第八章隔聲技術(shù)1PPT課件第八章隔聲技術(shù)1PPT課件

由圖看出，噪聲從墻壁的孔口傳入鄰近房間(聲波1)；噪聲透過隔墻傳入鄰近房間(聲波2)；機(jī)器機(jī)座振動(dòng)激發(fā)產(chǎn)生向外傳播的結(jié)構(gòu)聲進(jìn)入鄰近房間(聲波3)；噪聲聲波激發(fā)房間圍護(hù)結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生振動(dòng)傳入它鄰近房間(聲波4)。所有這些噪聲都經(jīng)過了空氣傳播、噪聲源的振動(dòng)沿房屋結(jié)構(gòu)傳播開來、而形成為固體聲(聲波3、5)。因此，隔聲問題分為兩類：一類是空氣聲的隔絕，另一類是固體聲的隔絕。2PPT課件由圖看出，噪聲從墻壁的孔口傳入鄰近房間(聲波1)；噪聲透過隔聲是在噪聲控制中最常用的技術(shù)之一。聲波在空氣中傳播時(shí)，使聲能在傳播途徑中受到阻擋而不能直接通過的措施，稱為隔聲。隔聲的具體形式有隔聲墻、隔聲罩、隔聲間和聲屏障等。8.1隔聲的評價(jià)8.1.1隔聲量1.透射系數(shù)將透射聲強(qiáng)It與入射聲強(qiáng)Ii之比定義為透射系數(shù)，即：

τ=It/Ii3PPT課件隔聲是在噪聲控制中最常用的技術(shù)之一。聲波在空氣中傳播時(shí)，使聲一般隔聲結(jié)構(gòu)的透射系數(shù)通常是指無規(guī)入射時(shí)各入射角透射系數(shù)的平均值。透射系數(shù)越小，表示透聲性能越差，隔聲性能越好。2.隔聲量隔聲量的定義為墻或間壁一面的入射聲功率級與另一面的透射聲功率級之差。隔聲量等于透射系數(shù)的倒數(shù)取以10為底的對數(shù)：

TL=10lg1/τ或

TL=10lgIi/It=20lgpi/pt4PPT課件一般隔聲結(jié)構(gòu)的透射系數(shù)通常是指無規(guī)入射時(shí)各入射角透射系數(shù)的平3.平均隔聲量隔聲量是頻率的函數(shù)，同一隔聲結(jié)構(gòu)，不同的頻率具有不同的隔聲量。在工程應(yīng)用中，通常將中心頻率為125至4000Hz的6個(gè)倍頻程或100至3150Hz的16個(gè)1/3倍頻程的隔聲量作算術(shù)平均，叫平均隔聲量。平均隔聲量作為一種單值評價(jià)量，在工程設(shè)計(jì)應(yīng)用中，由于未考慮人耳聽覺的頻率特性以及隔聲結(jié)構(gòu)的頻率特性，因此尚不能確切地反映該隔聲構(gòu)件的實(shí)際隔聲效果。5PPT課件3.平均隔聲量5PPT課件8.1.2隔聲指數(shù)隔聲指數(shù)（Ia）是國際標(biāo)準(zhǔn)化組織推薦的對隔聲構(gòu)件的隔聲性能的一種評價(jià)方法。8.1.3插入損失插入損失定義為：離聲源一定距離某處測得的隔聲結(jié)構(gòu)設(shè)置前的聲功率級Lw1和設(shè)置后的聲功率級Lw2之差值，記作IL，即：

IL=Lw1-Lw2插入損失通常在現(xiàn)場用來評價(jià)隔聲罩、隔聲屏障等隔聲結(jié)構(gòu)的隔聲效果。6PPT課件8.1.2隔聲指數(shù)6PPT課件7PPT課件7PPT課件8.2單層勻質(zhì)密實(shí)墻的隔聲隔聲技術(shù)中，常把板狀或墻狀的隔聲構(gòu)件稱為隔板或隔墻，簡稱墻。僅有一層隔板的稱單層墻（圖8-2）；有兩層或多層，層間有空氣或其他材料的，稱為雙層墻或多層墻。

8PPT課件8.2單層勻質(zhì)密實(shí)墻的隔聲8PPT課件8.2.1隔聲的質(zhì)量定律設(shè)隔墻無限大，將空氣介質(zhì)分成左右兩個(gè)部分，單位面積的質(zhì)量為m，當(dāng)平面聲波pi從左向右垂直入射時(shí)，隔墻的整體隨聲波振動(dòng)，隔墻振動(dòng)向右輻射形成透射聲波pt，向左輻射為反射聲波pr，見圖8-2。9PPT課件8.2.1隔聲的質(zhì)量定律9PPT課件對于一般的固體材料，如磚墻、木板、鋼板、玻璃等，》1，因此隔聲量可以寫成：

TL=20lgm=ρ2D為單位面積墻體的質(zhì)量。上式就是關(guān)于隔聲的質(zhì)量定律。它表明，單層隔聲墻的隔聲量和單位面積的質(zhì)量的常用對數(shù)成正比。隔墻的單位面積質(zhì)量越大，隔聲量就越大，m增加一倍，隔聲量增加6dB；式中同時(shí)還表示頻率越高，隔聲量越大，頻率提高一倍，隔聲量也增加6dB。ωm2ρ1c1ωm2ρ1c110PPT課件對于一般的固體材料，如磚墻、木板、鋼板、玻璃等，質(zhì)量定律表明，隔聲量除和單位面積的墻體質(zhì)量有關(guān)，還和聲波的頻率有關(guān)，實(shí)際中，往往需要估算單層墻對各頻率的平均隔聲量。下面的經(jīng)驗(yàn)公式表示把隔聲量按主要的入射聲頻率（100～3200Hz范圍內(nèi)）求平均，用平均隔聲量TL表示，則：

TL＝13.5lgm＋14(m≤200kg/m2)TL＝16lgm＋8(m＞200kg/m2)11PPT課件質(zhì)量定律表明，隔聲量除和單位面積的墻體質(zhì)量有關(guān)，還和聲波的頻8.2.2吻合效應(yīng)1.彎曲波聲波在空氣中傳播時(shí)，只存在壓縮波，即縱波，而聲音在固體介質(zhì)中傳播時(shí)，固體質(zhì)元既有縱向的彈性壓縮，也有橫向的彈性切變，兩者結(jié)合作用，會(huì)在介質(zhì)中產(chǎn)生一種彎曲波。12PPT課件8.2.2吻合效應(yīng)12PPT課件2.吻合效應(yīng)當(dāng)入射聲波以θ角向墻體表面入射時(shí)，其同一波陣面的各點(diǎn)是先后到達(dá)墻體表面的，或者說在同一時(shí)刻入射波在墻面上各點(diǎn)的位相是不同的。從圖看出，對墻面上某一點(diǎn)，當(dāng)入射波兩個(gè)相鄰?fù)幌嗖嚸娼?jīng)過該點(diǎn)的時(shí)間，正好和彎曲波在墻內(nèi)沿橫向傳播的周期相同時(shí)，即當(dāng)

