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1、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 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 n n 1.1.透声系数透声系数 n n 2.2.隔声量隔声量 n n 3.3.插入损失插入损失 n具有隔声能力的屏蔽物称为隔声构件。如隔声墙、隔 声屏障、隔声罩、隔声间。 n采用适当的隔声措施一般能降低噪声级
2、1520dB。 图2-25 隔声基本原理示意图 (一)隔声原理 声波在空气中传播 ，入射到匀质屏蔽 物时，部分声能被 反射，部分被吸收 ，还有部分声能可 以透过屏蔽物。设 置适当的屏敝物可 阻止声能透过，降 低噪声的传播。 (一)隔声原理 (二)透声系数与隔声量 隔声概述 一 n n 1.1.透声系数透声系数 n n 2.2.隔声量隔声量 n n 3.3.插入损失插入损失 n定义：透射声功率（Wt）与入射声功率（W） 的比值，即 或 n意义：表示隔声构件本身透声能力的大小。 n透声系数又称为传声系数或透射系数。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
3、压2/入射声压2 (二)透声系数与隔声量 n n 1.1.透声系数透声系数 (2-134) n定义：等于透声系数的倒数取以10为底的对数的10倍 ，即 或 n透声系数 值愈小， R 值越大，隔声性能愈好。 nR 值的大小与与入射声波的频率有关。工程中常用 1254000Hz 6个倍频程或1003150Hz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( )。 n n 2.2.隔声量隔声量（RR） （2-135a） （2-135b） 一般隔 声构件 的透声 系数 1,约为 10-5 10-1， 为计算 方便， 采用隔 声量来 表示构 件本身 的隔声 能力。
4、n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。 n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） n n 3.3.插入损失（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 n 隔声墙：板状或墙状的隔声构件。 n 单层隔声墙：仅有一层墙板。 n 双层或多层隔声墙：有两层
5、或多层墙板， 层间有空气或其它材料 图2-26 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 墙板的隔声量随着入射声 波频率的增加而以每倍频 程6dB的斜率下降。 n 声波频率与墙板固有频率相 同时，引起共振，隔声量最小 。 n 随着声波频率的增加，共振 减弱，直至消失，隔声量总趋 势上升。 n 共振区的大小与墙板的面密 度、形状、安装方式和阻尼有 关。 n 隔声构件，共振区越小越好 。 n 阻尼越大，对共振的抑制越 强，一般采用增加墙板的阻尼 来抑制共振现象。 n 频率大于fn,共振影
6、响消失,墙板的隔声量受墙板惯性质量影响。 n 墙板的面密度愈大，即质量愈大，隔声量愈高。 n 隔声量随入射声波频率的增加，而以斜率为6dB倍频程直线上升。 n 随入射声波频率继续升 高，隔声量反而下降，曲 线上出现低谷，这是吻合 效应的缘故。 n 越过低谷后，隔声量以 每倍频程10dB趋势上升 ，接近质量控制的隔声量 。 n 增加板的厚度和阻尼， 可使隔声量下降趋势得到 减缓。 n一定频率的声波以入射角投射到墙板上，激起构件弯曲振动 n若入射声波的波长在墙板上的投影正好与墙板的固有弯曲波 波长b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“
7、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) n定义：产生吻合效应的最低频率，即 时的频率 n 的计算公式 或 临界吻合频率 (2-138) 墙板面密度，kgm2 墙板的弯曲劲度，Nm 墙板密度，kgm3 墙板的弹性模量，N/m2 墙板的厚度，m n由式（2-138）可知，临界吻合频率受墙板厚度、密度、弹性等因素影响 n墙板越厚， 越低； n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/Nm-2） /（m-3 ） /（Nm） -1 铝7.1510102.71030.3810-7 铸铁8.810107.81030
8、.8910-7 钢19.610107.81030.4010-7 铅1.67101011.31036.7710-7 砖2.4510101.81030.7310-7 混凝土2.4510102.61031.0610-7 玻璃8.510102.41030.2810-7 胶合板0.3610100.51031.3910-7 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。 轻 质 、 高 模 隔 声 不 利 (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 n单层匀质墙的隔声量公式建立条件为： n(1)声波垂直入射到墙上； n
