噪声控制技术-隔声.ppt
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1、第八章 噪声控制技术隔声 隔声概述一一单层匀质墙的隔声性能 二二多层墙的隔声特性 三三隔声间 四四五五六六隔声罩 隔声屏 (一一)隔声原理隔声原理 (二二)透声系数与隔声量透声系数与隔声量 隔声概述一一n n具有隔声能力的屏蔽物称作具有隔声能力的屏蔽物称作隔声构件隔声构件。如隔声墙、隔。如隔声墙、隔声屏障、隔声罩、隔声间。声屏障、隔声罩、隔声间。n n采用适当的隔声措施一般能降低噪声级采用适当的隔声措施一般能降低噪声级15dB15dB20dB20dB。图图 隔声基本原理示意图隔声基本原理示意图(一一)隔声原理隔声原理 声波在空气中传播,声波在空气中传播,入射到匀质屏蔽物入射到匀质屏蔽物时,部分
2、声能被反时,部分声能被反射,部分被吸收,射,部分被吸收,还有部分声能可以还有部分声能可以透过屏蔽物。透过屏蔽物。设置设置适当的屏敝物可阻适当的屏敝物可阻止声能透过,降低止声能透过,降低噪声的传播。噪声的传播。(一一)隔声原理隔声原理 (二二)透声系数与隔声量透声系数与隔声量 隔声概述一一n定义: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又称作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。透射声强透射声强/入射声强入射声强透射声压透射声压2/入射声压入射声压2(二二)透声系数与隔声量透声系数与隔声量 n n定义:定
3、义:定义:定义:等于透射系数的倒数取以等于透射系数的倒数取以1010为底的对数的为底的对数的1010倍,倍,即即 或或n n透声系数透声系数透声系数透声系数 值愈小,值愈小,值愈小,值愈小,R R R R 值越大,隔声性能愈好。值越大,隔声性能愈好。值越大,隔声性能愈好。值越大,隔声性能愈好。n nR R R R 值的大小与与入射声波的频率有关。工程中常用值的大小与与入射声波的频率有关。工程中常用值的大小与与入射声波的频率有关。工程中常用值的大小与与入射声波的频率有关。工程中常用1251251251254000Hz 64000Hz 64000Hz 64000Hz 6个倍频程或个倍频程或个倍频程
4、或个倍频程或1001001001003150Hz3150Hz3150Hz3150Hz的的的的16161616个个个个1/31/31/31/3倍倍倍倍频程的隔声量作算术平均,来表示某一构件的隔声性频程的隔声量作算术平均,来表示某一构件的隔声性频程的隔声量作算术平均,来表示某一构件的隔声性频程的隔声量作算术平均,来表示某一构件的隔声性能,称作平均隔声量能,称作平均隔声量能,称作平均隔声量能,称作平均隔声量()()()()。一般隔一般隔声构件声构件的透声的透声系数系数 1,约为约为10-110-5,为计算为计算方便,方便,采用隔采用隔声量来声量来表示构表示构件本身件本身的隔声的隔声能力。能力。n定义
5、:定义:离声源一定距离某处测得的隔声构件离声源一定距离某处测得的隔声构件设置前、后的声功率级设置前、后的声功率级 和和 之差。之差。n插入损失通常在现场用来评价隔声罩、隔声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。屏等构件的隔声效果。第八章 噪声控制技术隔声 隔声概述一一多层墙的隔声特性 三三隔声间 四四五五六六隔声罩 隔声屏 单层匀质墙的隔声性能 二二(一一)单层匀质墙隔声的频率特性单层匀质墙隔声的频率特性 (二二)单层匀质墙的隔声量单层匀质墙的隔声量 单层匀质墙的隔声性能 二二图图2-32 单层匀质墙的隔声频率特性曲线单层匀质墙的隔声频率特性曲线 (一一)单层匀质墙隔声的频
6、率特性单层匀质墙隔声的频率特性 n 隔声墙:隔声墙:板状或墙状的隔声构件。板状或墙状的隔声构件。n 单层隔声墙:单层隔声墙:仅有一层墙板。仅有一层墙板。n 双层或多层隔声墙:双层或多层隔声墙:有两层或多层墙板,层间有空气有两层或多层墙板,层间有空气 或其它材料或其它材料 图图 单层匀质墙的隔声频率特性曲线单层匀质墙的隔声频率特性曲线 刚度控制刚度控制 单层匀质墙的隔声量与入射声波的频率关系很大 刚度和阻尼控制区刚度和阻尼控制区 质量控制区质量控制区 吻合效应区吻合效应区 第一共振频率第一共振频率 临界吻合频率临界吻合频率 墙板的隔声量随着入射声墙板的隔声量随着入射声波频率的增加而以每倍频波频率
