＝P2/ρc

声强级：LI＝10lg(I/I0)

正常人耳对1000赫纯音的可听声强是10-12W/m2，这就是基准声强。声功率：是声源在单位时间内辐射的声能量，单位为瓦。在噪声监测中，声功率是指声源总声功率。它是一个恒量，与声源的远近没有关系。声功率与声强的关系为：声功率级：LW＝10lg(W/W0)空气中，W0为10-12W。噪声级的迭加：噪声：W总=W1+W2I总=I1+I2P总=(P12+P22)1/2

噪声级：当两个声压级L1和L2，且L1＝L2，其总声压级也可表示为：L=L1+10lg2当L1≠L2(设L1＞L2)时，查表法：L=L1+△L

，△L＝│L1－L2│噪声级的相减：设总噪声级为L，背景噪声为L1，被测对象的噪声级为L2，响度级（LN）人耳对2k～5kHz的声音最敏感；在低于1kHz时，人耳的灵敏度随频率降低而降低，而在5kHz以上时，人耳的灵敏度也逐渐下降。这也说明，不同频率的声音要使其听起来一样响，应具有不同的声压级。响度级来衡量声音响度，它的单位是phon（方）。“phon”就是以1kHz纯音为基准声音，任何声音如果听起来和某个1kHz纯音一样响，那么这个1kHz纯音声压级的分贝值就是该声音的响度级phon值。等响曲线：如果把某个频率的纯音与一定声压级的1000Hz的纯音很快地交替比较，当听者感觉两者一样响时，把该频率的声压级标出时，便可连出一条曲线，这条曲线即为等响曲线。响度(N)：定量反映声音响亮程度（一声音比另一声音响了多少）的主观量。是人耳判别声音由轻到响的强度等级概念。单位为sone“宋”。

1宋是指声音频率为1kHz,声压级为40dB,且来自听者正前方的平面波形的强度。响度与频率、声压级、波形都有关。响度与响度级的关系大约响度级每改变10phon，响度感觉增加一倍：40phon为1sone；50phon为2sone；60phon为4sone；70phon为8sone…它们的近似关系可用下列数学式表示（仅适用纯音和窄带噪音）：吸声技术吸声是噪声污染控制的一种重要手段，是一种在噪声传播途径上控制噪声污染的方法，常用于室内减噪。吸声机理：压缩、膨胀、摩擦、产热降低声音能量。吸声材料：内部有许多小孔，并与材料表面相通，具有通气性。良好的吸声材料需具备三点要求：多孔孔间贯通与外界联通。材料吸声特性的物理量吸声系数（α）：材料吸收的声能与入射到材料上的总声能之比，常用来描述吸声材料或吸声结构的吸声能力。影响因素：材料的物理性质，声波频率，声波的入射角（垂直入射吸声系数；斜入射吸声系数；无规则入射吸声系数）吸声量：吸声系数与所使用的吸声材料的面积之乘积。A＝αS，注：面积必须为向着自由空间完全敞开的面积，单位m2。吸声材料分类无机纤维类：超细玻璃棉：

优点：质轻，柔软，耐高温，耐腐蚀，防蛀，抗冻。缺点：吸水率高，弹性差，填充不均匀。矿渣棉：

优点：质轻、防火、耐高温，耐腐蚀，防蛀。

缺点：杂质多，易脆，在风速大，要求洁净的场合不宜使用。岩棉：优点：隔热，耐高温。有机纤维类：主要是由各种植物纤维如棉麻、甘蔗、稻草、棕丝等加工压制成的各种软质纤维板。

优点：原材料属于可再生生物质资源，吸声性能好且价格低。

缺点：易潮，易变质腐烂，从而降低吸声性能。泡沫塑料材料聚氨酯，聚醚乙烯，聚氯乙烯等

优点：具良好的弹性，容易填充均匀，密度小。

缺点：不防火，易燃，易老化。颗粒类吸声材料（建筑吸声材料）如：微孔吸声砖，加气混凝土，矿渣水泥，多孔陶土砖等。优点：保温，防潮，耐热，耐蚀，抗冻等。吸声结构体单腔共振吸声体：单个共振器频率选择性很强，吸声频带很窄，f0一般在几十~几百Hz，往往用于低频吸声。实际工作中，分别设计几种规格的共振器，以便在较宽的低频范围获得较好的吸声效果。改进连接管的尺寸和空腔体的体积，可获得不同共振频率。在管内铺设吸声材料，可增加共振器的阻尼作用，能够使共振器的吸声频带的宽度加大。穿孔板共振吸声体：将钢板、铝板、胶合板、塑料板和草纸板等板材，以一定的孔径和穿孔率打上孔，并在板后设置空气层（空腔）而构成。相当于并联的“亥姆霍兹”共振器。频率的选择性很强，吸声频带较窄，在共振频率f0附近具有很大的吸声性能，偏离共振频率效果就差。在板后空腔内按一定要求填充适量多孔材料，以增加空气的摩擦；可以考虑采用穿孔板采用不同穿孔率的多层（常取两层）穿孔板结构，能使吸声频带增宽，提高2－3个倍频程；孔径取偏小值，以提高孔内阻尼。微穿孔板结构：结构由微穿孔板和板后的空腔组成。是穿孔板共振吸声结构的一种改进措施。板薄：厚度小于1mm的薄板，孔径小，小于1mm，穿孔率（1~5％）。

