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文档简介
2.2.1描述声波的基本物理量振幅位移周相弹簧倔强系数N/m振子质量kg弹簧振子的自由振动方程2.2.1描述声波的基本物理量3.波长:声波两个相邻密部或两个相邻疏部之间的距离叫做波长,或者说声源每振动一次,声波的传播距离。振幅质元位移距声源距离沿x轴正方向传播的平面余弦声波空气中液体中固体中2.2.1描述声波的基本物理量体积弹性模量杨氏弹性模量2.2.2
声波的物理量度1.声压p(单位:N/m2或Pa)2.声能E(J)、声能密度w(J/m3)3.声功率W(W)、声强I(W/m2)4.声级L(B或dB)5.频谱和频程1.声压
a.瞬时声压:沿x轴正方向传播的平面余弦声波,其某一瞬间的声压。
b.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。1.声压沿x轴正方向传播的平面余弦声波,其媒质质元的振动速度:对比瞬时声压特性阻抗kg/(m2s)2.声能、声能密度声场中体积元的总声能量为:单位是焦耳
单位体积元的声能量称为声能密度:单位是焦每立方米
3.声功率、声强单位时间内通过垂直于声波传播方向的单位面积的平均声能量。单位是瓦每平方米
单位时间内通过垂直于声波传播方向的面积S的平均声能量。单位是瓦
4.1声压级该声音的声压与参考声压的比值取以10为底的对数再乘20,即:声压级单位:分贝。
4.2声强级该声音的声强与参考声强的比值取以10为底的对数再乘10,即:声强级单位:分贝。4.3声功率级声功率级单位:分贝。该声音的声强与参考声强的比值取以10为底的对数再乘10,即:声压级和声强级的关系:
对于自由声场中的球面波有:声强级和声功率级的关系:
a.声级的合成(公式法)
由于:
当n个声源互不干涉时:当时a.声级的合成(查表、图法):
求声压级合成时,其总声压级等于两声级中较大的值加上由两声级决定的一个附加值不仅可以求两个声压级的合成,还可求出若干个声压级的合成。只要将其两两分组,求出差值,查表或图求出附加值,加在每组中声压级较大的值上即可。b.声级的分解欲求第2个声压级,只需用总声压级减去由总声压级与本底噪声声压级之差决定的修正值,即可求出。以上公式适用于不相干波合成声场的平均声能密度n列不相干波的合成声场的平均声能密度合成声场的总有效声压相干波的叠加相干波的合成声压相干波的合成平均声能密度当当2.2.3
声波的类型
a.点声源的声级声源的指向性:声源发出的声波,在各个方向上的声压分布并不一定相同,这种随方向分布的不均匀性,称为声源的指向性。指向性指数:指向性因数:在离声源中心不同距离处,测量球面上各点的声强,求得所有方向上的平均声强,将某一方向上得声强与其相比。考虑到声源的指向性,需要对声压级的计算公式进行修正,自由声场中在某一方向θ上的声压级公式可表示为:
b.线声源的声级r0≤L/π,线声源视为无限长线声源LAr0r0>L,线声源视为点声源L/π≤r0<L,有限长线声源b.有限长线声源:c.矩形面声源r0≤a/π,面声源声压级不衰减。a/π<r0<b/π,面声源视为无限长线声源。r0>b/π,面声源视为点声源。LabAr0a<b垂直入射的反射和透射Iρ1c1IIρ2c2xoptprpi2.3.1声波的反射、透射(折射)假设分界面是无限薄,声压在边界处连续,所以在x=0处,有
pI=pII
pAi+pAr=pAtuI=uII媒质I中的总声压为两个媒质中的质点振动速度分别为由边界条件可以得到
uAi+uAr=uAt或声压反射系数rp:反射声压幅值PAr与入射声压幅值PAi之比声压透射系数τp:透射声压幅值PAt与入射声压幅值PAi之比当ρ2c2>ρ1c1时,媒质II比媒质I“硬”当ρ1c1>ρ2c2时,媒质II比媒质I“软”2.3.1声波的反射、折射斜入射的反射和折射
Iρ1c1IIρ2c2optprpiθrθiθt
