机械振动与噪声培训课程

Chapter7

吸声降噪7.1吸声材料（结构）7.2多孔吸声材料7.3共振吸声结构7.4特殊吸声结构7.5吸声降噪7.1吸声材料（结构）7.1.1吸声材料（结构）的分类7.1.2吸声性能评价量7.1.3吸声系数的测量7.1.1吸声材料（结构）的分类吸声材料多孔性吸声材料共振吸声结构特殊吸声结构纤维材料颗粒材料泡沫材料薄板共振吸声结构薄膜共振吸声结构空间吸声体吸声尖劈穿孔板共振吸声结构微穿孔板共振吸声结构多孔吸声材料应用木丝吸音板教室会议室写字楼剧院多孔吸声材料应用珍珠岩吸音板隧道高速公路多孔吸声材料应用玻璃纤维天花板布艺吸音板木质吸音板音乐厅变电室学术报告厅7.1.2吸声性能评价量1.吸声系数2.平均吸声系数和降噪系数3.吸声量4.声阻抗1.吸声系数材料吸收的声能与入射到材料上的总声能的比值，与材料性能、声波频率以及入射方向有关。2.平均吸声系数和降噪系数3.吸声量表示方法：房间总吸声量：4.声阻抗反映材料对声能阻抗性能的物理量（ρ0c）平均吸声系数：7.1.3吸声系数的测量(表7-2)测量方法用途特点国家标准驻波管法测量声波垂直入射吸声系数。用于不同材料吸声性能对比；研究试件面积小，装置简单，测量结果精确GB/T18696.1-2004传递函数法测量声波垂直入射吸声系数方便快捷，可同时测量一定频率范围内所有频率处材料的复反射系数、法向声阻抗率和吸声系数GB/T18696.2-2002混响室法测量声波无规入射吸声系数。应用于工程设计、吸声降噪设计计算、材料吸声性能等级评定等设备复杂，混响室体积大，试件面积大GB/T20247-20067.2多孔吸声材料7.2.1吸声材料构造特性7.2.2吸声机理7.2.3影响材料吸声的因素7.2兆.1吸声材严料构造证特性材料的孔孝隙率要高爸，一般在这70%以默上，多数岸达到90袍%左右；孔隙应该钉尽可能细哑小，且均月匀分布；微孔应该瓣是相互贯逝通，而不拦是封闭的围；微孔要向刊外敞开，使声机波易于插进入微爸孔内部。7.2.秆2吸声机理7.2贺.3影响材把料吸声设的因素a.材料的刷空气流号阻b.材料的密盒度或孔隙磁率c.材料厚度匹的影响d.材料后姜空气层爆的影响e.材料装浪饰面的死影响f.温度、湿术度的影响a.材料的空宾气流阻（Rf）定义：竹在稳定度气流状宴态下，庙吸声材品料两面钱的静压续强差与气喊流线速液度之比宅。比流阻：推指单位厚蒜度材料的乞流阻。过高空气穿透夏力降低过低因摩擦抖力、粘签滞力引妇起的声唇能损耗惹降低吸声性拍能下降b.材料的烈孔隙率告和密度孔隙率：材料中治的空气昂体积与茄材料的总役体积的崇比值。孔隙大洽小和结朴构超细玻璃嚷棉的最佳触密度范围为15～25k枯g/m3吸声系数α5cm厚超细玻璃棉的密度变化对吸声系数的影响频率/Hz岩棉的最去佳密度范抄围为150～200k薄g/m3c.材料厚林度的影慈响d.材料后密空气层圈的影响e.材料护面净层的影响作用：保护吸声哨材料，防洁止污染环蓝境。种类：护面网晓罩、纤额维布、乔塑料薄渡膜和穿塞孔板等窗。要求：要有良好绒的通气性吧。f.温度、湿桶度的影响主要种类常用材料实例使用情况纤维材料有机纤维材料动物纤维：毛毡价格昂贵，使用较少。植物纤维：麻绒、海草、椰子丝防火、防潮性能差，原料来源广，便宜。无机纤维材料玻璃纤维：中粗棉、超细棉、玻璃棉毡吸声性能好，保温隔热，耐潮，但松散纤维易污染环境或难以加工成制品。矿渣棉：散棉、矿棉毡吸声性能好，不燃、耐腐蚀，易断成碎末，污染环境施工扎手。纤维材料制品软质木纤维板、矿棉吸声砖、岩棉吸声板、玻璃吸声板、木丝板、甘蔗板等装配式加工，多用于室内吸声。颗粒材料砌块矿渣吸声砖、膨胀珍珠岩吸声砖、陶土吸声砖多用于砌筑界面较大的消声装置。板材珍珠岩吸声装饰板质轻、不燃、保温、隔热。泡沫材料泡沫塑料聚氨酯泡沫塑料、尿醛泡沫塑料吸声性能不稳定，吸声系数使用前需实测其他吸声型泡沫玻璃强度高、防水、不燃、耐腐蚀加气混凝土微孔不贯通，使用少常用多孔骨吸声材料么的使用情把况常用吸绵声材料蛙的吸声波系数材料厚度

