物理性污染控制-第二章-第5节-噪声控制技术-隔声

.物理性污染控制主编陈杰瑢.第二章噪声污染及其控制第一节概述第二节声学基础第三节噪声的评价和标准第四节噪声控制技术——吸声第五节噪声控制技术——隔声第六节噪声控制技术——消声第七节噪声控制技术——有源噪声控制简介

.第二章噪声污染及其控制第五节噪声控制技术——隔声

隔声概述一单层匀质墙的隔声性能

二多层墙的隔声特性

三隔声间四五六隔声罩隔声屏.(一)隔声原理

(二)透声系数与隔声量

隔声概述一1.透声系数2.隔声量3.插入损失.具有隔声能力的屏蔽物称作隔声构件。如隔声墙、隔声屏障、隔声罩、隔声间。采用适当的隔声措施一般能降低噪声级15dB～20dB。图2-31隔声基本原理示意图(一)隔声原理

.(一)隔声原理

(二)透声系数与隔声量

隔声概述一1.透声系数2.隔声量3.插入损失.定义:透射声功率（Wt）与入射声功率（W）的比值，即或意义:表示隔声构件本身透声能力的大小。又称作传声系数或透声系数。通常所指的是无规则入射时各入射角度透声系数的平均值。透射声强/入射声强透射声压2/入射声压2(二)透声系数与隔声量

1.透声系数(2-134).定义:等于透射系数的倒数取以10为底的对数的10倍，即或透声系数值愈小，R值越大，隔声性能愈好。R值的大小与与入射声波的频率有关。工程中常用125～4000Hz6个倍频程或100～3150Hz的16个1/3倍频程的隔声量作算术平均，来表示某一构件的隔声性能，称作平均隔声量()。2.隔声量（R）

（2-135a）

（2-135b）

＜＜.定义:离声源一定距离某处测得的隔声构件设置前、后的声功率级和之差。插入损失通常在现场用来评价隔声罩、隔声屏等构件的隔声效果。（2-136）

3.插入损失（

）.第二章噪声污染及其控制第五节噪声控制技术——隔声

隔声概述一多层墙的隔声特性

三隔声间四五六隔声罩隔声屏单层匀质墙的隔声性能

二.(一)单层匀质墙隔声的频率特性

(二)单层匀质墙的隔声量

单层匀质墙的隔声性能

二.图2-32单层匀质墙的隔声频率特性曲线(一)单层匀质墙隔声的频率特性

隔声墙:板状或墙状的隔声构件。单层隔声墙:仅有一层墙板。双层或多层隔声墙:有两层或多层墙板，层间有空气或其它材料.图2-32单层匀质墙的隔声频率特性曲线

刚度控制

单层匀质墙的隔声量与入射声波的频率关系很大

刚度和阻尼控制区质量控制区

吻合效应区

第一共振频率

临界吻合频率

.一定频率的声波以入射角θ投射到墙板上,激起构件弯曲振动若入射声波的波长λ在墙板上的投影正好与墙板的固有弯曲波波长λb相等时,墙板弯曲波振动的振幅便达到最大,声波向墙板的另面辐射较强,墙板隔声量明显下降,此现象称为“吻合效应”。吻合效应图2-27吻合的成立条件吻合效应的条件(2-137)入射角

.定义:产生吻合效应的最低频率，即时的频率的计算公式

或临界吻合频率(2-138)墙板面密度,kg／m2墙板的弯曲劲度,N·m墙板密度,kg／m3墙板的弹性模量,N/m2墙板的厚度,m由式（2-138）可知,临界吻合频率受墙板厚度、密度、弹性影响墙板越厚,越低；轻而弹性模量大的隔板,常常降到听觉敏感的声频范围内,对隔声造成不利影响。.材料名称/N·m-2/㎏·m-3/㎏·（N·m）-1铝7.15×10102.7×1030.38×10-7铸铁8.8×10107.8×1030.89×10-7钢19.6×10107.8×1030.40×10-7铅1.67×101011.3×1036.77×10-7砖2.45×10101.8×1030.73×10-7混凝土2.45×10102.6×1031.06×10-7玻璃8.5×10102.4×1030.28×10-7胶合板0.36×10100.5×1031.39×10-7表2-14几种常用材料的密度和弹性模量