反射定律:反射线在入射面(入射线与界面线所在的面)内,且与入射线位于界面法线的两边,入射角与反射角相等,即
θi
=θr折射定律:折射线在入射面内,且入射角、反射角、折射角正弦之比等于媒质I与媒质II声速之比
全反射现象:当c1<
c2时,θt总大于θi,当θi
增大至θc时,θt增加到90o,此时入射角再增大时,入射波全部反射回第一媒质,在第二媒质中无透射波,θc称为全反射临界角。2.声波的衍射2.3.3
声波在传播中的衰减1.扩散引起的衰减(Ad)2.空气吸收引起的附加衰减(Aa)3.地面吸收的附加衰减(Ag)4.声屏障衰减(Ab)5.气象条件的影响(Am
)1.扩散引起的衰减由于波阵面的扩展而引起的声强随距离而减弱的现象称为扩散衰减。a.点声源的扩散衰减点声源辐射的一般为球面波,波阵面面积可表示为:
因此从r1处传播到r2处时的发散衰减:当r2=2r1时,衰减量=6dBb.线声源的扩散衰减当r2=2r1时,衰减量=3dB
2.空气吸收引起的附加衰减半经验公式来估算空气吸收衰减。在20℃时:声波的频率,Hz相对湿度传播距离,m
2.空气吸收引起的附加衰减对于不同温度,可采用下式来估算:
与20℃相差的摄氏温度β=4×10-6
3.地面吸收的附加衰减声波在厚的草地上面或穿过灌木丛传播时,在频率为1000Hz时的附加衰减较大,可高达25/100mdB。附加衰减量的近似计算公式为:声波的频率,Hz传播距离,m
3.地面吸收的附加衰减声波穿过树木或者森林时,不同树林的衰减相差很大,在1000赫兹时:浓密的常绿树树冠23dB/100m地面上稀疏的树干3dB/100m各种树林平均的附加衰减大致为:
4.声屏障衰减当声源与接收点之间存在密实材料形成的障碍物时会产生显著的附加衰减,这样的障碍物称为声屏障。
5.气象条件的影响雨、雪、露等对声波的散射会引起声能的衰减。但这种因素引起的衰减量很小,大约每1000m衰减不到0.5dB,因此可以忽略不计。风和温度梯度对声波传播的影响很大。为什么声音在晚上要比晴朗的白天传播的远一点?为什么逆风传播的声音难以听清?5.频谱和频程b.
频程:为方便起见,通常将宽广的音频变化范围划分为若干个较小的频段,称为频段或频程。5.频谱和频程b.
频程:当n=1时,叫倍频段当n=1/3时,叫1/3倍频程4.1噪声的评价量4.1.1响度和响度级(纯音、宽频)4.1.2计权声级(A声级、等效连续、昼夜)4.1.3累计百分数声级4.1.5反映噪声对语言交流干扰程度的量4.1.4针对室内噪声的评价量4.1.6与烦恼程度有关的评价量4.1.7噪声冲击指数4.1.5反映噪声对语言交流干扰程度的量4.1.1响度和响度级1.响度级:当某一频率的纯音与1000Hz的纯音听起来同样响时,符号为LN,单位为方(phon)2.等响曲线:对各个频率的声音作试听比较,得到达到同样响度级时频率与声压级的关系曲线人能接受声波的频率范围20Hz~20kHz低于20Hz的声波为次声波高于20kHz的声波为超声波听阈:外耳道或鼓膜上纯音声压的可听最低限痛阈:除听觉以外另有痒、不适及痛觉时的最低声压
图4-1
等响曲线听阈:响度级为零方等响曲线痛阈:响度级为130方及以上的等响曲线3.响度响度:与主观轻响程度成正比的参量,符号为N,单位是“宋”(sone)1sone:正常听者判断一个声音比响度级为40phon参考声强响的倍数,规定响度级为40phon时响度为1sone响度与响度级的关系:4.斯蒂文斯响度噪声掩蔽:由于噪声的存在,降低了人耳对另外一种声音听觉的灵敏度,使听阈发生迁移的现象叫做噪声掩蔽。掩蔽值:听阈提高的分贝数。语言交谈的频率范围主要在500,1000,2000为中心频率的三个倍频程中,频率在200Hz以下,7000Hz以上的噪声对语言交谈不会引起很大的干扰4.斯蒂文斯响度对宽频带的噪声考虑了计权因素:响度指数最大的频带贡献最大,而其他频带由于最大响度指数频带声音的掩蔽效应,他们对总响度的贡献应乘上一个小于1的修正因子。频带与修正因子的关系频带宽度倍频带1/2倍频带1/3倍频带修正因子F0.300.200.15图4-2斯蒂文斯响度指数曲线斯蒂文斯响度计算方法:测出频带声压级;从图上查出各频带声压级应的响度指数;取其中最大值,将其从响度指数总和中扣除,乘以频带修正因子F,最后与最大值相加即得响度指数;复合噪声的响度响度指数最大值响度级4.1.2