9、(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； n(3)墙为无限大，即不考虑边界的影响； n(4)将墙视为一个质量系统，即不考虑墙的刚度、阻尼； n(5)墙上各点以相同的速度振动， n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，kgm2 入射声波频率，Hz 空气密度，kgm3，常温 下取1.2/m3。 n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。 n面密度越大,隔声量越好，m 或f 增加一倍，隔声量都增加6dB
10、。 (2-140) 隔声质量定律 (2-141) n一般情况下， ，因此 n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 n由式(2-141)可知， n实际上若频率不变，面密度每增加一倍，隔声量约增加5.4dB； n当面密度不变时，频率每增加一倍，隔声量增加约3.6dB。 n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1003200Hz范围内对隔声量 求平均值。 n式（2-142）计算值和工程实测值一致性良好（表2- 15 ）。 (2-142a) 平均隔声量 (2-142b) 结结构名称 面密度/ （kg.m-2） 倍频频程中心频频率/Hz 125 250 5
11、00 1000 2000 4000 测测 计计 定 算 1/4砖墙砖墙 ，双面粉刷11841 41 45 40 46 47 43 42 1/2砖墙砖墙 ，双面粉刷22533 37 38 46 52 53 45 46 1/2砖墙砖墙 ，双面木筋板条加粉 刷 280 52 47 57 54 50 47 1砖墙砖墙 ，双面粉刷45744 44 45 53 57 56 49 51 1砖墙砖墙 ，双面粉刷53042 45 49 57 64 62 53 52 100mm厚木筋板条墙墙双面粉刷7017 22 35 44 49 48 35 39 150mm厚加气混凝土砌块墙块墙 双 面粉刷 17528 36
12、39 46 54 55 43 43 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 n n 1.1.双层隔声墙的隔声原理双层隔声墙的隔声原理 n n 2.2.双层墙的隔声特性曲线双层墙的隔声特性曲线 n n 3.3.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及其隔声量的实际估算 n双层隔声墙：两层墙体间夹一定厚度的空气层。 n隔声原理：空气与墙板特性阻抗不同，当声波透
13、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。 n n 1.1.双层隔声墙的隔声原理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 n n 1.1.双层隔声墙的隔声原理双层隔声墙的隔声原理 n n 2.2.双层墙的隔声特性曲线双层墙的隔声特性曲线 n n 3.3.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及其隔声量的实际
14、估算 图2-28 双层墙隔声特性 n n 2.2.双层墙的隔声特性曲线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 双层隔 声墙相 当于一 个由两 层墙体 与空气 层组成 的振动 系统。 当入射声波频率比双层墙共振 频率低时，双层墙板将作整体 振动，此时空气层不起作用， 隔声能力与同样重量的单层墙 没有区别。 当入射声波达到共 振频率时，隔声量 出现低谷。 超过 以后 ，隔声曲线以 每倍频程18dB 的斜率急剧上 升，充分显示 出双层墙结构 的优越性 随着频率升高，两墙板 间会产生一系列驻波共 振，使隔声特性曲线上 升
15、趋势转为平缓，斜率 为12dB倍频程； n进入吻合效应 区后，在临界吻 合频率 处又 出现一隔声量低 谷； n双层墙的 与吻合效应状况 取决于两层墙的 临界吻合频率。 图2-28 双层墙隔声特性 n n 2.2.双层墙的隔声特性曲线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 【结论】双层墙隔声性能较 单层墙优越的区域主要在共 振频率 以后，故在设计中 尽量将 移往人们不敏感的 频率区域。 (一)双层隔声墙 n n 1.1.双层隔声墙的隔声原理双层隔声墙的隔声原理 n n 2.2.双层墙的隔声特性曲线双层墙的隔声特性曲线 n n 3.3.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及其隔声量的实际估算 n 是指入射声波法向入射时的墙板共振频率 (2-143) n n 3.3.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及其隔声量的实际估算 双层墙的共振频率 、 式中： 、 双层墙板两板的面密度，kgm2； 空气层的厚度，m。 n由式(2-143)可知，空气层越薄，双层墙的共振频率越高。 n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) n
