第八 噪声控制技术——隔声.pptx
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1、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15dB20dB。图 隔声基本原理示意图(一一)隔声原理隔声原理 声声波波在在空空气气中中传传播播,入入射射到到匀匀质质屏屏蔽蔽物物时时,部部分分声声能能被被反反射射,部部分分被被吸吸收收,还还有有部部分分声声能能可可以以透透过过屏屏蔽蔽物物。设设置置适适当当的的屏屏敝敝物物可可阻阻止止声声能能透透过过,降降低低噪噪声声的的传传播播。第1页/共70页(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 1.1.透声系数透声系数 n 2.2.隔声量隔声量 n 3.
2、3.插入损失插入损失 第2页/共70页定义: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/入射声强透射声压2/入射声压2(二二)透声系数与隔声量透声系数与隔声量 n 1.1.透声系数透声系数 第3页/共70页定义:定义:等于透射系数的倒数取以10为底的对数的10倍,即 或透声系数透声系数 值愈小,值愈小,R R 值越大,隔声性能愈好。值越大,隔声性能愈好。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1251254
3、000Hz 64000Hz 6个倍频程或个倍频程或1001003150Hz3150Hz的的1616个个1/31/3倍频程的隔声量作算术平均,来表示某一构件的隔倍频程的隔声量作算术平均,来表示某一构件的隔声性能,称作平均隔声量声性能,称作平均隔声量()()。n 2.2.隔声量隔声量(R)一般隔声构件的透声系数 1,约为10-1 10-5,为计算方便,采用隔声量来表示构件本身的隔声能力。第4页/共70页定义: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 和和 之差。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。插入
4、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。n 3.3.插入损失(插入损失()第5页/共70页第八章 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 二二第6页/共70页(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 二二第7页/共70页图2-32 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
5、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 第8页/共70页图 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
6、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。第9页/共70页一定频率的声波以一定频率的声波以入射角投射到墙板上,激起构件弯曲振投射到墙板上,激起构件弯曲振动动若若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墙板的固
7、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”。吻合效应吻合效应图 吻合的成立条件吻合效应的条件吻合效应的条件入射角 第10页/共70页定义: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 Nm m 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
8、厚度,m m 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n墙板越厚,墙板越厚,越低;越低;n轻轻而而弹弹性性模模量量大大的的隔隔板板,常常常常降降到到听听觉觉敏敏感感的的声声频频范范围围内内,对对隔隔声声造造成成不不利影响。利影响。第11页/共70页材料名称材料名称/N Nm m-2-2/m m-3-3/(N Nm m)-1-1铝铝7.15107.151010102.7102.7103 30.38100.3810-7-7铸铁铸铁8.8108.81010107.8107.8103 30.89100.8910-7-7钢钢19.61019.61
9、010107.8107.8103 30.40100.4010-7-7铅铅1.67101.6710101011.31011.3103 36.77106.7710-7-7砖砖2.45102.451010101.8101.8103 30.73100.7310-7-7混凝土混凝土2.45102.451010102.6102.6103 31.06101.0610-7-7玻璃玻璃8.5108.51010102.4102.4103 30.28100.2810-7-7胶合板胶合板0.36100.361010100.5100.5103 31.39101.3910-7-7表 几种常用材料的密度和弹性模量 几种常用
10、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。轻质、高模隔声不利第12页/共70页(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 二二第13页/共70页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(1)(1)声波垂直入射到墙上;声波垂直入射到墙上;n(2)(2)墙墙将将空空间间分分成成两两个个半半无无限限大大空空间间,且且墙墙的的两两侧侧均均为为通通常常状状况况下下的的空气;空气;n(3)(3)墙为无限大,即不考虑边界的影响;墙为无限大,即不
11、考虑边界的影响;n(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;n(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,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(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,kgkgm 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。第14页/共