计权声级1.计权声级:
通常对不同频率声音的声压级经某一特定的加权修正后,再叠加计算可得到噪声的总声压级2.计权网络:
是近似以人耳对纯音的响度即频率特性而设计的。国际电工委员会规定了四种计权网络:
A、B、C、D声压级相同的声音会因为频率的不同产生不一样的主观感觉普遍采用航空噪声计权声级A、B、C计权网络的主要差别是在于对低频成分衰减程度,A衰减最多,B其次,C最少。A、B、C、D计权的特性曲线见图。其中A、B、c三条曲线分别近似于40方、70方和l00方三条等响曲线的倒转。由于计权曲线的频率特性是以1000Hz为参考计算衰减的,因此以上曲线都重合于1000Hz,后来实践证明,A计权声级表征人耳主观听觉较好,故近年来B和C计权声级较少应用。A计权声级以LPA或LA表示,其单位用dB(A)表示。/jc/index.html等效连续声级等效连续声级是用某一段时间能量平均的方法,将间歇出现的变化的A声级以一个A声级来表示该段时间内的噪声大小,并称这个A声级为此时间段的等效连续A声级。符号“Leq”或“LAeq.T”。式中:LPA—某时刻t的瞬时A声级(dB);T—测量时间(s)。如果数据符合正态分布,其累积分布在正态概率纸上为一直线,则可用下面近似公式计算:LAeq.T≈L50+d2/60其中L50为累积百分声级;d=L10-L90/jc/index.html统计声级(累积百分声级)环境噪声往往呈现不规则且大幅度起伏的情况,因此需要用统计的方法,用不同的噪声级出现的概率或累积概率来表示。累计百分声级(统计声级)LN表示某一声级,且大于此声级的出现概率为N%。如L5=70dB表示整个测量期间噪声超过70dB的概率占5%。如果测量是按一定时间间隔(如每5s一次)读取指示值,那么L10表示有10%的数据比它高,L50表示有50%的数据比它高,L90表示有90%的数据比它高。L5相当于峰值平均噪声级,L50相当于平均噪声级,又称中央值,L95相当于背景噪声级(或叫本底噪声级)。b.有限长线声源:昼夜等效声级昼间等效声级夜间等效声级昼夜等效声级昼间A声级的能量平均值,用LD表示,单位dB。昼夜等效声级昼间等效声级夜间等效声级昼夜等效声级夜间A声级的能量平均值,用LN表示,单位dB。昼夜等效声级昼间等效声级夜间等效声级昼夜等效声级考虑到夜间噪声具有更大的烦扰程度,故提出一个新的评价指标——昼夜等效声级(也称日夜平均声级),符号“LdN”。它的表达式为式中:Ld—白天的等效声级,时间是:6:00—22:00.共16h;Ln—夜间的等效声级,时间是:22:00至第二天的6:00,共8h。昼间和夜间的时间,可依地区和季节不同而稍有变更。为表明夜间噪声对人的烦扰更大.故计算夜间等效声级这一项时加上10dB的计权。为了表征噪声的物理量和主观听觉的关系,除了上述评价指标外,还有语言干扰级(SIL),感觉噪声级(PNL),交通噪声指数(TNl)和噪声次数指数(NN1)等。4.1.3室内噪声的评价量1.噪声标准曲线:噪声标准(NC)曲线更佳噪声标准(PNC)曲线适于室内活动场所稳态噪声的评价,以及有特别噪声环境要求的场所的设计。室内噪声的评价量2.噪声评价数(NR)曲线噪声评价数:将1000Hz倍频带声压级值作为噪声评价数NR。其他63Hz-8000Hz倍频带的声压级和NR的关系由下式计算:求NR值的步骤:测得的噪声各频带的声压级;将测得的噪声各频带的声压级与图中声压级比较既可以得到各频带的NR值;取其中最大的NR值(取整数);将最大值加1即为所测环境的NR值。噪声评价数NR与一般噪声A声级的关系