λb=λ/sinθ

時(shí)，聲波對墻體的作用與墻體的彎曲波振動(dòng)相吻合，則墻體的彎曲振動(dòng)達(dá)到極大值；由于墻體振動(dòng)而向墻的另一側(cè)輻射的聲能也達(dá)到最大值，從而使隔聲量大大降低。這種因聲波入射角度造成的聲波作用與隔墻中彎曲波傳播速度相吻合而使隔聲量降低的現(xiàn)象，叫做吻合效應(yīng)。13PPT課件2.吻合效應(yīng)13PPT課件λb14PPT課件λb14PPT課件固體隔墻中彎曲波的波長由固體本身的彈性性質(zhì)所決定，因此引起吻合效應(yīng)的條件由聲波的頻率與入射角決定。產(chǎn)生吻合效應(yīng)的頻率fc為：15PPT課件固體隔墻中彎曲波的波長由固體本身的彈性性質(zhì)所決定，因此引起吻16PPT課件16PPT課件17PPT課件17PPT課件【例】試計(jì)算以下構(gòu)件的平均隔聲量與臨界吻合頻率(1)20cm厚混凝土墻；(2)1mm厚的鋼板。解:(1)混凝土密度為2300kg/m3,楊式模量為2.4×1010N/m2,則

m＝ρD＝2300×0.2＝460kg/m2>200kg/m2，故平均隔聲量TL＝16lgm＋8

＝16lg460＋8＝50.6dB

臨界吻合頻率：18PPT課件【例】試計(jì)算以下構(gòu)件的平均隔聲量與臨界吻合頻率(1)20cm(2)鋼板密度為7900kg/m3,楊式模量為2.1×1011，則

m＝ρD＝7900×0.01＝79kg/m2＜200kg/m2，故平均隔聲量TL＝13.5lgm＋14

＝13.5lg79＋14＝39.6dB臨界吻合頻率：19PPT課件(2)鋼板密度為7900kg/m3,楊式模量為2.1×1018.2.3單層隔聲墻的頻率特性單層密實(shí)均質(zhì)板材壁面的隔聲量與入射聲波的頻率有很大關(guān)系。入射頻率從低到高其吸聲情況可分成三個(gè)區(qū)域，即勁度與阻尼控制區(qū)、質(zhì)量控制區(qū)和吻合效應(yīng)區(qū)。勁度與阻尼控制區(qū)又可分為勁度控制區(qū)和阻尼控制區(qū)，阻尼控制區(qū)又叫共振區(qū)。如圖8-5所示。20PPT課件8.2.3單層隔聲墻的頻率特性20PPT課件21PPT課件21PPT課件

在勁度控制區(qū)，入射頻率范圍從0到第一共振頻率f0。在此區(qū)域，墻板壁面對聲壓的反應(yīng)類似于彈簧，其隔聲量與墻板壁面的勁度成正比。對于某一頻率的聲波，墻板壁面的勁度愈大，隔聲量愈大。對于同一板材，隨著入射頻率的增加，其隔聲量逐漸下降。

22PPT課件在勁度控制區(qū)，入射頻率范圍從0到第一共振頻率f0。在此區(qū)域阻尼控制區(qū)又稱板共振區(qū)。當(dāng)入射的頻率與墻板固有頻率相同時(shí)，墻板發(fā)生共振，此時(shí)墻板振幅最大，透射聲能急劇增加，隔聲量曲線出現(xiàn)最低谷，此時(shí)的聲波頻率稱為第一共振頻率f0。當(dāng)聲波頻率是共振頻率的諧頻fn時(shí)，墻板發(fā)生的諧振也會(huì)使隔聲量下降，所以在共振頻率之后，隔聲量曲線連續(xù)又出現(xiàn)幾個(gè)低谷，但本區(qū)內(nèi)隨著聲波頻率的增加，共振現(xiàn)象愈來愈弱，直至消失，所以隔聲量總是呈上升趨勢。23PPT課件阻尼控制區(qū)又稱板共振區(qū)。當(dāng)入射的頻率與墻板固有頻率相同時(shí)，墻阻尼控制區(qū)的寬度取決于墻板的幾何尺寸、彎曲勁度、面密度、結(jié)構(gòu)阻尼的大小及邊界條件等，對一定的墻體，主要與其阻尼大小有關(guān)，增大阻尼可以抑制墻板的振幅，提高隔聲量，并降低該區(qū)的頻率上限，縮小該區(qū)頻率范圍。對于一般磚石等厚重的墻，共振頻率與其諧頻率很低，可忽略不計(jì)。對于薄板，共振頻率較高，阻尼控制區(qū)的聲頻率分布很寬，應(yīng)予以重視。一般采用增加墻板的阻尼來控制共振現(xiàn)象。24PPT課件阻尼控制區(qū)的寬度取決于墻板的幾何尺寸、彎曲勁度、面密度、結(jié)構(gòu)在質(zhì)量控制區(qū)，聲波對墻板的作用如同一個(gè)力作用于一個(gè)有一定質(zhì)量的物體，隔聲量隨入射聲波的頻率直線上升，其斜率為6dB倍頻程。在聲波頻率一定時(shí)，墻板的面密度愈大，即質(zhì)量愈大，墻板受聲波激發(fā)產(chǎn)生的振動(dòng)愈小，隔聲量愈高。通常采用隔聲結(jié)構(gòu)來降低噪聲的傳播，就是利用板材具有的這種質(zhì)量控制特性。在吻合效應(yīng)區(qū)，隨著入射聲波頻率的升高，隔聲量反而下降，曲線上出現(xiàn)一個(gè)深深的低谷，這是由于出現(xiàn)了吻合效應(yīng)的緣故。25PPT課件在質(zhì)量控制區(qū)，聲波對墻板的作用如同一個(gè)力作用于一個(gè)有一定質(zhì)量8.3雙層隔聲結(jié)構(gòu)由質(zhì)量定律可知，增加墻的厚度，從而可增加單位面積的質(zhì)量，即可以增加隔聲量，但是僅依靠增加墻的厚度來提高隔聲量是不經(jīng)濟(jì)的，如果把單層墻一分為二，做成雙層墻，中間留有空氣層，則墻的總重量沒有變，但隔聲量卻比單層的提高了。26PPT課件8.3雙層隔聲結(jié)構(gòu)26PPT課件27PPT課件27PPT課件雙層結(jié)構(gòu)能提高隔聲能力的主要原因是空氣層的作用。空氣層可以看作與兩層墻板相連的“彈簧”，聲波入射到第一層墻透射到空氣層時(shí)，空氣層的彈性形變具有減振作用，傳遞給第二層墻的振動(dòng)大為減弱，從而提高了墻體的總隔聲量。雙層結(jié)構(gòu)的隔聲量可以用單位面積質(zhì)量等于雙層墻兩層墻體單位面積質(zhì)量之和的單層墻的隔聲量，加上一個(gè)空氣層的隔聲量來表示。28PPT課件雙層結(jié)構(gòu)能提高隔聲能力的主要原因是空氣層的作用。空氣層可以看8.3.1雙層結(jié)構(gòu)的隔聲特性設(shè)兩隔層中間距離為D，單位面積質(zhì)量分別為m1和m2，為簡化分析計(jì)算，設(shè)兩層單位面積的質(zhì)量相等，都為m，且設(shè)聲波垂直入射。利用聲學(xué)邊界條件，可計(jì)算得入射聲壓pi和最終從第二層墻透射出來的透射聲壓p之比為：

=1+j+()2（1-e-j2kD）通常聲波的波長比兩隔層間的距離D大得多，即kD《1時(shí)，展開指數(shù)項(xiàng)取前兩項(xiàng)，得到：