几种常用材料计算临界吻合频率的参数,可用于设计计算。.(一)单层匀质墙隔声的频率特性

(二)单层匀质墙的隔声量

单层匀质墙的隔声性能

二.单层匀质墙的隔声量公式建立条件为:(1)声波垂直入射到墙上；(2)墙将空间分成两个半无限大空间，且墙的两侧均为通常状况下的空气；(3)墙为无限大，即不考虑边界的影响；(4)将墙视为一个质量系统，即不考虑墙的刚性、阻尼；(5)墙上各点以相同的速度振动，则从透声系数的定义及平面声波理论，可以导出单层墙在质量控制区的声波垂直入射时的隔声量计算公式(二)单层匀质墙的隔声量

(2-139)

墙板面密度,kg／m2入射声波频率,Hz空气密度,kg／m3,常温下取1.2㎏/m3。.式(2-140)常称为隔声质量定律。它表明了单层匀质墙的隔声量与其面密度及入射声波频率的关系。面密度越大,隔声量越好,m或f增加1倍,隔声量都增加6dB。(2-140)隔声质量定律(2-141)一般情况下,,因此实际上,计算的结果与实测存在差异,修正的隔声量估算经验式由式(2-141)可知,实际上若频率不变,面密度每增加一倍,隔声量约增加5.4dB；当面密度不变时,频率每增加一倍,隔声量增加约3.6dB。.工程估算单层墙对各频率的平均隔声量的经验公式按主要的入射声频率100～3200Hz范围内对隔声量求平均值。式（2-142）计算值和工程实测值良好一致（表2-15）。(2-142a)平均隔声量(2-142b)

.结构名称面密度倍频程中心频率/Hz

125250500100020004000

测计定算1/4砖墙，双面粉刷11841414540464743421/2砖墙，双面粉刷22533373846525345461/2砖墙，双面木筋板条加粉刷280—52475754—50471砖墙，双面粉刷45744444553575649511砖墙，双面粉刷5304245495764625352100mm厚木筋板条墙双面粉刷701722354449483539150mm厚加气混凝土砌块墙双面粉刷1752836394654554343表2-15一些常用单层隔声墙的隔声量

.第二章噪声污染及其控制第五节噪声控制技术——隔声

隔声概述一单层匀质墙的隔声性能

二多层墙的隔声特性

三隔声间四五六隔声罩隔声屏.多层墙的隔声特性三(一)双层隔声墙(二)多层复合板隔声

.(一)双层隔声墙1.双层隔声墙的隔声原理2.双层墙的隔声特性曲线

3.双层墙的共振频率及其隔声量的实际估算.双层隔声墙:两层墙体间夹一定厚度的空气层。隔声原理:空气与墙板特性阻抗不同，当声波透过第一墙时，声波经空气与墙板两次反射衰减，且空气层的弹性和附加吸收作用增强声能衰减；声波传至第二墙，再经两次反射，透射声能再次衰减，总透射损失更大。1.双层隔声墙的隔声原理增加墙的厚度或面密度,可增加隔声量,但不经济,隔声效果也不理想。若将墙一分为二,中间夹一定厚度的空气层,墙的总质量不变,但隔声效果比单层实心结构好得多,经济。.(一)双层隔声墙1.双层隔声墙的隔声原理2.双层墙的隔声特性曲线

3.双层墙的共振频率及其隔声量的实际估算.图2-34双层墙隔声特性

2.双层墙的隔声特性曲线

c—满铺吸声材料b—有少量吸声材料d—双层墙隔声量a—无吸声材料e—单层墙隔声量共振频率

吻合频率

.图2-34双层墙隔声特性

2.双层墙的隔声特性曲线

c—满铺吸声材料b—有少量吸声材料d—双层墙隔声量a—无吸声材料e—单层墙隔声量共振频率

吻合频率

.(一)双层隔声墙1.双层隔声墙的隔声原理2.双层墙的隔声特性曲线

3.双层墙的共振频率及其隔声量的实际估算.

是指入射声波法向入射时的墙板共振频率

(2-143)3.双层墙的共振频率及其隔声量的实际估算双层墙的共振频率、——式中,、——双层墙两墙的面密度,kg／m3；——空气层的厚度,m。由式(2-143)可知,空气层越薄,双层墙的共振频率越高。.工程估算双层墙隔声量的经验公式(2-145a)隔声量的实际估算

(2-144)平均隔声量估算的经验公式()

()