7、的增加而以每倍频程程6dB的斜率下降。的斜率下降。n 声波频率与墙板固有频率相声波频率与墙板固有频率相同时,引起共振,隔声量最小。同时,引起共振,隔声量最小。n 随着声波频率的增加,共振随着声波频率的增加,共振减弱,直至消失,隔声量总趋减弱,直至消失,隔声量总趋势上升。势上升。n 共振区的大小与墙板的面密共振区的大小与墙板的面密度、形状、安装方式和阻尼有度、形状、安装方式和阻尼有关。关。n 隔声构件,共振区越小越好。隔声构件,共振区越小越好。n 阻尼越大,对共振的抑制越阻尼越大,对共振的抑制越强,一般采用增加墙板的阻尼强,一般采用增加墙板的阻尼来抑制共振现象。来抑制共振现象。n 频率大于频率大
8、于fn,共振影响消失共振影响消失,墙板的隔声量受墙板惯性质量影响。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。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。倍频程直线上升。n 随入射声波频率继续升随入射声波频率继续升高,隔声量反而下降,曲高,隔声量反而下降,曲线上出现低谷,这是吻合线上出现低谷,这是吻合效应的缘故。效应的缘故。n 越过低谷后,隔声量以越过低谷后,隔声量以每倍频程每倍频程10dB趋势上升,趋势上升,接近质量控制的隔声量。接近质量控制的隔声量。n 增加
9、板的厚度和阻尼,增加板的厚度和阻尼,可使隔声量下降趋势得到可使隔声量下降趋势得到减缓。减缓。n n一定频率的声波以一定频率的声波以一定频率的声波以一定频率的声波以入射角入射角投射到墙板上,激起构件弯曲振动投射到墙板上,激起构件弯曲振动投射到墙板上,激起构件弯曲振动投射到墙板上,激起构件弯曲振动n n若若若若入射声波的波长入射声波的波长在墙板上的投影正好与在墙板上的投影正好与在墙板上的投影正好与在墙板上的投影正好与墙板的固有弯曲波墙板的固有弯曲波波长波长b b相等时,墙板弯曲波振动的振幅便达到最大,声波向墙相等时,墙板弯曲波振动的振幅便达到最大,声波向墙相等时,墙板弯曲波振动的振幅便达到最大,声
10、波向墙相等时,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,此现象称为板的另面辐射较强,墙板隔声量明显下降,此现象称为板的另面辐射较强,墙板隔声量明显下降,此现象称为板的另面辐射较强,墙板隔声量明显下降,此现象称为“吻合效吻合效吻合效吻合效应应应应”。吻合效应吻合效应图图 吻合的成立条件吻合的成立条件吻合效应的条件吻合效应的条件入射角入射角 n n定义:定义:产生吻合效应的最低频率,即产生吻合效应的最低频率,即 时的频率时的频率n n 的计算公式的计算公式 或临界吻合频率临界吻合频率墙板面密度,墙板面密度,kgkgm m2 2 墙板的弯曲劲度,墙板的弯曲劲度,N
11、mNm 墙板密度,墙板密度,kgkgm m3 3墙板的弹性模量,墙板的弹性模量,N/mN/m2 2 墙板的厚度,墙板的厚度,m m n n由式可知,临界吻合频率受墙板厚度、密度、弹性影响由式可知,临界吻合频率受墙板厚度、密度、弹性影响由式可知,临界吻合频率受墙板厚度、密度、弹性影响由式可知,临界吻合频率受墙板厚度、密度、弹性影响n n墙板越厚,墙板越厚,墙板越厚,墙板越厚,越低;越低;越低;越低;n n轻轻轻轻而而而而弹弹弹弹性性性性模模模模量量量量大大大大的的的的隔隔隔隔板板板板,常常常常常常常常降降降降到到到到听听听听觉觉觉觉敏敏敏敏感感感感的的的的声声声声频频频频范范范范围围围围内内内内
12、,对对对对隔隔隔隔声声声声造造造造成成成成不不不不利影响。利影响。利影响。利影响。材料名称材料名称材料名称材料名称/Nm/Nm/Nm/Nm-2-2-2-2/mmmm-3-3-3-3/(NmNmNmNm)-1-1-1-1铝铝铝铝7.15107.15107.15107.1510101010102.7102.7102.7102.7103 3 3 30.38100.38100.38100.3810-7-7-7-7铸铁铸铁铸铁铸铁8.8108.8108.8108.810101010107.8107.8107.8107.8103 3 3 30.89100.89100.89100.8910-7-7-7-7钢
13、钢钢钢19.61019.61019.61019.610101010107.8107.8107.8107.8103 3 3 30.40100.40100.40100.4010-7-7-7-7铅铅铅铅1.67101.67101.67101.67101010101011.31011.31011.31011.3103 3 3 36.77106.77106.77106.7710-7-7-7-7砖砖砖砖2.45102.45102.45102.4510101010101.8101.8101.8101.8103 3 3 30.73100.73100.73100.7310-7-7-7-7混凝土混凝土混凝土混凝土