=1+j-()22kD

piptωmρ0cjωmρ0cpiptωmρ0cωmρ0c29PPT課件8.3.1雙層結(jié)構(gòu)的隔聲特性piptωmρ0cjωmρ0c1.共振頻率當(dāng)上式虛部系數(shù)為0時(shí)，pi和pt之比為1，即聲能幾乎全部透射，這時(shí)隔聲墻的質(zhì)量與中間空氣層耦合，產(chǎn)生共振，可求得共振頻率f0為：

f0=當(dāng)聲波以θ角入射時(shí)：

f0,θ=若兩隔層的單位面積質(zhì)量m1和m2不相等，則：

f0==(1/m1+1/m2)c2π2ρ0mDc2πcosθ2ρ0mDc2πρ0(m1+m2)m1m2Dc2πρ0D30PPT課件1.共振頻率c2π2ρ0mDc2πcosθ2ρ0mDc2πρ2.入射聲波頻率低于共振頻率當(dāng)入射聲波的頻率低于共振頻率f0時(shí)，式（8-20）右邊虛部的第二項(xiàng)可以略去，這時(shí)得到隔聲量為：

TL=10lg1+()2可以看出上式就是單位質(zhì)量為2m的單層墻的質(zhì)量定律，也就是說，這時(shí)候的雙層墻的隔聲效果，相當(dāng)于把兩個(gè)單層隔墻合并在一起，中間沒有空氣層一樣。ωmρ0c31PPT課件2.入射聲波頻率低于共振頻率ωmρ0c31PPT課件3.入射聲波頻率高于共振頻率當(dāng)入射聲波的頻率高于共振頻率f0時(shí)，式（8-20）右邊虛部的第一項(xiàng)可以略去，這時(shí)得到隔聲量為：

TL=10lg()4(2kD)2=TL1+TL2+20lg(2kD)

當(dāng)頻率更高，不能滿足kD《1時(shí)，式（8-20）不再成立，此時(shí)式（8-19）可表示為：

=1+j+()22sinkD(sinkD-jcoskD)ωmρ0cpiptωmρ0cjωmρ0c32PPT課件3.入射聲波頻率高于共振頻率ωmρ0cpiptωmρ0cj可以看出，當(dāng)入射聲波波長和兩隔墻之間距離成一定倍數(shù)時(shí)，隔聲量會(huì)出現(xiàn)極大極小值的交替變化。當(dāng)kD＝nπ時(shí)，即D是半波長整數(shù)倍時(shí)，就得到式(8－24)，當(dāng)kD＝(2n＋1)π/2時(shí)，即D為1/4波長的奇數(shù)倍時(shí)，相當(dāng)于兩個(gè)單獨(dú)隔墻的隔聲量之和再增加6dB。33PPT課件可以看出，當(dāng)入射聲波波長和兩隔墻之間距離成一定倍數(shù)時(shí)，隔聲量34PPT課件34PPT課件上述論述是針對聲波垂直入射的情況，因此沒有考慮吻合效應(yīng)。事實(shí)上，當(dāng)聲波以θ角入射時(shí)，也存在吻合效應(yīng)，為避免兩層的吻合頻率相同，從而造成特別大的隔聲量頻率低谷的出現(xiàn)，因此兩層隔墻不要使用質(zhì)料或厚度相同的材料。在工程應(yīng)用中，常用以下經(jīng)驗(yàn)公式來估算雙層結(jié)構(gòu)的隔聲量：

TL=16lg(m1+m2)+16lgf-30+ΔTL平均隔聲量估算的經(jīng)驗(yàn)公式為：

TL=16lg(m1+m2)+8+ΔTL，(m1+m2)>200kg/m2TL=13.5lg(m1+m2)+14+ΔTL，(m1+m2)≤200kg/m235PPT課件上述論述是針對聲波垂直入射的情況，因此沒有考慮吻合效應(yīng)。事實(shí)8.3.2多層復(fù)合隔聲結(jié)構(gòu)多層復(fù)合板的隔聲性能較組成它的同等的單層或雙層有明顯的改善，這主要是由于：分層材料的阻抗各不相同，使聲波在各層界面上產(chǎn)生多次反射，阻抗相差越大，反射聲能越多，透射能量就越小；夾層材料的阻尼和吸聲作用，致使聲能衰減，并減弱共振與吻合效應(yīng)；使用厚度和材質(zhì)不同的多層結(jié)構(gòu)，可以錯(cuò)開共振與臨界的吻合頻率，改善共振區(qū)與吻合區(qū)的隔聲低谷效應(yīng)。因而總的隔聲性能可大大提高。36PPT課件8.3.2多層復(fù)合隔聲結(jié)構(gòu)36PPT課件8.4隔聲間在高噪聲環(huán)境下，例如，在汽輪發(fā)電機(jī)房內(nèi)建造一個(gè)具有良好的隔聲性能的控制室，能有效地減少噪聲對操作人員的干擾；又例如，在耳科臨床診斷中的聽力測試室，需要一個(gè)相當(dāng)安靜即本底噪聲很低的環(huán)境，必須用特殊的隔聲構(gòu)件建造一個(gè)測聽室，防止外界噪聲的傳入。另一種情況是聲源較多，采取單一噪聲控制措施不易奏效，或者采用多種措施治理成本較高，就把聲源圍蔽在局部空間內(nèi)，以降低噪聲對周圍環(huán)境的污染。這些由隔聲構(gòu)件組成的具有良好隔聲性能的房間統(tǒng)稱為隔聲間或隔聲室。隔聲間一般采用封閉式的，它除需要有足夠隔聲量的墻體外，還需要設(shè)置具有一定隔聲性能的門、窗等。37PPT課件8.4隔聲間37PPT課件

隔聲間一般由幾面墻板組成的，而每一面墻板又由墻體、門窗等隔聲構(gòu)件組合。一面墻包括了門、窗等，我們稱為組合墻體。這種組合墻體的門、窗等構(gòu)件是由幾種隔聲能力不同的材料構(gòu)成，像這種組合墻體的隔聲性能，主要取決于各個(gè)組合構(gòu)件的透聲系數(shù)和它們所占面積的大小。38PPT課件隔聲間一般由幾面墻板組成的，而每一面墻板又由墻體、門窗等隔8.4.1隔聲間的降噪量隔聲間通常包括隔聲、吸聲、消聲器、阻尼和減振等幾種噪聲控制措施的綜合治理裝置，它是多種聲學(xué)構(gòu)件的組合，因此，衡量一個(gè)隔聲間的效果，不能只看其中一個(gè)聲學(xué)構(gòu)件的降噪效果，而要看它的綜合降噪指標(biāo)。用于評價(jià)隔聲間綜合降噪效果的一個(gè)物理量是插入損失IL，它是被保護(hù)者所在處安裝隔聲間前后的聲壓級之差，即：