优点：吸声频带较宽，吸声系数较高，特别是它可用在其他材料或结构不适合的场所（因为它完全不需使用吸声材料），如高温、潮湿、在腐蚀性气体或高速气流等环境；同时它结构简单、设计理论成熟，其吸声特性的理论计算与实测值很接近。

缺点：是微孔加工较困难，且易被灰尘堵塞。薄板（膜）共振吸声结构：不穿孔的薄板，如金属板，胶合板，石膏板，塑料板等，使它周边固定，在背后留一定厚度的空气层，就构成了薄板共振吸声结构。它对低频声有很好的吸声性能。在薄板结构的边缘与龙骨架交接处放置一些柔软材料（橡皮条，海绵条，毛毡等），以及在空气层中沿龙骨框四周衬贴一些多孔材料（如玻璃棉），可大大提高吸声效果；采用组合不同单元大小或不同腔深的薄板结构，可以提高吸声频带。消声技术消声器：一种让气流通过又能有效的降低噪声的设备或装置。1）在消声性能上的要求。要求具有较高的消声值和较宽的消声频率，也就是说要在所需要的消声频率范围有足够大的消声量；2）空气动力性能上的要求。消声器对气流的阻力要小，安装消声器后所增加的阻力损失要控制在实际容许的范围内；3）机械结构性能上的要求。消声的体积要小，重量要轻，结构简单，便于加工，安装和维修;4）外形和装饰上的要求。符合实际安装空间的需要，美观大方，表面装饰与设备相协调;5）价格费用要求。价格便宜，使用寿命长。评价消声器性能的量插入损失（LIL）：就是指系统中插入消声器前后在系统外某定点测得的声压级差。传声损失（LTL）：又称透射损失，为消声器进口端入射声功率级与出口端的声功率级之差。通常情况下进口端与出口端的通道截面相同，升压沿截面近似均匀分布，这时传声损失等于进口端与出口端声压级之差。减噪量（LNR）：在消声器进口端面测得的平均声压级与出口端面测得的平均声压级之差。在消声器消声水平相比较时有时用到。衰减量（LA）：消声器内部两点间的声压级的差值称为衰减量，主要用来描述消声器内声传播的特性，通常以消声器单位长度的衰减量（dB/m）来表示。传声损失和衰减量是属于消声器本身的特性，它受声源与环境影响较小（不包括气流速度的影响），而插入损失、减噪量不单是消声器本身的特性，它还受到声源端点反射以及测量环境的影响，因此，在给出消声器消声效果（消声量）的同时，定要注明是采用何种方法，在何种环境下测得的。阻性消声器：是一种吸收型消声器，它是利用声波在多孔吸声材料中传播时，因摩擦将声能转化为热能而消声。优点：能在较宽的中高频范围内消声，特别是对于刺耳的高频声效果良好。缺点：在高温、高速、水蒸气、含尘、油雾以及对吸声材料有腐蚀性的气体中，使用寿命短，消声效果差。阻性消声器一般有管式、片式、蜂窝式、折板式和声流式等几种。材料的吸声系数和气流通道周长与通道截面积之比越大，管道越长，则传声损失越大。对同样大小截面的管道，L／S比值以长方形为最大，方形次之，圆形最小。为此，对截面较大的管道常在管道纵向插入几片消声片(片长沿管轴)，将它分隔成多个通道以增加周长和减小截面积，消声量可明显增加。消声器的设计应使气流的流速不要过高，流速过高，不仅消声器的声学性能受到影响，而且空气动力性能也会变差。一般，对于空调消声器，流速不超过10m/s；对于压缩机和鼓风机消声器，流速不超过20～30m/s；对内燃机、凿岩机消声器，流速应选在30～50m/s；对于大流量排气放空消声器，流速可选50～80m/s左右。抗性消声器：依靠管道截面的突变或旁接共振腔等在声传播过程中引起阻抗改变而产生声能的反射、干涉及共振吸声来降低消声器向外辐射的声能，达到消声的目的。阻性消声器是利用能量转换，而抗性是利用声能转移来降低消声器出口处的声能。优点：具有良好的消除低频噪声的性能，而且能在高温、高速、脉动气流下工作。缺点：消声频带窄，对高频声效果较差。型式：扩张室式、共振腔式、微穿孔板式。除微穿孔板式具有宽频带消声特性，其余频率选择性较强，适用于窄带和中低频噪声的控制。微穿孔板消声器消声原理：微穿孔板消声器是在共振式吸声结构的基础上发展而来的，其特点是不用任何多孔吸声材料，而是在薄的金属板上钻许多微孔，实质上是利用微穿孔板吸声结构制成的共振式消声器。优点：耐高温、防潮、防火、防腐；对低频消声效果显著；若采用穿孔率不同的双层微孔板消声器，使两层共振频率错开，则可在很宽频带范围内获得良好的消声效果；若要求有同样的消声量，微孔板消声器可比阻性消声器体积大大缩小，阻力损失也比一般阻性消声器小得多。缺点：工艺受限，微孔易堵塞。阻抗复合式消声器消声原理：把阻性与抗性两种消声原理通过适当结构复合起来而构成的。型式：阻性－扩张室复合型；阻性－共振腔复合型；阻性－扩张室－共振腔复合型等。消声的频率特性：具有低、中、高频消声性能。隔声技术原理：声音在传播过程中，部分声能被屏障物反射回去，只有一部分可透过屏障物辐射到另一空间去，透射声能仅是入射声能的一部分，这种由屏障物引起的声能降低的现象称为隔声。性能评价参数：