14、2.45102.45102.45102.4510101010102.6102.6102.6102.6103 3 3 31.06101.06101.06101.0610-7-7-7-7玻璃玻璃玻璃玻璃8.5108.5108.5108.510101010102.4102.4102.4102.4103 3 3 30.28100.28100.28100.2810-7-7-7-7胶合板胶合板胶合板胶合板0.36100.36100.36100.3610101010100.5100.5100.5100.5103 3 3 31.39101.39101.39101.3910-7-7-7-7表表 几种常用材料的密
15、度和弹性模量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。几种常用材料计算临界吻合频率的参数,可用于设计计算。轻轻质、质、高高模模隔隔声声不不利利(一一)单层匀质墙隔声的频率特性单层匀质墙隔声的频率特性 (二二)单层匀质墙的隔声量单层匀质墙的隔声量 单层匀质墙的隔声性能 二二n n单层匀质墙的隔声量公式建立条件为:单层匀质墙的隔声量公式建立条件为:单层匀质墙的隔声量公式建立条件为:单层匀质墙的隔声量公式建立条件为:n n(1)(1)(1)(1)声波垂直入射到墙上;声波垂直入射到墙上;声波垂直入射到墙上;声波垂直入射到墙上;n n(2)(2)(2)(2)墙将空
16、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;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;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;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 n(3)(3)(3)(3)墙为无限大,即不考虑边界的影响;墙为无限大,即不考虑边界的影响;墙为无限大,即不考虑边界的影响;墙为无限大,即不考虑边界的影响;n n(4)(4)(4)(4)将墙视为一个质量系统,即不考虑墙的刚性、阻尼;将墙视为一个质量系统,即不考虑墙的刚性、阻尼;将墙视为一个质量系统,即不考虑墙的刚性、阻尼;将墙视为一个质量系统,即不考虑墙
17、的刚性、阻尼;n n(5)(5)(5)(5)墙上各点以相同的速度振动,墙上各点以相同的速度振动,墙上各点以相同的速度振动,墙上各点以相同的速度振动,n n则从透声系数的定义及平面声波理论,可以导出单层墙在则从透声系数的定义及平面声波理论,可以导出单层墙在则从透声系数的定义及平面声波理论,可以导出单层墙在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质量控制区的声波垂直入射时的隔声量计算公式质量控制区的声波垂直入射时的隔声量计算公式质量控制区的声波垂直入射时的隔声量计算公式(二二)单层匀质墙的隔声量单层匀质墙的隔声量 墙板面密度,墙板面密度,kgkg
18、m m2 2 入射声波频率,入射声波频率,HzHz 空气密度,空气密度,kgkgm m3 3,常温,常温下取下取1.21.2/m3/m3。n n式常称为式常称为式常称为式常称为隔声质量定律隔声质量定律隔声质量定律隔声质量定律。它表明了单层匀质墙的隔声量与其面密度及入射。它表明了单层匀质墙的隔声量与其面密度及入射。它表明了单层匀质墙的隔声量与其面密度及入射。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。声波频率的关系。声波频率的关系。声波频率的关系。n n面密度越大面密度越大面密度越大面密度越大,隔声量越好,隔声量越好,隔声量越好,隔声量越好,m m m m 或或或或f f f f
19、增加增加增加增加1 1 1 1倍,隔声量都增加倍,隔声量都增加倍,隔声量都增加倍,隔声量都增加6dB6dB6dB6dB。隔声质量定律隔声质量定律 n n一般情况下,一般情况下,一般情况下,一般情况下,因此,因此,因此,因此 n n实际上,计算的结果与实测存在差异,修正的隔声实际上,计算的结果与实测存在差异,修正的隔声实际上,计算的结果与实测存在差异,修正的隔声实际上,计算的结果与实测存在差异,修正的隔声量估算经验式量估算经验式量估算经验式量估算经验式n n由式可知,由式可知,由式可知,由式可知,n n实际上若频率不变,面密度每增加一倍,隔声量约增加实际上若频率不变,面密度每增加一倍,隔声量约增