IL=L1-L2=TL+10lgA/S39PPT課件8.4.1隔聲間的降噪量39PPT課件式中：A—隔聲間內(nèi)表面的總吸聲量，m2；

S—隔聲間內(nèi)表面的總面積，m2；

TL—隔聲間的平均隔聲量，即：

TL=10lgi∑Si10-0.1TL∑Si式中：Si－－第i個(gè)構(gòu)件的面積，m2；

TLi－－第i個(gè)構(gòu)件的隔聲量，dB；隔聲間的插入損失一般約為20～50dB。上式亦可以用來計(jì)算非單一結(jié)構(gòu)隔墻的平均隔聲量。40PPT課件式中：A—隔聲間內(nèi)表面的總吸聲量，m2；i∑Si10-0.1【例】一組合墻體由墻板、門和窗構(gòu)成的，已知墻板、門和窗的隔聲量分別為50dB，30dB和20dB，面積分別為20m2、3m2和2m2，求該組合體的隔聲量。解：41PPT課件【例】一組合墻體由墻板、門和窗構(gòu)成的，已知墻板、門和窗的隔聲由此例計(jì)算結(jié)果知，該組合墻體的隔聲量比墻板的隔聲量(50dB)小得多，造成隔聲能力下降的原因主要是門、窗隔聲量低，門窗的隔聲量控制整個(gè)組合墻體的隔聲量。若要提高該組合墻體的隔聲能力，就必須提高門、窗的隔聲量，否則，墻板隔聲量再大，總的隔聲效果也不會(huì)好多少。42PPT課件由此例計(jì)算結(jié)果知，該組合墻體的隔聲量比墻板的隔聲量(50dB8.4.2隔聲門1.隔聲門的構(gòu)造隔聲門，首先要有足夠的隔聲量，還要保證門的開啟靈活方便，在滿足這兩個(gè)條件下，門窗不要做得過重，門扇與門框之間的密封要好。通常隔聲門做成雙層輕便門，并在兩層間加吸聲處理，采用多層復(fù)合結(jié)構(gòu)。2.門縫密封門縫對門的隔聲性能有很大的影響，隔聲門的密封方法應(yīng)該更加隔聲要求和門的使用條件確定，例如人員出入較少的鍋爐鼓風(fēng)機(jī)引風(fēng)機(jī)隔聲間的門可以采用隔聲效果較好的雙企口壓緊橡皮條的密封方法，而人員出入較頻繁的隔聲操作室就不宜使用這種方法，因?yàn)槿藗儠?huì)由于開關(guān)不方便而不去壓緊橡皮條，結(jié)果這種門等于沒有密封，達(dá)不到隔聲的目的。43PPT課件8.4.2隔聲門43PPT課件8.4.3隔聲窗隔聲窗一般采用雙層和多層玻璃做成，其隔聲量主要取決于玻璃的厚度（或單位面積玻璃的質(zhì)量），其次是窗的結(jié)構(gòu)，窗與窗框之間，窗框和墻壁之間的密封程度，據(jù)實(shí)測，3mm厚的玻璃的隔聲量是27dB，6mm厚的玻璃的隔聲量為30dB，因此，采用兩層以上的玻璃，中間夾空氣層的結(jié)構(gòu)，隔聲效果是相當(dāng)好的。44PPT課件8.4.3隔聲窗44PPT課件

設(shè)計(jì)隔聲窗應(yīng)該注意以下幾方面：①多層窗應(yīng)選用厚度不同的玻璃板以消除調(diào)頻吻合效應(yīng)。例如，3mm厚的玻璃板的吻合谷出現(xiàn)在4000Hz，而6mm厚的玻璃板的吻合谷出現(xiàn)在2000Hz，兩種玻璃組成的雙層窗，吻合谷相互抵消。②多層窗的玻璃板之間要有較大的空氣層。實(shí)踐證明，空氣層厚5cm時(shí)效果不大，一般取7～15cm，并應(yīng)在窗框周邊內(nèi)表面作吸聲處理。③多層窗玻璃板之間要有一定的傾斜度，朝聲源一而的玻璃做成傾斜，以消除駐波。④玻璃窗的密封要嚴(yán)，在邊緣用橡膠條或毛氈條壓緊，這不僅可以起密封作用，還能起有效的阻尼作用，以減少玻璃板受聲激振透聲。⑤兩層破璃間不能有剛性連接，以防止“聲橋”。目前市場上有一種真空玻璃，隔聲效果好，可直接用于隔聲窗。45PPT課件設(shè)計(jì)隔聲窗應(yīng)該注意以下幾方面：45PPT課件8.5隔聲罩隔聲罩是噪聲控制設(shè)計(jì)中常被采用的設(shè)備，例如空壓機(jī)、水泵、鼓風(fēng)機(jī)等高噪聲源，如果其體積小，形狀比較規(guī)則或者雖然體積較大，但空間及工作條件允許，可以用隔聲罩將聲源封閉在罩內(nèi)，以減少向周圍的聲輻射。8.5.1隔聲罩的插入損失隔聲罩的降噪聲效果一般用插入損失IL來表示。對于全封閉的隔聲罩，可近似用下式計(jì)算：

IL=10lg(1+α100.1TL)46PPT課件8.5隔聲罩46PPT課件對于局部封閉的隔聲罩，插入損失為：

IL=TL+10lgα+10lg一般固定全封閉型的隔聲罩的插入損失約為30~40dB；活動(dòng)全封閉型為15~30dB，局部封閉型約為10~20dB，帶通風(fēng)散熱消聲器的則約為15~25dB。8.5.2隔聲罩的設(shè)計(jì)要點(diǎn)1+S0/S11+S0100.1TL/S147PPT課件對于局部封閉的隔聲罩，插入損失為：1+S0/S11+S010隔聲間與隔聲罩的區(qū)別：隔聲間，顧名思義就是隔離聲音的房間。這種房間的外表看起來同一般的房間大致一樣。它與隔聲罩的區(qū)別在于：隔聲罩是將輻射噪聲的機(jī)器放在隔聲圍護(hù)結(jié)構(gòu)里面，使傳出來的噪聲減弱；隔聲間則是指用隔聲圍護(hù)結(jié)構(gòu)建造一個(gè)安靜的小環(huán)境，人在里面，防止外面的噪聲傳進(jìn)來，顯然，兩者截然不同。按聲源所在位置，隔聲間可分為聲源在室外和聲源在室內(nèi)兩種。前者，如在噪聲較大的環(huán)境中修建的保護(hù)操作人員的操縱室、控制室等，使人們得到一個(gè)“鬧中有靜”的小天地。后者是把較多的聲源圍屏在局部空間，以降低噪聲對周圍環(huán)境的污染。48PPT課件隔聲間與隔聲罩的區(qū)別：48PPT課件8.6聲屏障在聲源與接收點(diǎn)之間設(shè)置障板，阻斷聲波的直接傳播，以降低噪聲，這樣的結(jié)構(gòu)稱聲屏障。它是控制交通噪聲污染的一種治理措施，一些發(fā)達(dá)國家從20世紀(jì)60年代末就開始了聲屏障的研究和應(yīng)用，近年來，我國一些城市和高速公路、鐵路也相繼建造了聲屏障，而且發(fā)展速度很快。噪聲在傳播途徑中遇到障礙物，若障礙物尺寸遠(yuǎn)大于聲波波長時(shí)，大部分聲能被反射和吸收，一部分繞射，于是在障礙物背后一定距離內(nèi)形成“聲影區(qū)”，聲影區(qū)的大小與聲音的頻率和屏障高度等有關(guān)，頻率越高，聲影區(qū)的范圍越大。聲屏障將聲源和保護(hù)目標(biāo)隔開，使保護(hù)目標(biāo)落在屏障的聲影區(qū)內(nèi)。49PPT課件8.6聲屏障49PPT課件8.6.1聲屏障的插入損失對于點(diǎn)聲源，一無限長聲屏障的繞射聲衰減量為：式中：N＝2δ/λ為非涅爾數(shù)δ－－聲程差，δ＝(a+b)-(c+d);λ－－聲波波長，見圖8－12。若聲源和接受點(diǎn)之間的連線與聲屏障法線之間有一角度β，則非涅爾數(shù)為N(β)=Ncosβ50PPT課件8.6.1聲屏障的插入損失式中：N＝2δ/λ為非涅爾數(shù)50當(dāng)N≥1時(shí)，雙曲正切函數(shù)的值很快便趨于1，這時(shí)式可化簡為：△L＝10lgN＋1351PPT課件當(dāng)N≥1時(shí)，雙曲正切函數(shù)的值很聲屏障的插入損失為：