(2-145b)空气层附加隔声量,由图2-29查得.常用双层墙的隔声量见表2-16（p64）。

图2-29双层墙附加隔声量与空气层厚度的关系

双层加气混凝土墙双层无纸石膏板墙双层纸面石膏板墙.多层墙的隔声特性三(一)双层隔声墙(二)多层复合板隔声

.多层复合板是由几层面密度或性质不同的板材组成的复合隔声构件.通常用金属或非金属的坚实薄板做面层,内侧覆盖阻尼材料,或填入多孔吸声材料或空气层等组成。多层复合板质轻和隔声性能良好,广泛用于多种隔声结构中,如隔声门(窗)、隔声罩、隔声间的墙体等。(二)多层复合板隔声

.第二章噪声污染及其控制第五节噪声控制技术——隔声

隔声概述一单层匀质墙的隔声性能

二多层墙的隔声特性

三隔声间四五六隔声罩隔声屏.隔声间（室）:由不同隔声构件组成的具有良好隔声性能的房间。结构:封闭式与半封闭式两种，一般多用封闭式。隔声间除需要有足够隔声量的墙体外，还需设置具有一定隔声性能的门、窗或观察孔等。隔声间

四.图2-30隔声间.图2-30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.(一)组合墙平均隔声量计算

(二)孔洞缝隙对墙板隔声的影响

隔声间

四(三)门（窗）的隔声和孔洞的处理

(四)隔声间降噪计算

.(一)组合墙平均隔声量计算

组合墙:具有门、窗等不同隔声构件的墙板。组合墙的透声系数:各组成部件的透声系数的平均值，称作平均透声系数(2-146)组合墙的平均隔声量:(2-147)墙体第i种构件的透声系数

墙体第i种构件的面积,m2.【例2-8】某隔声间有一面25m2的墙与噪声源相隔,该墙透声系数为10-5；墙上开一面积为3m2的门和一面积为4m2的窗,其透声系数均为10-3,求此组合墙的平均隔声量。解:计算结果表明,开门窗后,墙的隔声量显著下降。.分析可知,单纯提高墙的隔声量对提高组合墙的隔声量作用不大,也不经济,因此常采用双层或多层结构来提高门窗的隔声量。一般使墙体的隔声量比门、窗高出10～15dB已足够,比较合理的设计是用“等透射量”的方法。设墙和门(窗)的透声系数与面积分别为

按“等透射量”原则,,墙与门(窗)的隔声量、的关系为(2-148)为计算方便,仅考虑组合墙由两种不同隔声性能的构件组成的情况,此时对应的隔声量为

(2-149)(2-150).图中曲线表示隔声量之差。知道组合墙的两种构件的面积比与隔声量,可以在图中查出这一附加隔声量损失；计算出组合墙的隔声量。对于两种以上部件组成的组合墙,可以利用图2-31先求出其中两种部件组合的隔声量,再与第三个部件合并求取,其余类推,直至求出总的隔声量。图2-31组合件隔声量计算图

式（2-150）中第二项绘成图2-31所示曲线,称之为“组合件隔声量计算图”。.(一)组合墙平均隔声量计算

(二)孔洞缝隙对墙板隔声的影响

隔声间

四(三)门（窗）的隔声和孔洞的处理

(四)隔声间降噪计算

.孔隙大小声波频度墙板厚度

孔洞加大，高频隔声量下降,同时向中低频方向扩展。

墙板越厚，孔隙对隔声性能的影响越小

对高频段声音影响大(二)孔洞缝隙对墙板隔声的影响

.(一)组合墙平均隔声量计算

(二)孔洞缝隙对墙板隔声的影响

隔声间

四(三)门（窗）的隔声和孔洞的处理

(四)隔声间降噪计算

.(三)门（窗）的隔声和孔洞的处理

图2-32两种双层窗的结构形式1·门（窗）的隔声(a)双层木窗(b)双层钢窗隔声窗常采用双层或多层玻璃制作,中间夹空气层的结构来提高隔声效果相邻两层玻璃不宜平行布置,朝声源一测的玻璃有一定倾角,以减弱共振效应选用不同厚度的玻璃,可错开吻合效应的频率,削弱吻合效应的影响严格密封,玻璃板紧嵌在弹性垫衬中,以防止阻尼板面的振动层间四周边框宜做吸声处理

.2.孔洞的处理图2-33两种门缝处的铲口形式

（a）斜铲口

（b）插入式铲口

.隔声要求很高的场合,可采用双层或多层密封门窗。在土建工程中注意砖墙灰缝的饱满,混凝土墙的沙浆捣实。隔声间的通风换气口应有消声装置。隔声间的各种管线通过墙体结构需打孔时,应在孔洞周围用柔软材料包扎封紧。2.孔洞的处理.(一)组合墙平均隔声量计算

