第二章+第四节噪声控制技术——吸声2010032....ppt
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,第四节 噪声控制技术吸声,第二章 噪声污染及其控制,第四节 噪声控制技术吸声,(一) 吸声系数,(二) 吸声量,(二) 多孔吸声材料,吸声材料：能吸收消耗一定声能的材料。 吸声系数：材料吸收的声能（ ）与入射到材料上的总声能( )之比，即 (2-117),(一) 吸声系数,【讨论】： 表示材料吸声能力的大小， 值在01之间， 值愈大，材料的吸声性能愈好； 0，声波完全反射，材料不吸声； 1，声能全部被吸收。,吸声系数的影响因素,材料的结构,使用条件,声波频率,【声波频率】 同种吸声材料对不同频率的声波具有不同的吸声系数。 平均吸声系数 ：工程中通常采用125Hz、250 Hz、500 Hz、1000 Hz、2000 Hz、4000 Hz六个频率的吸声系数的算术平均值表示某种材料的平均吸声系数。 通常，吸声材料 在0.2以上，理想吸声材料 在0.5以上。,【入射吸声系数】工程设计中常用的吸声系数有 混响室法吸声系数(无规入射吸声系数) 驻波管法吸声系数(垂直入射吸声系数) 应用：测量材料的垂直入射吸声系数 ，按表2-11，将 换算为无规入射吸声系数 。,表2-11 与 的换算关系,混响室：声学实验室,混响室法吸声系数(无规入射吸声系数) ：,在混响室中，使不同频率的声波以相等几率从各个角度入射到材料表面，测得的吸声系数。 测试较复杂，对仪器设备要求高，且数值往往偏差较大，但比较接近实际情况。 在吸声减噪设计中采用。,驻波管法简便、精确，但与一般实际声场不符。 用于测试材料的声学性质和鉴定。 设计消声器。,驻波管法吸声系数(垂直入射吸声系数),驻波管法吸声系数测试仪,(一) 吸声系数,(二) 吸声量,(二) 多孔吸声材料,定义：吸声系数与吸声面积的乘积 (2-108) 式中 吸声量，m2； 某频率声波的吸声系数； 吸声面积，m2。,(二) 吸声量（等效吸声面积）,【注】工程上通常采用吸声量评价吸声材料的实际吸声效果。,总吸声量：若组成室内各壁面的材料不同，则壁面在某频率下的总吸声量为 (2-109) 式中 第i种材料组成的壁面的吸声量，m2； 第i种材料组成的壁面的面积，m2； 第i种材料在某频率下的吸声系数。,(二) 吸声量（等效吸声面积）,(一) 吸声系数,(二) 吸声量,(三) 多孔吸声材料,(二) 多孔吸声材料,KTV软包阻燃吸声材料,多孔槽型木质吸声材料,木丝板吸声材料,木质穿孔吸声板,丝质吸声材料,混凝土复合吸声型声屏障,轻质复合吸声型声屏障,吸声门,吸声体,吸声罩,2.吸声特性及影响因素,特性:高频声吸收效果好，低频声吸收效果差。 原因：低频声波激发微孔内空气与筋络的相对运动少，摩擦损小，因而声能损失少，而高频声容易使振动加快，从而消耗声能较多。所以多孔吸收材料常用于高中频噪声的吸收。,吸声性能的影响因素,厚度,空腔,使用环境,护面层,厚度对吸声性能的影响,图2-15 不同厚度的超细玻璃棉的吸声系数,理论证明，若吸声材料层背后 为刚性壁面，最佳吸声频率出 现在材料的厚度等于该频率声 波波长的1/4处。使用中，考虑 经济及制作的方便，对于中、 高频噪声，一般可采用25cm 厚的成形吸声板；对低频吸声 要求较高时，则采用厚度为5 10cm的吸声板。,同种材料，厚度增加一倍，吸声最佳频率向低频方向近似移动一个倍频程,由实验测试可知：,厚度越大，低频时吸声系数越大； 2000Hz，吸声系数与材料厚度无关；增加厚度，可提高低频声的吸收效果，对高频声效果不大。