cm各种频率(Hz)下的吸声系数装置情况1252505001000200040001、无机材料

吸声砖

石膏板（花纹）

水泥蛭石板

石膏砂浆

水泥珍珠岩板

水泥砂浆

砖（清水墙面）

6.5

－

4.0

2.2

5

1.7

0.05

0.03

-

0.24

0.16

0.21

0.02

0.07

0.05

0.14

0.12

0.46

0.16

0.03

0.10

0.06

0.46

0.09

0.64

0.25

0.03

0.12

0.09

0.78

0.30

0.48

0.40

0.04

0.16

0.04

0.50

0.32

0.56

0.42

0.05

-

0.06

0.60

0.83

0.56

0.48

0.05

贴实

贴实

墙面粉刷

2、木质材料

软木板

木丝板

三夹板

穿孔五夹板

木丝板

木质纤维斑

2.5

3.0

0.3

0.5

0.8

1.1

0.05

0.10

0.21

0.01

0.03

0.06

0.11

0.36

0.73

0.25

0.02

0.15

0.25

0.62

0.21

0.55

0.03

0.28

0.63

0.53

0.19

0.30

0.03

0.30

0.70

0.71

0.08

0.16

0.04

0.33

0.70

0.90

0.12

0.19

-

0.31

钉

在

龙

骨

上

贴实

后留10cm空气层

后留5cm空气层

后留5～15cm空气层

后留5cm空气层

后留5cm空气层3、泡沫材料

泡沫玻璃

脲醛泡沫塑料

泡沫水泥

吸声蜂窝板

泡沫塑料

4.4

5.0

2.0

-

1.0

0.11

0.22

0.18

0.27

0.03

0.32

0.29

0.05

0.12

0.06

0.52

0.40

0.22

0.42

0.12

0.44

0.68

0.48

0.86

0.41

0.52

0.95

0.22

0.48

0.85

0.33

0.94

0.32

0.30

0.67

贴实

贴实

紧靠基层粉刷4、纤维材料

矿棉板

玻璃棉

酚醛玻璃纤维板

工业毛毡

3.13

5.0

8.0

3.0

0.10

0.06

0.25

0.10

0.21

0.08

0.55

0.28

0.60

0.18

0.80

0.55

0.95

0.44

0.92

0.60

0.85

0.72

0.98

0.60

0.72

0.82

0.95

0.56

贴实

贴实

贴实

紧靠墙面粉刷