NR=LA-5噪声污染级(交通噪声指数)实践表明,涨落的噪声所引起人的烦恼程度比等能量的稳态噪声要大,并且与噪声暴露的变化率和平均强度有关。实验证明,在等效连续声级的基础上加上一项表示声变化幅度的量,更能反映实际污染程度。用这种噪声污染级评价航空或道路的交通噪声比较恰当。噪声污染级(LNP)公式为式中:K—常数,对交通和飞机噪声取值2.56;σ—测定过程中瞬时声级的标准偏差。式中:LPAi——测得第i个瞬时A声级;<L>——所测声级的算术平均值,n——测得总数。噪声污染级(交通噪声指数)对于许多重要的公共噪声,噪声污染级也可写成:LNP=Leq+d或LNP=L50+d2/60+d式中:d=L10-L90。3.1声级计声级计按其精度可分为四种类型:O型声级计,是实验用的标准声级计;Ⅰ型声级计,相当于精密声级计;Ⅱ型声级计和Ⅲ型声级计作为一般用途的普通声级计。声级计按其体积可分便携式声级计和袖珍式声级计。声级计按其用途可分为一般声级计、车辆声级计、脉冲声级计、积分声级计和噪声剂量计等。国产声级计有ND-2型精密声级计PSJ-2普通声级计。国际标准化组织(ISO)及国际电工委员会(IEC)规定普通声级计的频率范围是20-8000Hz,精密声级计的频率范围是20-12500Hz。3.1声级计声级计主要由传声器、放大器、衰减器、计权网络、电表电路及电源等部分组成。声级计的工作原理是:声压大小经传声器后转换成电压信号,此信号经前置放大器放大后,最后从显示仪表上指示出声压级的分贝数值。3.2声级频谱仪频谱仪是测量噪声频谱的仪器,它的基本组成大致与声级计相似。但是频谱分析仪中,设置了完整的计权网络(滤波器)。借助于滤波器的作用,可以将声频范围内的频率分成不同的频带进行测量。一般情况下,进行频谱分析时,都采用倍频程划分频带。如要进行更详细的频谱分析,就要用窄频带分析仪,例如用1/3频程划分频带。/jc/index.html3.3积分声级仪和统计分析仪积分平均声级仪是一种直接显示某段时间被测噪声等效连续声级的仪器。噪声统计分析仪是用来测量噪声级的统计分布,并直接指示累积百分声级的一种仪器。AWA6218B型噪声统计分析仪集积分声级计、噪声统计分析仪、噪声剂量计等于一体。3.4录音机在现场噪声测量中如果没有频谱仪和自动记录仪,可用录音机(磁带记录仪)将噪声消耗记录下来,以便在实验室用适当的仪器对噪声消耗进行分析。选用的录音机必须具有较好的性能,它要求频率范围宽(一般为20-15000Hz),失真小(小于3%),信噪比大(35dB以上)。此外,还必须具有较好的频率响应和较宽的动态范围。3.5自动记录仪在现场噪声测量中,为了迅速、准确、详细的分析噪声源的特性,常把声级频谱仪与自动记录仪连用。自动记录仪是将噪声频率信号作对数转换,用人造宝石或墨水将噪声的峰值、有效值、平均值表示出来。可根据噪声特性选用适当的笔速、纸速和电位计。3.6实时分析仪实时分析仪是一种数字式频线显示仪,它能把测量范围内的输入信号在极短时间内同时反应在显示屏上,特别适用于脉冲信号分析。AWA6290A型多通道噪声振动分析仪由计算机、软件包、高速高精度A/D板、测量放大板、电荷放大板、加速度计、前置级、测试传声器等部分组成。它是一种多通道信号测量与分析仪器,可以任意组合噪声及振动测量通道,实现噪声、加速度、速度、位移等物理量的实时测量,还可对转速、压力、温度等信号进行采集分析。3.4噪声监测
3.4.1噪声监测要点测量前应仔细校准仪器。可用仪器内部校准信号校准,也可用活塞发声器和声级校准顺校准。在校准时,要用线性(LIN)档或C档校准。检查电池电压。防止风对仪器的影响,在户外测量时,要在传声器上安装风罩,户外风力不得超过四级。3.4.1噪声监测要点当测得的声压级与噪声本底噪声相差不到10dB时,应扣除背景噪声的影响和修正值才是真正的声源声压级。当测得声压级大于本底噪声不到2dB时,则该数据无效。计权网络ABC的使用:在不同的频谱分析时,如无滤波器可用ABD三档读数值,可以定性地估计噪声的频率特性:即LA=LB=LC,噪声能量集中在高频,LC=LB>LA时,为中频特性,LC>LB>LA,为低频特性。