,孔隙率：材料内部的孔洞体积占材料总体积的百分比。 一般多孔吸声材料的孔隙率50%； 孔隙率增大，密度减小，反之密度增大； 一种多孔吸声材料对应存在一个最佳吸声性能的密度范围。,孔隙率与密度,【讨论】密度太大或太小都会影响材料的吸声性能。若厚度不变，增大多孔吸声材料密度，可提高低中频的吸声系数，但比增大厚度所引起的变化小，且高频吸收会有所下降。,空腔：材料层与刚性壁之间一定距离的空气层； 吸声系数随腔深D（空气层）增加而增加； 空腔结构节省材料，比单纯增加材料厚度更经济。,空腔对吸声性能的影响,图2-16 背后空气层厚度对吸声性能的影响,多孔材料的吸声系数随空气层厚度增加而增加，但增加到一定厚度后，效果不再继续明显增加。 当腔深D近似等于入射声波的1/4波长时，吸声系数最大。 当腔深为1/2波长或其整倍数时，吸声系数最小。 一般推荐取腔深为510cm。 天花板上的腔深可视实际需要及空间大小选取较大的距离。,空腔对吸声性能的影响,实际使用中，为便于固定和美观，往往要对疏松材质的多孔材料作护面处理。 护面层的要求： 良好的透气性； 微穿孔护面板穿孔率应大于20%，否则会影响高频吸声效果； 透气性较好的纺织品对吸声特性几乎没有影响。 对成型多孔材料板表面粉饰时，应采用水质涂料喷涂，不宜用油漆涂刷，以防止涂料封闭孔隙。,4,护面层对吸声性能的影响,温度,湿度,气流,温度引起声速、波长 及空气粘滞性变化， 影响材料吸声性能。 温度升高，吸声性能 向高频方向移动； 温度降低则向低频方 向移动。,通风管道和消声器内 气流易吹散多孔材料， 吸声效果下降； 飞散的材料会堵塞管 道，损坏风机叶片； 应根据气流速度大小 选择一层或多层不同 的护面层。,空气湿度引起多孔材 料含水率变化。 湿度增大，孔隙吸水量 增加，堵塞细孔，吸声系 数下降，先从高频开始。 湿度较大环境应选用耐 潮吸声材料。,外墙保温吸声层,保温吸声层,阻燃吸声板,羊毛阻燃吸声板,注意特殊的使用条件，如腐蚀、高温或火焰等情况对多孔材料的影响。,第二章 噪声污染及其控制,第四节 噪声控制技术吸声,吸声处理中常采用吸声结构。,(一)薄板共振吸声结构,(二)穿孔板共振吸声结构,(三)微穿孔板吸声结构,吸声结构机理：赫姆霍兹共振吸声原理,常用的吸声结构,图2-17 薄板共振吸声结构示意图,(一)薄板共振吸声结构,机理：声波入射引起薄板振动，薄板振动克服自身阻尼和板-框架间的摩擦力，使部分声能转化为热能而耗损。当入射声波的频率与振动系统的固有频率相同时，发生共振，薄板弯曲变形最大，振动最剧烈，声能消耗最多。 结构,入射声波,薄金属板、胶合板、 硬质纤维板、石膏板等,薄板共振吸声结构的共振频率 式中 板的面密度，kgm2， ，其中m为板密 度，kg/m3，t为板厚,m； 板后空气层厚度，。,【讨论】 增大或 增加，共振频率下降。 通常取薄板厚度36mm，空气层厚度310mm，共振频率多在80300Hz之间，故一般用于低频吸声； 吸声频率范围窄，吸声系数不高，约为0.20.5。,(2-110),改善薄板共振吸声性能的措施：,在薄板结构边缘（板-龙骨交接处）填置能增加结构阻尼的软材料，如泡沫塑料条、软橡皮、海绵条、毛毡等，增大吸声系数。,在空腔中，沿框架四周放置多孔吸声材料，如矿棉、玻璃棉等。,采用组合不同单元或不同腔深的薄板结构，或直接采用木丝板、草纸板等可吸收中、高频声的板材，拓宽吸声频带。,