12、70页式常称为式常称为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。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。入射声波频率的关系。面密度越大面密度越大,隔声量越好,隔声量越好,m m 或或f f 增加增加1 1倍,隔声量都增加倍,隔声量都增加6dB6dB。隔声质量定律隔声质量定律 n一般情况下,一般情况下,因此,因此 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,修正的隔声量估算经验式量估算经验式n由式可知,由式可知,n实际上若频率不变,面密度每增加一倍,隔声量约增加实际上若频率不变,面密度每增加一倍,隔声量约增加5.4dB
13、5.4dB;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3.6dB3.6dB。第15页/共70页工程估算单层墙对各频率的平均隔声量的经验公工程估算单层墙对各频率的平均隔声量的经验公式式按主要的入射声频率按主要的入射声频率1001003200Hz3200Hz范围内对隔声范围内对隔声量求平均值。量求平均值。计算值计算值和工程和工程实测值实测值良好一致。良好一致。平均隔声量平均隔声量 第16页/共70页结构名称结构名称面密面密度度倍频程中心频率倍频程中心频率/Hz 125 250 500 1000 2000 4000 测测 计计 定定 算算1/4砖墙,双
14、面粉刷砖墙,双面粉刷11841 41 45 40 46 47 43 421/2砖墙,双面粉刷砖墙,双面粉刷22533 37 38 46 52 53 45 461/2砖墙,双面木筋板条加粉刷砖墙,双面木筋板条加粉刷280 52 47 57 54 50 471砖墙,双面粉刷砖墙,双面粉刷45744 44 45 53 57 56 49 511砖墙,双面粉刷砖墙,双面粉刷53042 45 49 57 64 62 53 52100mm厚木筋板条墙双面粉刷厚木筋板条墙双面粉刷7017 22 35 44 49 48 35 39150mm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17528 36 3
15、9 46 54 55 43 43表 一些常用单层隔声墙的隔声量 第17页/共70页第八章 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 第18页/共70页多层墙的隔声特性 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 第19页/共70页(一一)双层隔声墙双层隔声墙 n 1.1.双层隔声墙的隔声原理双层隔声墙的隔声原理 n 2.2.双层墙的隔声特性曲线双层墙的隔声特性曲线 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 第20页/共70页双层隔声墙:两层墙体间夹一定厚
16、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。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。第21页/共70页(一一)双层隔声墙双层隔声墙 n 1.1.双层隔声墙的隔声原理双层隔声墙的隔声原理 n 2.2.双层墙的隔声特性曲线双层墙的隔声特性曲线 n 3.3.双层墙的共振频率及
17、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 第22页/共70页图 双层墙隔声特性 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 双双层层隔隔声声墙墙相相当当于于一一个个由由两两层层墙墙体体与与空空气气层层组组成成的的振振动动系系统统。当入射声波频率比双层墙共振当入射声波频率比双层墙共振频率低时,双层墙板将作整体频率低时,双层墙板将作整体振动,此时空气层不起作用,振动,此时空气层不起作用,隔声能力与同样重量的单层墙隔声能力与同样重量的单层墙没有区别。没有区别。当入射声波达到共当入
18、射声波达到共振频率时,隔声量振频率时,隔声量出现低谷。出现低谷。超超过过 以以后后,隔隔声声曲曲线线以以每每倍倍频频程程1 18 8d dB B的的斜斜率率急急剧剧上上升升,充充分分显显示示出出双双层层墙墙结结构构的的优优越越性性 随着频率升高,两墙板随着频率升高,两墙板间会产生一系列驻波共间会产生一系列驻波共振,使隔声特性曲线上振,使隔声特性曲线上升趋势转为平缓,斜率升趋势转为平缓,斜率为为12dB12dB倍频程;倍频程;n进进入入吻吻合合效效应应区区后后,在在临临界界吻吻合合频频率率 处处又又出出现现一一隔隔声声量量低低谷谷;n双双层层墙墙的的 与与吻吻合合效效应应状状况况取取决决于于两两
19、层层墙墙的的临临界界吻吻合合频频率率。第23页/共70页图 双层墙隔声特性 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【结论结论】双层墙隔声性能较双层墙隔声性能较单层墙优越的区域主要在共单层墙优越的区域主要在共振频率振频率 以后,故在设计中以后,故在设计中尽量将尽量将 移往人们不敏感的移往人们不敏感的频率区域。频率区域。第24页/共70页(一一)双层隔声墙双层隔声墙 n 1.1.双层隔声墙的隔声原理双层隔声墙的隔声原理 n 2.2.双层墙的隔声特性曲线双层墙的隔声特性曲线 n 3.3.双
20、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 第25页/共70页 是指入射声波法向入射时的墙板共振频率是指入射声波法向入射时的墙板共振频率 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 双层墙的共振频率双层墙的共振频率、式中,式中,、双层墙两墙的面密度,双层墙两墙的面密度,kgkgm m3 3;空气层的厚度,空气层的厚度,m m。n由式可知,空气层越薄,双层墙的共振频率越高。由式可知,空气层越薄,双层墙的共振频率越高。第26页/共70页工程估算双层墙隔声量的经验公式工程估算双层墙隔声量的经验公式 隔声量的实际估算隔声量的实际估算
21、 n平均隔声量估算的经验公式平均隔声量估算的经验公式 ()()()()空气层附加隔声量,空气层附加隔声量,由图查得由图查得 第27页/共70页n常用双层墙的隔声量见表常用双层墙的隔声量见表图 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第28页/共70页多层墙的隔声特性 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 第29页/共70页多层复合板多层复合板是由几层面密度或性质不同的板材是由几层面密度或性质不同的板材组成的复合隔声构件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,内侧通常用金属或非金属的坚实薄板做面层,内侧
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