3.4.2城市区域噪声监测(1)监测内容:城市区域环境噪声监测、城市交通噪声监测、城市环境噪声长期监测和城市环境中扰民噪声源的调查测试等。(2)基本测量仪器:精密声级计或普通声级计(3)布点:将要普查测量的城市分成等距离网格,测量点设在每个网格中心。网格数不应少于100个。(4)测量:测量时一般应选在无雨、无雪、风力小于四级时,声级计应加风罩以避免风噪声干扰,同时也可保持传声器清洁。(5)测量时间:分为白天(6:00-22:00)和夜间(22:00-6:00)两部分。随地区和季节不同,上述时间可稍作更改。3.4.2城市区域噪声监测(6)测点选择:测点选在受影响者的居住或工作建筑物外1米,传声器高于地面1.2m以上的噪声影响敏感处。(7)数据处理:测量数据一般用统计噪声级或等效连续A声级表示,把测定数据代入有关公式,计算L10、L50、L90、Leq的算术平均值(L)和最大值及标准偏差(σ),确定城市区域环境噪声污染情况。(8)评价方法:(a)数据平均法:将全部网点测得的连续等效A声级做算术平均运算,所得到的算术平均值就代表某一区域或全市的总噪声水平。(b)图示法:用区域噪声污染图表示。3.4.3城市交通噪声监测(1)监测点选择:在每两个交通口之间的交通线上选择一个测点。测点在马路边人行道上,离马路20cm,这样的点可代表两个路口之间的该段道路的交能噪声。测量时应选在无雨、无雪的天气进行。(2)记录方式:测量时每5s记一个瞬时A声级(在慢响),连续记录200个数据,测量的同时记录交通流量。(3)L90、L50、L10、Leq的确定:将200个数据从小到大排列,第20个数为L90,第100个数为L50,第180个数为L10,Leq(等效连续声级)计算如下:3.4.3城市交通噪声监测(4)评价方法:(a)数据平均法:全市测量结果应得出全市交通干线的L10、L50、L90、Leq平均值L和最大值、标准偏差,以作为城市间比较。(b)图示法:即用噪声污染图表示。3.4.4工业企业噪声监测包括车间内噪声和厂界噪声的监测(1)布点(2)测量(3)数据处理3.4.5车间内噪声(1)若车间内各处A声级波动小于3dB,则只需在车间择1-3个测点;(2)若车间内各处声级波动大于3dB,则应按声级大小,将车间分成若干区域,任意两区域的声级应大于或等于3dB,而每个区域内的声级波动必须小于3dB,每个区域取1-3个测点;(3)如为稳态噪声则测量A声级,记为dB(A);如为不稳态噪声,测量等效连续A声级或测量不同A声级下的暴露时间,计算等效连续A声级。测量时使用慢档,取平均读数;(4)测量时要注意减少环境因素对测量结果的影响,如应注意避免或减少气流、电磁场、温度和湿度等因素对测量结果的影响。3.4.6企业厂界噪声(1)气象条件:无雨无雪,风力为5.5m/s以下。(2)测量时间:企业正常工作时间内进行,分为昼夜两部分。(3)采样方式:用声级计采样时,计权特性选择A声级,动态特性选择慢响应,采样时间间隔为5s,用环境噪声自动监测仪采样时,动态特性为“快”响应,采样时间间隔为1s。稳态噪声,取一次测量结果。非稳态噪声的声级涨落在3~10dB范围,每隔5s连续读取100个数据;声级涨落在10dB以上,连续读取200个数据,求取各测点等效声级值。(4)测点位置:测量工业企业厂界噪声应在工业企业边界线1m处进行。据初测结果,声级每涨落3dB布一个测点。如与居民住宅毗邻时,应取该室内中心点的测量数据为准,此时标准值应比室外标准值低10dB(A)。如边界设有围墙、房屋等建筑物时,应避免建筑物的屏障作用对测量的影响。