IL=ΔLd–ΔLt-ΔLr-(ΔLs+ΔLG)max式中：ΔLd----繞射聲衰減；ΔLt、ΔLr、ΔLs、ΔLG—分別為聲屏障的透射、反射、地面障礙物及地面吸收引起的聲衰減修正量。8.6.2聲屏障的設(shè)計(jì)要點(diǎn)52PPT課件聲屏障的插入損失為：52PPT課件53PPT課件53PPT課件54PPT課件54PPT課件【例】在某公路一側(cè)設(shè)置一道隔聲屏障，該隔聲屏高10m，其他尺寸如圖，試計(jì)算隔聲屏的隔聲量(忽略地面反射影響)。55PPT課件【例】在某公路一側(cè)設(shè)置一道隔聲屏障，該隔聲屏高10m，其他尺解：由圖計(jì)算有：將a、b、c+d代入下式：N=2(a+b)-(c+d)/λ=2f(10.8+17-21)/c=2f×6.8/344=0.0395f當(dāng)f＝125Hz，N＝4.94△L＝10lgN＋13

＝10lg4.94＋13

＝20(dB)56PPT課件解：由圖計(jì)算有：將a、b、c+d代入下式：當(dāng)f＝125Hz，57PPT課件57PPT課件58PPT課件58PPT課件在規(guī)劃建設(shè)具有強(qiáng)噪聲聲源的工廠、機(jī)場等建筑工程時(shí)，應(yīng)有意識地利用山丘、土坡、樹林、溝壕等地形物作屏障來衰減噪聲，以使居民區(qū)和文化區(qū)有一個(gè)安靜的環(huán)境。59PPT課件在規(guī)劃建設(shè)具有強(qiáng)噪聲聲源的工廠、機(jī)場等建筑工程時(shí)，應(yīng)有意識地8.7隔聲與吸聲的主要區(qū)別及綜合應(yīng)用吸聲與隔聲在降低噪聲的機(jī)理上是完全不同的。吸聲是利用吸聲材料（吸聲結(jié)構(gòu)）的吸聲作用，減弱聲反射，使噪聲降低；隔聲則是利用隔聲結(jié)構(gòu)對聲波起隔擋作用，減弱聲透射，獲得減噪效果。60PPT課件8.7隔聲與吸聲的主要區(qū)別及綜合應(yīng)用60PPT課件吸聲措施與隔聲措施的著眼點(diǎn)不同。吸聲所注意的是在屏障一側(cè)反射回來的聲能大小，反射聲越小，則吸聲效果越好；隔聲所注意的是在屏障的另一側(cè)透過去的聲能的多少，透過聲越小，則隔聲效果越好。在具體應(yīng)用中，吸聲措施用以吸收房間內(nèi)的聲能，以降低室內(nèi)混響聲的干擾。而隔聲措施是用以隔絕傳到其他空間的聲能，防止相鄰空間傳來噪聲的干擾。61PPT課件吸聲措施與隔聲措施的著眼點(diǎn)不同。吸聲所注意的是在屏障一側(cè)反射吸聲材料多是一些多孔的材料，如玻璃棉、礦渣棉、泡沫塑料以及微孔吸聲磚或共振吸聲結(jié)構(gòu)等。這類材料的吸聲機(jī)理主要是把聲能轉(zhuǎn)化為熱能消耗掉。隔聲材料多是一些重而密實(shí)的材料，如鐵板、鉛板、磚墻、混凝土板、復(fù)合結(jié)構(gòu)等。隔聲材料構(gòu)成圍護(hù)結(jié)構(gòu)，用以隔擋噪聲，第一靠其密閉性，密實(shí)無孔隙；第二靠其有較大的質(zhì)量及阻尼，面密度要大。62PPT課件吸聲材料多是一些多孔的材料，如玻璃棉、礦渣棉、泡沫塑料以及微選用一種吸聲性能好的材料，能將90％的聲能吸收掉，如果用這種材料當(dāng)作隔聲材料使用，其效果并不一定很好。因?yàn)槲暡牧夏軌蛭沾蟛糠秩肷渎暷埽怯捎谒鼈兊目紫堵屎艽螅暡ê苋菀淄高^去，因此，隔聲性能很差。比如一種α＝0.90的吸聲材料，它可以把90％的聲能吸收掉。但是剩余的10％的聲能如果完全透過去（τ＝0.1），隔聲量為10分貝。即使吸收掉99％的聲能，透過去1％，按隔聲理論計(jì)算，隔聲量也不過才20分貝。而作為隔聲材料的磚墻，如果是水泥粉刷墻面的，其平均吸聲系數(shù)不過0.03，但它卻能只讓十萬分之一的聲能透過去（τ＝10-5），也就是說隔聲量可達(dá)50分貝。63PPT課件選用一種吸聲性能好的材料，能將90％的聲能吸收掉，如果用這吸聲與隔聲有著本質(zhì)的區(qū)別，但在具體噪聲控制中，它們密切相關(guān)。在工程中，為了消除噪聲污染，在噪聲源與接受點(diǎn)之間設(shè)置隔聲屏或設(shè)計(jì)隔聲罩，用隔聲圍護(hù)結(jié)構(gòu)將聲封閉起來等都是具有吸聲和隔聲雙重降噪效果的裝置。如隔聲罩，在罩內(nèi)不加吸聲材料，實(shí)際隔聲量只有9分貝。這是因?yàn)椋寒?dāng)噪聲源加裝隔聲罩后，聲源發(fā)出的聲音在罩內(nèi)多次反射，大大增加了罩內(nèi)的聲能密度。因此，即使罩體材料的隔聲再強(qiáng)，不加吸聲材料，也會(huì)使隔聲罩的實(shí)際隔聲量下降。如果在罩內(nèi)襯加上吸聲層（若吸聲系數(shù)α＝0.6時(shí)），同樣厚度為3毫米的鋼板制成的隔聲罩，實(shí)際隔聲量可達(dá)27分貝。由此可見，隔聲與吸聲兩種措施綜合使用后將能收到更明顯的降噪效果。64PPT課件吸聲與隔聲有著本質(zhì)的區(qū)別，但在具體噪聲控制中，它們密切相關(guān)。

吸聲材料和隔聲材料的區(qū)別：吸聲材料指的是能把入射聲能吸收掉的材料。常用的多孔性吸聲材料，存在著許許多多的相互貫通的細(xì)孔，由于空氣的粘滯性和筋絡(luò)的熱傳導(dǎo)作用，聲能不斷地轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芏鴵p耗掉，由此“鉆”到細(xì)孔里面的聲音就不能自由地“鉆”出來，或多或少總要被吸收掉一部分。隔聲指的是把聲音隔絕，即不讓聲音透過，從隔聲材料來說，主要的是要密實(shí)不透氣，它的吸聲能力是次要的。65PPT課件吸聲材料和隔聲材料的區(qū)別：65PPT課件例如，一塊厚2厘米的玻璃棉氈，在中頻范圍內(nèi)它的吸聲為0.6一0.8，是良好的吸聲材料，但當(dāng)聲音通過它時(shí)，總的隔聲量只有3分貝，可見隔聲效果是相當(dāng)差的。另一方面，一塊2厘米厚的木板，入射在上面的聲能幾乎全部被反射，因此吸聲系數(shù)是很低的，但隔聲效果卻相當(dāng)好，可達(dá)28分貝。目前有許多具有多孔性的纖維板，如木絲板、甘蔗板、半穿孔裝飾吸聲板均是很好的吸聲材料，卻被稱為隔音板，這是一個(gè)很大的誤解。因?yàn)楦袈曇蟛牧虾裰兀軐?shí)，而吸聲則要求輕質(zhì)、多孔、透氣性好，兩者絕然不同，不可混淆起來，事實(shí)上如隔聲很好的一磚墻，隔聲量可達(dá)50分貝，其吸聲系數(shù)僅為0.02。相氏吸聲系數(shù)較高的玻璃纖維板、木絲板等吸聲材料，其隔聲量往往不到10分貝。66PPT課件例如，一塊厚2厘米的玻璃棉氈，在中頻范圍內(nèi)它的吸聲為0.6一第八章隔聲技術(shù)67PPT課件第八章隔聲技術(shù)1PPT課件

