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1、Chapter 7 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
2、料应用,玻璃纤维天花板,布艺吸音板,木质吸音板,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（0c）,平均吸声系数：,7.1.3 吸声系数的测量(表7-2),7.2 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,7.2.1 吸声材料构造特性,材料的孔隙率要高，一般在70%以
3、上，多数达到90%左右； 孔隙应该尽可能细小，且均匀分布； 微孔应该是相互贯通，而不是封闭的； 微孔要向外敞开，使声波易于进入微孔内部。,7.2.2 吸声机理,7.2.3 影响材料吸声的因素,a.材料的空气流阻 b.材料的密度或孔隙率 c.材料厚度的影响 d.材料后空气层的影响 e.材料装饰面的影响 f. 温度、湿度的影响,a.材料的空气流阻（Rf）,定义：在稳定气流状态下，吸声材料两面的静压强 差与气流线速度之比。,比流阻：指单位厚度材料的流阻。,过高,空气穿透力降低,过低,因摩擦力、粘滞力引起的声能损耗降低,吸声性能下降,b.材料的孔隙率和密度,孔隙率： 材料中的空气体积与材 料的总体积的
4、比值。 孔隙大小和结构,超细玻璃棉的最佳密度 范围为1525kg/m3,岩棉的最佳密度范围为150200kg/m3,c.材料厚度的影响,d.材料后空气层的影响,e.材料护面层的影响,作用： 保护吸声材料，防止污染环境。 种类： 护面网罩、纤维布、塑料薄膜和穿孔板等。 要求： 要有良好的通气性。,f. 温度、湿度的影响,常用多孔吸声材料的使用情况,常用吸声材料的吸声系数,7.3 共振吸声结构,1.薄板共振吸声结构 2. 薄膜共振吸声结构 3.穿孔板共振吸声结构 4.微穿孔板共振吸声结构,1.薄板吸声结构,系统共振频率：,薄板厚度：3-6mm 空气层厚度：3-10cm 吸声频带：80-300Hz
5、吸声系数：0.2-0.5,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：0.30.4,3.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：1025cm,吸声带宽：,=max/2,几十HZ200300HZ,1.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,例题1,在3mm厚的金属板上钻直径为5mm的孔，板后空腔深20cm，欲吸收频率为200Hz的噪声
6、，试求三角排列的孔中心距。,由,可得 P=2%,由,可得 B=34mm,例题2,穿孔板厚4mm，孔径8mm，穿孔按正方形排列，孔距20mm，穿孔板后留有10cm深的空腔，试求穿孔率和共振频率。,例题3,某车间内，设备噪声的频率特性在500Hz附近出现一峰值，现使用4mm厚的三夹板制成穿孔板共振吸声结构，空腔深度允许有10cm，试设计结构的其他参数。,设计孔径d=3mm,根据,可得 P=5.4%,根据,可得,4.微穿孔板吸声结构,特点： 吸声频带较宽； 可用于高温、潮湿、腐蚀性气体或高速气流等其它材料及结构不适合的环境中； 结构简单，吸声结构的理论计算与实测值接近。,微穿孔板结构：板厚1.0mm
7、;穿孔率1%5%; 孔径1.0mm;空气层520cm,7.4 特殊吸声结构,7.4.1 空间吸声体 7.4.2 吸声尖劈,7.4.1 空间吸声体,特点： 悬空悬挂，吸声性能好，节约吸声材料； 便于安装，装拆灵活。,7.4.2 吸声尖劈,7.4.2 吸声尖劈,7.5 室内声场和吸声降噪,7.5.1 室内声场 7.5.2 吸声降噪 7.5.3 吸声降噪的设计原则和程序,扩散声场： 房间内声能密度处处相同，而且在任一受声点上，声波 从各个方向传来的概率相等，相位无规，这样的声场叫 扩散声场。,室内声场,直达声场,混响声场,7.5.1.室内声场,距点声源 r 处的声强为,距点声源 r 处的声能密度及声
8、压为：,a.直达声场,自由程：声波每相邻两次反射所经过的路程称作自由程。 平均自由程：许多次反射之间声波传播距离的平均值。,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：,单位时间声源向室内贡献的混响声为：,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：,相应声压级为：,c.总声场,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）。,R=1时的临界距离称为混响半径。 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。,4.室
9、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,混响时间推荐值（500Hz与1000Hz平均值）,7.5.2 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：,吸声计算常用公式,7.5.3 吸声降噪的设计原则和程序,总原则： 应先对声源进行隔声、消声等处理，当噪声源不宜采用隔声措施，或采用了隔声手段后仍不 能达到噪声的标准时，可采用吸声处理来作为辅助手段
10、。 基本原则： 1.房间的平均吸声系数很小时，吸声降噪才有较好效果； 2.根据噪声的频率特性选择吸声材料或结构，多孔吸声材料对中高频噪声具有较好的降噪效 果，共振吸声结构对于中低频具有较好的降噪效果； 3.车间面积较大时宜采用空间吸声体，平顶吸声处理； 4.声源集中在局部区域时，宜采用局部吸声处理，并同时设置隔声屏障； 5.噪声源比较多而且较分散的生产车间宜作吸声处理； 6.选择吸声材料时，要充分考虑防潮、防火、防尘、耐腐蚀等方面的要求，安装时应考虑采 光、通风、照明及装饰等方面的功能要求。,吸声降噪设计程序,实测或预测房间内的噪声级和频谱特性,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,计算实例,某房间尺寸为14m10m3m，内装有一鼓风机，位于10m3m墙壁的中心部 位，测得房间在各个倍频程中心频率处的平均吸声系数列于下表中。要求距 该鼓风机7m处符合NR-50曲线，试对房间的内壁进行吸声处理。,设计计算步骤为：,墙壁：水泥膨胀珍珠岩板,7.选择吸声材料，设计吸声结构,屋顶：微孔聚氨酯泡沫塑料,地面：木板，腔后2.5cm空气,8.验 证,不合适需进行材料或结构的调整， 或结合其他降噪措施,