1、基本任务和工作程序(3)评价量声环境质量评价量:Leq、Ld、Ln、LWEPCN、LpAmax、声源源强评价量:LWA、8个倍频程带LWoct、LpA(r)、Lpoct(r)、LEPN、(2)工作程序6.3.3噪声控制的工作程序调查测定噪声现场设备正常运行条件确定噪声控制方案确定降噪量噪声控制标准噪声测试仪器调查噪声污染对象实施噪声控制方案加工、安装、调试技术指标测定技术鉴定与评价生产工艺和技术操作要求投资核算补加新措施查找原因未达到预期指标噪声源按发声机理分类发声机理特性治理方法机械噪声机械设备运转时,不同部件间摩擦力、撞击力或非平衡力,使部件和壳体产生振动而辐射噪声与激发力特性、物体表面振动速度、边界条件、固有振动模式有关1.提高制造精度;2.改善机器传动系统,减少部件间的撞击、摩擦;3.正确校准中心、调好平衡;4.提高机壳阻尼空气动力性噪声气体流动过程中的相互作用或气流和固体介质之间的相互作用与气流压力、流速有关1.降低流速;2.适当增加导流片,减少气流出口处的速度梯度;3.调解风扇叶片的角度形状;4.改进管道连接处的密封性。电磁噪声电磁场交替变化而引起的机械部件或空间容积振动而产生与交变电磁场特性、被迫振动部件、空间的大小、容积有关1.改进电机结构设计2.可选用隔声罩6.3.3噪声控制的工作程序典型建设项目噪声影响预测
1、公路、城市道路交通运输噪声预测2、铁路、城市轨道交通噪声预测3、机场飞机噪声预测4、工业噪声预测5、施工场地、调车场、停车场等噪声预测6、敏感建筑建设项目声环境影响预测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膜共振吸声结构薄板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。(1)驻波比法垂直入射吸声系数测量(1)驻波比法垂直入射吸声系数测量(2)传递函数法垂直入射吸声系数测量(3)混响室法无规入射吸声系数测量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(z=ρ0c)平均吸声系数:7.2.3影响材料吸声的因素1.空气流阻2.孔隙率3.材料厚度的影响4.材料平均密度的影响5.背后空腔的影响6.护面层的影响7.温度、湿度的影响1.薄板吸声结构系统共振频率:薄板厚度:3-6mm空腔深度:3-10cm共振频带:80-300Hz吸声系数:0.2-0.5低频吸声薄板共振吸声结构吸声原理2.薄膜吸声结构系统共振频率:空气层膜状材料吸声频带:200-1000Hz吸声系数:0.3~0.4中频吸声3.穿孔板吸声结构单孔时系统共振频率:多孔时系统共振频率:吸声频带:低中频噪声吸声系数:0.4-0.7薄板厚度:2-5mm孔径:2-4mm穿孔率:1%-10%空腔深:10~25cm吸声带宽:tdVα=αmax/2几十HZ—两三百HZ1.空腔深度2.填充多孔吸声材料3.不同穿孔率、空腔深度的穿孔板共振吸声结构进行组合4.微穿孔板吸声结构系统共振频率:共振时最大吸声系数:等效声阻抗:距点声源r处的声能密度、声强及声压为:a.直达声场相应点混响声的声压级为:b.混响声场c.总声场在α=0时,R=0,壁面为全反射,室内为混响声场;在α=1时,R无穷大,壁面为全吸声,室内为直达声场或自由声场一般0<α<1,两者之间d.混响半径直达声与混响声声能相等时的距离称为临界距离(半径)。Rθ=1时的临界距离,又称为混响半径。意义:当受声点与声源的距离小于临界半径时,吸声处理的降噪效果不大;当受声点与声源的距离大于临界半径时,吸声处理才有明显的效果。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)7.4.2室内声衰减和混响时间在扩散声场中,声源停止发声后声压级下降60dB所需时间,反映室内声能量衰减的快慢程度7.4.3吸声降噪设R1、R2分别为室内设置吸声装置前后的房间常数,则距声源r处相应的声压级分别为:当受声点离声源较近时,降噪量很小。