由圖看出，噪聲從墻壁的孔口傳入鄰近房間(聲波1)；噪聲透過隔墻傳入鄰近房間(聲波2)；機(jī)器機(jī)座振動(dòng)激發(fā)產(chǎn)生向外傳播的結(jié)構(gòu)聲進(jìn)入鄰近房間(聲波3)；噪聲聲波激發(fā)房間圍護(hù)結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生振動(dòng)傳入它鄰近房間(聲波4)。所有這些噪聲都經(jīng)過了空氣傳播、噪聲源的振動(dòng)沿房屋結(jié)構(gòu)傳播開來、而形成為固體聲(聲波3、5)。因此，隔聲問題分為兩類：一類是空氣聲的隔絕，另一類是固體聲的隔絕。68PPT課件由圖看出，噪聲從墻壁的孔口傳入鄰近房間(聲波1)；噪聲透過隔聲是在噪聲控制中最常用的技術(shù)之一。聲波在空氣中傳播時(shí)，使聲能在傳播途徑中受到阻擋而不能直接通過的措施，稱為隔聲。隔聲的具體形式有隔聲墻、隔聲罩、隔聲間和聲屏障等。8.1隔聲的評價(jià)8.1.1隔聲量1.透射系數(shù)將透射聲強(qiáng)It與入射聲強(qiáng)Ii之比定義為透射系數(shù)，即：

τ=It/Ii69PPT課件隔聲是在噪聲控制中最常用的技術(shù)之一。聲波在空氣中傳播時(shí)，使聲一般隔聲結(jié)構(gòu)的透射系數(shù)通常是指無規(guī)入射時(shí)各入射角透射系數(shù)的平均值。透射系數(shù)越小，表示透聲性能越差，隔聲性能越好。2.隔聲量隔聲量的定義為墻或間壁一面的入射聲功率級與另一面的透射聲功率級之差。隔聲量等于透射系數(shù)的倒數(shù)取以10為底的對數(shù)：

TL=10lg1/τ或

TL=10lgIi/It=20lgpi/pt70PPT課件一般隔聲結(jié)構(gòu)的透射系數(shù)通常是指無規(guī)入射時(shí)各入射角透射系數(shù)的平3.平均隔聲量隔聲量是頻率的函數(shù)，同一隔聲結(jié)構(gòu)，不同的頻率具有不同的隔聲量。在工程應(yīng)用中，通常將中心頻率為125至4000Hz的6個(gè)倍頻程或100至3150Hz的16個(gè)1/3倍頻程的隔聲量作算術(shù)平均，叫平均隔聲量。平均隔聲量作為一種單值評價(jià)量，在工程設(shè)計(jì)應(yīng)用中，由于未考慮人耳聽覺的頻率特性以及隔聲結(jié)構(gòu)的頻率特性，因此尚不能確切地反映該隔聲構(gòu)件的實(shí)際隔聲效果。71PPT課件3.平均隔聲量5PPT課件8.1.2隔聲指數(shù)隔聲指數(shù)（Ia）是國際標(biāo)準(zhǔn)化組織推薦的對隔聲構(gòu)件的隔聲性能的一種評價(jià)方法。8.1.3插入損失插入損失定義為：離聲源一定距離某處測得的隔聲結(jié)構(gòu)設(shè)置前的聲功率級Lw1和設(shè)置后的聲功率級Lw2之差值，記作IL，即：

IL=Lw1-Lw2插入損失通常在現(xiàn)場用來評價(jià)隔聲罩、隔聲屏障等隔聲結(jié)構(gòu)的隔聲效果。72PPT課件8.1.2隔聲指數(shù)6PPT課件73PPT課件7PPT課件8.2單層勻質(zhì)密實(shí)墻的隔聲隔聲技術(shù)中，常把板狀或墻狀的隔聲構(gòu)件稱為隔板或隔墻，簡稱墻。僅有一層隔板的稱單層墻（圖8-2）；有兩層或多層，層間有空氣或其他材料的，稱為雙層墻或多層墻。

74PPT課件8.2單層勻質(zhì)密實(shí)墻的隔聲8PPT課件8.2.1隔聲的質(zhì)量定律設(shè)隔墻無限大，將空氣介質(zhì)分成左右兩個(gè)部分，單位面積的質(zhì)量為m，當(dāng)平面聲波pi從左向右垂直入射時(shí)，隔墻的整體隨聲波振動(dòng)，隔墻振動(dòng)向右輻射形成透射聲波pt，向左輻射為反射聲波pr，見圖8-2。75PPT課件8.2.1隔聲的質(zhì)量定律9PPT課件對于一般的固體材料，如磚墻、木板、鋼板、玻璃等，》1，因此隔聲量可以寫成：

TL=20lgm=ρ2D為單位面積墻體的質(zhì)量。上式就是關(guān)于隔聲的質(zhì)量定律。它表明，單層隔聲墻的隔聲量和單位面積的質(zhì)量的常用對數(shù)成正比。隔墻的單位面積質(zhì)量越大，隔聲量就越大，m增加一倍，隔聲量增加6dB；式中同時(shí)還表示頻率越高，隔聲量越大，頻率提高一倍，隔聲量也增加6dB。ωm2ρ1c1ωm2ρ1c176PPT課件對于一般的固體材料，如磚墻、木板、鋼板、玻璃等，質(zhì)量定律表明，隔聲量除和單位面積的墻體質(zhì)量有關(guān)，還和聲波的頻率有關(guān)，實(shí)際中，往往需要估算單層墻對各頻率的平均隔聲量。下面的經(jīng)驗(yàn)公式表示把隔聲量按主要的入射聲頻率（100～3200Hz范圍內(nèi)）求平均，用平均隔聲量TL表示，則：

TL＝13.5lgm＋14(m≤200kg/m2)TL＝16lgm＋8(m＞200kg/m2)77PPT課件質(zhì)量定律表明，隔聲量除和單位面積的墻體質(zhì)量有關(guān)，還和聲波的頻8.2.2吻合效應(yīng)1.彎曲波聲波在空氣中傳播時(shí)，只存在壓縮波，即縱波，而聲音在固體介質(zhì)中傳播時(shí)，固體質(zhì)元既有縱向的彈性壓縮，也有橫向的彈性切變，兩者結(jié)合作用，會(huì)在介質(zhì)中產(chǎn)生一種彎曲波。78PPT課件8.2.2吻合效應(yīng)12PPT課件2.吻合效應(yīng)當(dāng)入射聲波以θ角向墻體表面入射時(shí)，其同一波陣面的各點(diǎn)是先后到達(dá)墻體表面的，或者說在同一時(shí)刻入射波在墻面上各點(diǎn)的位相是不同的。從圖看出，對墻面上某一點(diǎn)，當(dāng)入射波兩個(gè)相鄰?fù)幌嗖嚸娼?jīng)過該點(diǎn)的時(shí)間，正好和彎曲波在墻內(nèi)沿橫向傳播的周期相同時(shí)，即當(dāng)