7.3共振吸声裤结构1.薄板共课振吸声戴结构2.薄膜共振巾吸声结构3.穿孔板共扇振吸声结贱构4.微穿孔板荷共振吸声科结构1.薄板吸岁声结构系统共振订频率：薄板厚慌度：3-6亿mm空气层厚煎度：3-1早0cm吸声频号带：80-3革00Hz吸声系防数：0.2-敏0.5薄板共振吸声结构吸声原理2.薄膜吸弓声结构系统共振但频率：空气层膜状材压料吸声频带预：200-猜1000蒙Hz，吸声系数驴：0.3～0.43.穿孔板热吸声结巩构单孔时疯系统共怠振频率唉：多孔时系轻统共振频应率：吸声频居带：低漫中频噪扎声吸声系数态：0.4-馅0.7薄板厚亮度：2-5m手m孔径：2-4关mm穿孔率膏：1%-1拐0%空腔深：10～25c轿m吸声带宽灵：tdVα=αmax/2几十HZ—200～300HZ1.空腔深冰度2.填充多孔中吸声材料3.不同穿孔胀率、空腔殖深度的穿少孔板共振吸版声结构进僵行组合例题1在3mm厚的金衣属板上挂钻直径睁为5mm的孔，板叉后空腔深20cm，欲吸收委频率为200H冬z的噪声，持试求三角滴排列的孔桑中心距。由可得P=2罚%由可得B=3伟4mm例题2穿孔板厕厚4mm，孔径8mm，穿孔按奔正方形排牙列，孔距20mm，穿孔板呆后留有10c晶m深的空根腔，试谜求穿孔典率和共外振频率溉。例题3某车间内崭，设备噪闭声的频率庙特性在500狼Hz附近出现号一峰值，李现使用4mm厚的三夹瓶板制成穿吹孔板共振均吸声结构暮，空腔深晶度允许有10c吹m，试设夕计结构伪的其他吹参数。设计孔条径d=3m帽m根据可得P=5.还4%根据可得4.微穿孔临板吸声匪结构特点：吸声频付带较宽靠；可用于高赞温、潮湿贿、腐蚀性氧气体或高办速气流等南其它材料链及结构不狱适合的环体境中；结构简梅单，吸产声结构圈的理论书计算与握实测值丢接近。微穿孔染板结构头：板厚<1.0妹mm;穿孔率1%～5%;孔径<1.穴0mm黎;空气层5～20c捞m7.4特殊吸声羞结构7.4枕.1空间吸声粥体7.4.伸2吸声尖叔劈7.4.到1空间吸区声体特点：悬空悬挂猾，吸声性肢能好，节丹约吸声材陪料；便于安装黑，装拆灵丑活。7.4材.2吸声尖泡劈7.4.灵2吸声尖劈7.5室内声幸场和吸初声降噪7.5禽.1室内声闸场7.5.钳2吸声降滨噪7.5轮.3吸声降噪截的设计原俗则和程序扩散声钥场：房间内声亏能密度处唐处相同，蚕而且在任南一受声点售上，声波从各个肿方向传势来的概轨率相等步，相位筐无规，韵这样的东声场叫扩散声场。室内声款场直达声场混响声厘场7.5旧.1.室内声疯场距点声源r处的声强委为距点声何源r处的声霸能密度模及声压挑为：a.直达声桂场自由程：育声波每相仔邻两次反失射所经过扯的路程称纽奉作自由程味。平均自仍由程：架许多次根反射之掌间声波迁传播距聚离的平获均值。声波传播一个自由程所需的时间为：单位时间内平均反射次数为：b.混响声场单位时间内壁面吸收的声能为：单位时魂间声源志向室内挠贡献的吊混响声保为：单位时间内壁面吸收的声能为：稳态时：设：混响声场中的声压为：相应声滑压级为揉：c.总声场混响半呜径直达声与宇混响声声成能相等时跑的距离称罚为临界距胞离（半径健）。Rθ=1时的临界凡距离称为拐混响半径共。意义：当受声点在与声源的臭距离小于弓临界半径区时，吸声脆处理的降施噪效果不大偶；当受声斤点与声源评的距离大盖于临界半帝径时，吸何声处理才就有明显档的效果谦。混响时间计算公式适用场合C.F.Eyring公式用于小空间房间（视听室、演播室）Sabine公式（1）适用于吸声量不大的房间（α<0.2）；（2）用于近似计算Eyring-Millington公式用于大空间厅堂（如音乐厅、礼堂、体育馆、影剧院）（α<0.2）4.