(二)孔洞缝隙对墙板隔声的影响

隔声间

四(三)门（窗）的隔声和孔洞的处理

(四)隔声间降噪计算

.(四)隔声间降噪计算

1.隔墙的噪声衰减图2-34发声室和接收室隔墙的面积,m2接收室的房间常数,m2

(2-161)

.【例2-9】某操作室与声源的隔墙面积为20m2,操作室内表面积为100m2,平均吸声系数为0.02,隔墙上开一观察窗,此组合墙的隔声量为30dB,求此墙操作室一侧近处的噪声衰减。如对操作室进行吸声处理后,平均吸声系数增至0.4,再求其噪声衰减。解:由题意，操作室的房间常数进行吸声处理后,设房间常数记作,则得.设发声室与受声室皆为扩散声场,则隔声间的噪声衰减NR为(2-162)

隔声墙的平均隔声量,dB隔声墙的吸声量,m2隔声墙的面积,m21.隔声间的噪声衰减式(2-162)是设计隔声间确定传声墙面积的依据；是测量隔声构件隔声量的计算依据。隔声间的噪声衰减约在20～50dB.第二章噪声污染及其控制第五节噪声控制技术——隔声

隔声概述一单层匀质墙的隔声性能

二多层墙的隔声特性

三隔声间四五隔声罩六隔声屏.隔声罩

五图2-35带有进排气消声通道的隔声罩构造机器减振器消声通道消声通道吸声材料隔声板壁排风机.隔声罩技术简单、投资少、隔声效果好,主要用于控制机器噪声,如空压机、鼓风机、内燃机、发电机组等。兼有隔声、吸声、阻尼、隔振和通风、消声等功能有密封型与局部开敞型、固定型与活动型。根据噪声源具体要求采用适当的隔声罩形式。隔声罩上可设置观察孔,可采用对流通风或强制通风散热。隔声罩的降噪量一般在10～40dB之间。隔声罩

五.五隔声罩

(一)隔声罩的插入损失

(二)隔声罩设计.(一)隔声罩的插入损失

定义:隔声罩设置前后，同一接收点的声压级之差。(2-163)

或

式中

——隔声罩总内表面的平均吸声系数；——隔声罩壁与顶面的平均透声系数；

——隔声罩壁与顶板的平均隔声量,dB。意义:表示隔声罩的降噪效果。一般采用上式作为工程上设计隔声罩的依据。.五隔声罩

(一)隔声罩的插入损失

(二)隔声罩设计.(二)隔声罩设计根据现场情况进行隔声罩结构设计,依据式（2-163）计算隔声罩的插入损失。一般固定密封型的插入损失可为30～40dB(A)；活动密封型的为15～30db(A)；局部敞开型的为10～20dB(A)；带通风散热消声器的则约为15～25dB(A)。.(1)隔声罩应选用适当的材料和形状。(2)用刚性轻薄材料制作时,须在壁面上加筋,涂贴阻尼层,阻尼材料层厚度通常为罩壁的2～3倍。(3)罩内须进行吸声处理,表面敷设护面层。(4)罩内所有缝隙应密封严实,管线周围应减振。(5)罩体与声源设备及其机座之间不能有刚性接触,与地面间应隔振处理。(6)便于操作、安装与检修,需要时可做成能拆卸的拼装结构。须考虑声源设备的通风、散热要求,通风口应安装有消声器,其消声量要与隔声罩的插入损失相匹配。(二)隔声罩设计注意点.第二章噪声污染及其控制第五节噪声控制技术——隔声

隔声概述一单层匀质墙的隔声性能

二多层墙的隔声特性

三隔声间四五隔声罩六隔声屏.六隔声屏

设置在声源与接收点之间阻断声波直接传播的挡板。.六隔声屏

(一)隔声屏的插入损失

(二)隔声屏设计要点.降噪原理:阻挡声波直接通过并将高频声反射回去，在屏障后形成的声影区内噪声明显降低。隔声屏对声影区的降噪效果通常用插入损失来衡量；隔声屏插入损失的计算方法:(一)隔声屏的插入损失

1.算图法2.计算法.1.算图法图2-42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2-42来换算。声波绕射路径差,m声波波长,m菲涅耳数

IL（2-174）

.设自由声场中,无限长、不透声理想隔声屏,则其插入损失为（2-164）

2.计算法（2-165）

（2-166）

.由式(2-164)、(2-165)、(2-166)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