λb=λ/sinθ

時(shí)，聲波對墻體的作用與墻體的彎曲波振動(dòng)相吻合，則墻體的彎曲振動(dòng)達(dá)到極大值；由于墻體振動(dòng)而向墻的另一側(cè)輻射的聲能也達(dá)到最大值，從而使隔聲量大大降低。這種因聲波入射角度造成的聲波作用與隔墻中彎曲波傳播速度相吻合而使隔聲量降低的現(xiàn)象，叫做吻合效應(yīng)。79PPT課件2.吻合效應(yīng)13PPT課件λb80PPT課件λb14PPT課件固體隔墻中彎曲波的波長由固體本身的彈性性質(zhì)所決定，因此引起吻合效應(yīng)的條件由聲波的頻率與入射角決定。產(chǎn)生吻合效應(yīng)的頻率fc為：81PPT課件固體隔墻中彎曲波的波長由固體本身的彈性性質(zhì)所決定，因此引起吻82PPT課件16PPT課件83PPT課件17PPT課件【例】試計(jì)算以下構(gòu)件的平均隔聲量與臨界吻合頻率(1)20cm厚混凝土墻；(2)1mm厚的鋼板。解:(1)混凝土密度為2300kg/m3,楊式模量為2.4×1010N/m2,則

m＝ρD＝2300×0.2＝460kg/m2>200kg/m2，故平均隔聲量TL＝16lgm＋8

＝16lg460＋8＝50.6dB

臨界吻合頻率：84PPT課件【例】試計(jì)算以下構(gòu)件的平均隔聲量與臨界吻合頻率(1)20cm(2)鋼板密度為7900kg/m3,楊式模量為2.1×1011，則

m＝ρD＝7900×0.01＝79kg/m2＜200kg/m2，故平均隔聲量TL＝13.5lgm＋14

＝13.5lg79＋14＝39.6dB臨界吻合頻率：85PPT課件(2)鋼板密度為7900kg/m3,楊式模量為2.1×1018.2.3單層隔聲墻的頻率特性單層密實(shí)均質(zhì)板材壁面的隔聲量與入射聲波的頻率有很大關(guān)系。入射頻率從低到高其吸聲情況可分成三個(gè)區(qū)域，即勁度與阻尼控制區(qū)、質(zhì)量控制區(qū)和吻合效應(yīng)區(qū)。勁度與阻尼控制區(qū)又可分為勁度控制區(qū)和阻尼控制區(qū)，阻尼控制區(qū)又叫共振區(qū)。如圖8-5所示。86PPT課件8.2.3單層隔聲墻的頻率特性20PPT課件87PPT課件21PPT課件

在勁度控制區(qū)，入射頻率范圍從0到第一共振頻率f0。在此區(qū)域，墻板壁面對聲壓的反應(yīng)類似于彈簧，其隔聲量與墻板壁面的勁度成正比。對于某一頻率的聲波，墻板壁面的勁度愈大，隔聲量愈大。對于同一板材，隨著入射頻率的增加，其隔聲量逐漸下降。

88PPT課件在勁度控制區(qū)，入射頻率范圍從0到第一共振頻率f0。在此區(qū)域阻尼控制區(qū)又稱板共振區(qū)。當(dāng)入射的頻率與墻板固有頻率相同時(shí)，墻板發(fā)生共振，此時(shí)墻板振幅最大，透射聲能急劇增加，隔聲量曲線出現(xiàn)最低谷，此時(shí)的聲波頻率稱為第一共振頻率f0。當(dāng)聲波頻率是共振頻率的諧頻fn時(shí)，墻板發(fā)生的諧振也會(huì)使隔聲量下降，所以在共振頻率之后，隔聲量曲線連續(xù)又出現(xiàn)幾個(gè)低谷，但本區(qū)內(nèi)隨著聲波頻率的增加，共振現(xiàn)象愈來愈弱，直至消失，所以隔聲量總是呈上升趨勢。89PPT課件阻尼控制區(qū)又稱板共振區(qū)。當(dāng)入射的頻率與墻板固有頻率相同時(shí)，墻阻尼控制區(qū)的寬度取決于墻板的幾何尺寸、彎曲勁度、面密度、結(jié)構(gòu)阻尼的大小及邊界條件等，對一定的墻體，主要與其阻尼大小有關(guān)，增大阻尼可以抑制墻板的振幅，提高隔聲量，并降低該區(qū)的頻率上限，縮小該區(qū)頻率范圍。對于一般磚石等厚重的墻，共振頻率與其諧頻率很低，可忽略不計(jì)。對于薄板，共振頻率較高，阻尼控制區(qū)的聲頻率分布很寬，應(yīng)予以重視。一般采用增加墻板的阻尼來控制共振現(xiàn)象。90PPT課件阻尼控制區(qū)的寬度取決于墻板的幾何尺寸、彎曲勁度、面密度、結(jié)構(gòu)在質(zhì)量控制區(qū)，聲波對墻板的作用如同一個(gè)力作用于一個(gè)有一定質(zhì)量的物體，隔聲量隨入射聲波的頻率直線上升，其斜率為6dB倍頻程。在聲波頻率一定時(shí)，墻板的面密度愈大，即質(zhì)量愈大，墻板受聲波激發(fā)產(chǎn)生的振動(dòng)愈小，隔聲量愈高。通常采用隔聲結(jié)構(gòu)來降低噪聲的傳播，就是利用板材具有的這種質(zhì)量控制特性。在吻合效應(yīng)區(qū)，隨著入射聲波頻率的升高，隔聲量反而下降，曲線上出現(xiàn)一個(gè)深深的低谷，這是由于出現(xiàn)了吻合效應(yīng)的緣故。91PPT課件在質(zhì)量控制區(qū)，聲波對墻板的作用如同一個(gè)力作用于一個(gè)有一定質(zhì)量8.3雙層隔聲結(jié)構(gòu)由質(zhì)量定律可知，增加墻的厚度，從而可增加單位面積的質(zhì)量，即可以增加隔聲量，但是僅依靠增加墻的厚度來提高隔聲量是不經(jīng)濟(jì)的，如果把單層墻一分為二，做成雙層墻，中間留有空氣層，則墻的總重量沒有變，但隔聲量卻比單層的提高了。92PPT課件8.3雙層隔聲結(jié)構(gòu)26PPT課件93PPT課件27PPT課件雙層結(jié)構(gòu)能提高隔聲能力的主要原因是空氣層的作用。空氣層可以看作與兩層墻板相連的“彈簧”，聲波入射到第一層墻透射到空氣層時(shí)，空氣層的彈性形變具有減振作用，傳遞給第二層墻的振動(dòng)大為減弱，從而提高了墻體的總隔聲量。雙層結(jié)構(gòu)的隔聲量可以用單位面積質(zhì)量等于雙層墻兩層墻體單位面積質(zhì)量之和的單層墻的隔聲量，加上一個(gè)空氣層的隔聲量來表示。94PPT課件雙層結(jié)構(gòu)能提高隔聲能力的主要原因是空氣層的作用。空氣層可以看8.3.1雙層結(jié)構(gòu)的隔聲特性設(shè)兩隔層中間距離為D，單位面積質(zhì)量分別為m1和m2，為簡化分析計(jì)算，設(shè)兩層單位面積的質(zhì)量相等，都為m，且設(shè)聲波垂直入射。利用聲學(xué)邊界條件，可計(jì)算得入射聲壓pi和最終從第二層墻透射出來的透射聲壓p之比為：

=1+j+()2（1-e-j2kD）通常聲波的波長比兩隔層間的距離D大得多，即kD《1時(shí)，展開指數(shù)項(xiàng)取前兩項(xiàng)，得到：