室内声掩衰减和镰混响时锡间在扩散赠声场中吹，声源庭停止发蹈声后声卫压级下拐降60dB所需时甚间，反雄映室内尺声能量鱼衰减的辱快慢程肃度房间类型T60（s）音乐厅1.5～2.1歌剧院1.2～1.6多功能厅1.2～1.5话剧院、会堂0.9～1.3普通电影院1.0～1.2立体声电影院0.65～0.9体育馆（多功能）<2.0音乐录音室1.2～1.6房间类型T60（s）强吸声录音室0.4～0.6电视演播室语言0.5～0.7电视演播室音乐0.6～1.0电影同期录音棚0.4～0.8语言录音室、电话会议室0.3～0.4琴室0.4～0.6教室、讲演室0.8～1.0视听教室语言0.4～0.8视听教室音乐0.6～1.0混响时虏间推荐奋值（500夺Hz与100呈0Hz平均值）7.5.丈2吸声降阁噪设R1、R2分别为辰室内设热置吸声脚装置前好后的房磁间常数临，则距声源r处相应绘的声压俭级分别栽为:当受声点稻离声源较僵近时，降膛噪量很小盲。当受声狐点离声背源较远工时（混卫响半径从以外）疮，降噪质量可简动化为：如果房间内恐吸声系箩数较小兔，上式芝可简化派为：由于：α2/α1或T1/T21234568102040降噪量（dB）0356789101316吸声计进算常用孟公式7.5有.3吸声降噪贱的设计原提则和程序总原则碗：应先对声蛛源进行隔矩声、消声孤等处理，凑当噪声源爱不宜采用何隔声措施引，或采用叛了隔声手土段后仍不能达到噪欺声的标准狗时，可采用吸声处吹理来作为辅堵助手段。基本原沿则：1.房间的平疫均吸声系惩数很小时肥，吸声降暖噪才有较炮好效果；2.根据噪声美的频率特弄性选择吸索声材料或犬结构，多冒孔吸声材肌料对中高尊频噪声具怨有较好的两降噪效果，共钱振吸声尾结构对凑于中低享频具有袭较好的网降噪效搭果；3.车获间面积务较大时留．宜采刃用空间厦吸声体源，平顶疫吸声处检理；4.声点源集中散在局部注区域时蓄，宜采犁用局部华吸声处接理，并耀同时设敲置隔声听屏障；5.噪米声源比坐较多而舞且较分钉散的生逢产车间悦宜作吸真声处理；6.选择吸塞声材料挪时，要百充分考时虑防潮熔、防火洁、防尘廉、耐腐婶蚀等方兽面的要尾求，安翅装时应御考虑采光、通男风、照池明及装禁饰等方尿面的功自能要求兴。吸声降每噪设计拆程序实测或预段测房间内皮的噪声级领和频谱特帝性确定房间的吸声降噪量确定各频带所需的吸声降噪量测量或估算房间内原房间常数或平均吸声系数，求出处理后应有的房间常数或平均吸声系数选定吸声材料或吸声结构确定吸声降噪处理的面积和安装方式计算实碗例某房间尺裁寸为14m×胆10m×糕3m，内装怕有一鼓允风机，看位于10m楼×3m墙壁的梁中心部位，测街得房间鲜在各个常倍频程构中心频识率处的绿平均吸趁声系数惜列于下映表中。芝要求距该鼓风刚机7m处符合NR-5福0曲线，承试对房馒间的内搅壁进行手吸声处篮理。倍频程中心频率/Hz说明125250500100020004000距空调7m处倍频带声压级/dB606263595754处理前房间混响时间/s2.62.42.01.81.61.2处理前房间平均吸声系数0.060.070.080.090.10.13次序项目倍频程中心频率/Hz1252505001000200040001距噪声源7m处倍频程声压级/dB6062635957542噪声允许值/dBNR-506758545047453需要减噪量△LP04991094处理前房间混响时间/s2.62.42.01.81.61.25处理前平均吸声系数α10.060.070.080.090.10.136所需平均吸声系数α20.060.160.41