20、加实际上若频率不变,面密度每增加一倍,隔声量约增加实际上若频率不变,面密度每增加一倍,隔声量约增加5.4dB5.4dB5.4dB5.4dB;n n当面密度不变时,频率每增加一倍,隔声量增加约当面密度不变时,频率每增加一倍,隔声量增加约当面密度不变时,频率每增加一倍,隔声量增加约当面密度不变时,频率每增加一倍,隔声量增加约3.6dB3.6dB3.6dB3.6dB。n n工程估算单层墙对各频率的平均隔声量的经验公式工程估算单层墙对各频率的平均隔声量的经验公式工程估算单层墙对各频率的平均隔声量的经验公式工程估算单层墙对各频率的平均隔声量的经验公式n n按主要的入射声频率按主要的入射声频率按主要的入射
21、声频率按主要的入射声频率1001001001003200Hz3200Hz3200Hz3200Hz范围内对隔声量求范围内对隔声量求范围内对隔声量求范围内对隔声量求平均值。平均值。平均值。平均值。n n计算值计算值计算值计算值和工程和工程和工程和工程实测值实测值实测值实测值良好一致。良好一致。良好一致。良好一致。平均隔声量平均隔声量 结构名称结构名称结构名称结构名称面密面密面密面密度度度度倍频程中心频率倍频程中心频率倍频程中心频率倍频程中心频率/Hz/Hz 125 250 500 1000 2000 4000125 250 500 1000 2000 4000 测测测测 计计计计 定定定定 算算算
22、算1/41/4砖墙,双面粉刷砖墙,双面粉刷砖墙,双面粉刷砖墙,双面粉刷11811841 41 45 40 46 4741 41 45 40 46 47 43 42 43 421/21/2砖墙,双面粉刷砖墙,双面粉刷砖墙,双面粉刷砖墙,双面粉刷22522533 37 38 46 52 5333 37 38 46 52 53 45 46 45 461/21/2砖墙,双面木筋板条加粉刷砖墙,双面木筋板条加粉刷砖墙,双面木筋板条加粉刷砖墙,双面木筋板条加粉刷280280 52 47 57 54 52 47 57 54 50 47 50 471 1砖墙,双面粉刷砖墙,双面粉刷砖墙,双面粉刷砖墙,双面粉刷
23、45745744 44 45 53 57 5644 44 45 53 57 56 49 51 49 511 1砖墙,双面粉刷砖墙,双面粉刷砖墙,双面粉刷砖墙,双面粉刷53053042 45 49 57 64 62 42 45 49 57 64 62 53 52 53 52100mm100mm厚木筋板条墙双面粉刷厚木筋板条墙双面粉刷厚木筋板条墙双面粉刷厚木筋板条墙双面粉刷707017 22 35 44 49 48 17 22 35 44 49 48 35 39 35 39150mm150mm厚加气混凝土砌块墙双厚加气混凝土砌块墙双厚加气混凝土砌块墙双厚加气混凝土砌块墙双面粉刷面粉刷面粉刷面粉刷1
24、7517528 36 39 46 54 5528 36 39 46 54 55 43 43 43 43表表 一些常用单层隔声墙的隔声量一些常用单层隔声墙的隔声量 第八章 噪声控制技术隔声 隔声概述一一单层匀质墙的隔声性能 二二多层墙的隔声特性 三三隔声间 四四五五六六隔声罩 隔声屏 多层墙的隔声特性 三三(一一)双层隔声墙双层隔声墙(二二)多层复合板隔声多层复合板隔声 (一一)双层隔声墙双层隔声墙 n n双层隔声墙:双层隔声墙:两层墙体间夹一定厚度的空气层。两层墙体间夹一定厚度的空气层。n n隔声原理:隔声原理:空气与墙板特性阻抗不同,当声波透过空气与墙板特性阻抗不同,当声波透过第一墙时,声波
25、经空气与墙板两次反射衰减,且空第一墙时,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。透射损失更大。增加墙的厚度或面密度,可增加隔声量,但不经济,增加墙的厚度或面密度,可增加隔声量,但不经济,增加墙的厚度或面密度,可增加隔声量,但不经济,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,中间夹一定隔声效果也不理想。若将墙一分为二,中间夹一定隔声效果也不理想。若将墙一分为二,中间夹一定隔声效
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