当受声点离声源较远时(混响半径以外),降噪量可简化为:如果房间内吸声系数较小,上式可简化为:由于:α2/α1或T1/T21234568102040降噪量(dB)0356789101316设计计算步骤为:①记录房间尺寸、体积、总表面积、噪声源的种类和位置等事项;②在表的第一行记录噪声的倍频程声压级测量值;③在表的第二行记录NR-55的各个倍频程声压级;④对各个倍频程声压级由第一行减去第二行,当出现负值时记为0;⑤处理前房间平均吸声系数记录在第四行⑥根据降噪量公式计算出所需的吸声系数,记录在第五行参考各种材料的吸声系数,使平均吸声系数达到第五行所列的吸声系数以上,然后确定房间内各部分的装修。一、透射系数(传声系数)定义:透射声能Eτ系与入射声能之比,即EaEτEiEr当τ=1时,为全透射的情况,当τ=0时,透射声能为0,一般,0<τ<1τ值愈小,表明材料的隔声性能愈好。8.1隔声性能的评价量二、隔声量R、传声损失TL
1.隔声量隔声材料两侧入射声音与透射声音(入射处与透射处两处)的声级差,单位为dB。LiLτ声源注:隔声量是描述隔声材料隔声效果的量。2.平均隔声量
隔声量TL是频率的函数,工程上将125~2500Hz的5个倍频程或100~3150Hz16个1/3倍频程隔声量的算术平均值称为平均隔声量。3.计权隔声量Rw将125~2500Hz的5个倍频程或100~3150Hz16个1/3倍频程时的隔声量与一组基准曲线按一定的方法进行比较确定的。4.频谱修正量C或Ctr
1.质量定律声波在空气中传播的途径上,当遇到墙状固体障碍物时,由于空气与固体介质特性阻抗的差异,在两分层界面上将产生两次反射和透射。
ⅠⅡⅠabpp2rp1rp2tp1tab可近似为:从透射系数的定义及平面声波理论,可以导出单层墙在声波垂直入射时的隔声量将ρ0c0=400Pa•s/m代入:物理意义:单层墙的隔声量与其单位面积质量的对数成正比;声波的频率越高,隔声量越高。无规入射时:考虑边界、刚度和阻尼等因素,实际隔声量的经验公式:平均隔声量的经验公式(100~3150Hz):2.吻合效应产生吻合效应的条件:产生吻合效应的频率为:临界吻合频率:能产生吻合效应的最低入射频率。近似为:ADB8.3双层结构隔声性能时产生共振。共振频率为:隔声频率特性入射声波频率低于共振频率:入射声波频率高于共振频率:入射声波频率更高时:隔声量出现极大值和极小值的交替变化。比较:隔声频率特性隔声量的估算经验公式:平均隔声量:8.4组合墙的隔声量插入损失::隔声间的平均隔声量Α:隔声间的总吸声量S:隔声间的内表面总面积1.隔声间的声学评价声场中,某一位置在放隔声结构或装置前后的声级差,单位dB。全封闭的隔声罩的插入损失:R:隔声罩罩壁的隔声量α:内饰吸声材料的吸声系数1.隔声罩的插入损失局部封闭的隔声罩的插入损失:R:隔声罩罩壁的隔声量,dBα:内饰吸声材料的吸声系数
S0:非封闭总面积,m2
S:封闭总面积,m2在求整个隔声罩的平均吸声系数和平均隔声量时,非封闭部分的吸声系数和透射系数按1计算,或隔声量按0计算。第一节声屏障的基本原理一、声学性能评价量屏体吸声性能平均吸声系数α降噪系数NR屏体隔声性能传声损失TL计权隔声量Rw插入损失IL安装声屏障前后的声压级之差ΔLp第二节声屏障插入损失的计算一、绕射声衰减的计算1、点声源N:菲涅耳数2、无限长线声源、无限长声屏障无限长线声源、有限长声屏障没有声屏障时受声点的声压级经声屏障绕射后受声点的声压级总绕射声衰减3、总绕射声衰减的计算4、A计权绕射声衰减的计算5、等效频率的计算二、透射声修正量的计算三、反射声修正量的计算NRC声屏障反射的增加量/dB(A)0.053.00.102.50.301.50.601.00.800.51.000.0降噪系数NRC与声屏障反射增加量的关系四、障碍物声衰减的确定地面上方1.5m和6~7.5m两处声压级之差五、地面声衰减的确定声屏障实际插入损失第三节声屏障设计程序一、确定声屏障设计目标值二、确定声屏障位置三、确定声屏障几何尺寸四、计算声屏障绕射声衰减五、声屏障的隔声要求六、声屏障的吸声结构设计七、声屏障形状的选择八、声屏障插入损失的计算九、声屏障设计的调整十
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