隔声系数隔声量单层密实均匀构件隔声频率特性：双层隔声墙隔声装置隔声罩：当噪声源较集中或只有个别噪声源时，可将噪声源封闭在一个小的隔声空间内，通常是一个兼顾隔声、吸声、消声、阻尼、隔振等功能的综合结构体。隔声间：隔声屏：图隔声间6—吸气管道（内衬吸声材料）7—隔振底座1—入口隔声门2—隔声墙3—照明器8—接头的缝隙处理4—排气管道（内衬吸声材料）和风扇5—双层窗9—内部吸声处理1.算图法图隔声屏的衰减值计算图

菲涅耳数N设点声源S和接收点P之间有一隔声屏，则其插入损失IL可用图来换算。

声波绕射路径差，m声波波长，m

菲涅耳数

IL设自由声场中，无限长、不透声理想隔声屏，则其插入损失为2.计算法由式可知隔声屏的插入损失与路程差σ密切相关，σ愈大，IL愈大。故增高屏障，使之靠近声源或接收点，即增加路程差时，可提高降噪效果。屏的插入损失与入射声波长有关，波长愈长，插入损失愈低。换言之，隔声屏对高频声的降噪效果优于低频声。讨论隔声屏主要是遮挡直达声，用于室外防止直达声时效果明显。在混响明显的房间中隔声效果不明显，必须配合吸声措施，靠近声源的壁面宜首先进行妥善的吸声处理。在隔声屏朝向声源一侧也往往敷贴吸声材料；在混响明显的房间，可在屏的两侧都敷贴吸声材料。防治交通噪声的隔声屏，若表面不加吸声材料，噪声则会在道路两旁的隔声屏间多次反射，形成声廊，并向屏障外辐射，使隔声屏失去应有的降噪效果。隔振与阻尼传振系数（力传递率）可知：1）欲得到好的隔振效果，必须设计较低的f0，并且只有当f/f0＞21/2，才能获得好的隔振效果；2）如果干扰频率f比较低，或者因其他原因，只能做到f/f0＜21/2时，此时可采取增加阻尼来限制干扰力的放大作用。实际应用举例：拖拉机空负荷时要比有负荷时振动大，是何原因？答：由于空负荷质量小，则空负荷时固有频率要比设计的固有频率f0大，所以f/f0的值比设计值小，因此空负荷时传振系数比设计值大，因此拖拉机空负荷时要比有负荷时振动大。常见隔振材料的性能比较低噪声路面轮胎与路面的接触噪声泵吸噪声振动噪声

多孔性沥青路面是开发最早、铺筑面积最广、降噪效果显著的一种低噪声路面，与普通沥青路面相比较，最大的区别就是高孔隙率（15%—20%，甚至更高）。多孔性低噪声沥青路面贯通孔隙的特性，轮胎花纹往复形变产生的“排—吸”气体直接进出路面，从而降低消除“泵系”的影响，同时多孔性路面具有良好的吸声特性，又能减少机械类噪声的影响。多孔性低噪声沥青路面降噪效果：

车速60km/h，降噪量6.8dB车速80km/h，降噪量8.7dB