=1+j-()22kD

piptωmρ0cjωmρ0cpiptωmρ0cωmρ0c95PPT課件8.3.1雙層結(jié)構(gòu)的隔聲特性piptωmρ0cjωmρ0c1.共振頻率當(dāng)上式虛部系數(shù)為0時(shí)，pi和pt之比為1，即聲能幾乎全部透射，這時(shí)隔聲墻的質(zhì)量與中間空氣層耦合，產(chǎn)生共振，可求得共振頻率f0為：

f0=當(dāng)聲波以θ角入射時(shí)：

f0,θ=若兩隔層的單位面積質(zhì)量m1和m2不相等，則：

f0==(1/m1+1/m2)c2π2ρ0mDc2πcosθ2ρ0mDc2πρ0(m1+m2)m1m2Dc2πρ0D96PPT課件1.共振頻率c2π2ρ0mDc2πcosθ2ρ0mDc2πρ2.入射聲波頻率低于共振頻率當(dāng)入射聲波的頻率低于共振頻率f0時(shí)，式（8-20）右邊虛部的第二項(xiàng)可以略去，這時(shí)得到隔聲量為：

TL=10lg1+()2可以看出上式就是單位質(zhì)量為2m的單層墻的質(zhì)量定律，也就是說，這時(shí)候的雙層墻的隔聲效果，相當(dāng)于把兩個(gè)單層隔墻合并在一起，中間沒有空氣層一樣。ωmρ0c97PPT課件2.入射聲波頻率低于共振頻率ωmρ0c31PPT課件3.入射聲波頻率高于共振頻率當(dāng)入射聲波的頻率高于共振頻率f0時(shí)，式（8-20）右邊虛部的第一項(xiàng)可以略去，這時(shí)得到隔聲量為：

TL=10lg()4(2kD)2=TL1+TL2+20lg(2kD)

當(dāng)頻率更高，不能滿足kD《1時(shí)，式（8-20）不再成立，此時(shí)式（8-19）可表示為：

=1+j+()22sinkD(sinkD-jcoskD)ωmρ0cpiptωmρ0cjωmρ0c98PPT課件3.入射聲波頻率高于共振頻率ωmρ0cpiptωmρ0cj可以看出，當(dāng)入射聲波波長和兩隔墻之間距離成一定倍數(shù)時(shí)，隔聲量會(huì)出現(xiàn)極大極小值的交替變化。當(dāng)kD＝nπ時(shí)，即D是半波長整數(shù)倍時(shí)，就得到式(8－24)，當(dāng)kD＝(2n＋1)π/2時(shí)，即D為1/4波長的奇數(shù)倍時(shí)，相當(dāng)于兩個(gè)單獨(dú)隔墻的隔聲量之和再增加6dB。99PPT課件可以看出，當(dāng)入射聲波波長和兩隔墻之間距離成一定倍數(shù)時(shí)，隔聲量100PPT課件34PPT課件上述論述是針對聲波垂直入射的情況，因此沒有考慮吻合效應(yīng)。事實(shí)上，當(dāng)聲波以θ角入射時(shí)，也存在吻合效應(yīng)，為避免兩層的吻合頻率相同，從而造成特別大的隔聲量頻率低谷的出現(xiàn)，因此兩層隔墻不要使用質(zhì)料或厚度相同的材料。在工程應(yīng)用中，常用以下經(jīng)驗(yàn)公式來估算雙層結(jié)構(gòu)的隔聲量：

TL=16lg(m1+m2)+16lgf-30+ΔTL平均隔聲量估算的經(jīng)驗(yàn)公式為：

TL=16lg(m1+m2)+8+ΔTL，(m1+m2)>200kg/m2TL=13.5lg(m1+m2)+14+ΔTL，(m1+m2)≤200kg/m2101PPT課件上述論述是針對聲波垂直入射的情況，因此沒有考慮吻合效應(yīng)。事實(shí)8.3.2多層復(fù)合隔聲結(jié)構(gòu)多層復(fù)合板的隔聲性能較組成它的同等的單層或雙層有明顯的改善，這主要是由于：分層材料的阻抗各不相同，使聲波在各層界面上產(chǎn)生多次反射，阻抗相差越大，反射聲能越多，透射能量就越小；夾層材料的阻尼和吸聲作用，致使聲能衰減，并減弱共振與吻合效應(yīng)；使用厚度和材質(zhì)不同的多層結(jié)構(gòu)，可以錯(cuò)開共振與臨界的吻合頻率，改善共振區(qū)與吻合區(qū)的隔聲低谷效應(yīng)。因而總的隔聲性能可大大提高。102PPT課件8.3.2多層復(fù)合隔聲結(jié)構(gòu)36PPT課件8.4隔聲間在高噪聲環(huán)境下，例如，在汽輪發(fā)電機(jī)房內(nèi)建造一個(gè)具有良好的隔聲性能的控制室，能有效地減少噪聲對操作人員的干擾；又例如，在耳科臨床診斷中的聽力測試室，需要一個(gè)相當(dāng)安靜即本底噪聲很低的環(huán)境，必須用特殊的隔聲構(gòu)件建造一個(gè)測聽室，防止外界噪聲的傳入。另一種情況是聲源較多，采取單一噪聲控制措施不易奏效，或者采用多種措施治理成本較高，就把聲源圍蔽在局部空間內(nèi)，以降低噪聲對周圍環(huán)境的污染。這些由隔聲構(gòu)件組成的具有良好隔聲性能的房間統(tǒng)稱為隔聲間或隔聲室。隔聲間一般采用封閉式的，它除需要有足夠隔聲量的墻體外，還需要設(shè)置具有一定隔聲性能的門、窗等。103PPT課件8.4隔聲間37PPT課件

隔聲間一般由幾面墻板組成的，而每一面墻板又由墻體、門窗等隔聲構(gòu)件組合。一面墻包括了門、窗等，我們稱為組合墻體。這種組合墻體的門、窗等構(gòu)件是由幾種隔聲能力不同的材料構(gòu)成，像這種組合墻體的隔聲性能，主要取決于各個(gè)組合構(gòu)件的透聲系數(shù)和它們所占面積的大小。104PPT課件隔聲間一般由幾面墻板組成的，而每一面墻板又由墻體、門窗等隔8.4.1隔聲間的降噪量隔聲間通常包括隔聲、吸聲、消聲器、阻尼和減振等幾種噪聲控制措施的綜合治理裝置，它是多種聲學(xué)構(gòu)件的組合，因此，衡量一個(gè)隔聲間的效果，不能只看其中一個(gè)聲學(xué)構(gòu)件的降噪效果，而要看它的綜合降噪指標(biāo)。用于評價(jià)隔聲間綜合降噪效果的一個(gè)物理量是插入損失IL，它是被保護(hù)者所在處安裝隔聲間前后的聲壓級之差，即：

IL=L1-L2=TL+10lgA/S105PPT課件8.4.1隔聲間的降噪量39PPT課件式中：A—隔聲間內(nèi)表面的總吸聲量，m2；

S—隔聲間內(nèi)表面的總面積，m2；

TL—隔聲間的平均隔聲量，即：

TL=10lgi∑Si10-0.1TL∑Si式中：Si－－第i個(gè)構(gòu)件的面積，m2；

TLi－－第i個(gè)構(gòu)件的隔聲量，dB；隔聲間的插入損失一般約為20～50dB。上式亦可以用來計(jì)算非單一結(jié)構(gòu)隔墻的平均隔聲量。106PPT課件式中：A—隔聲間內(nèi)表面的總吸聲量，m2；i∑Si10-0.1【例】一組合墻體由墻板、門和窗構(gòu)成的，已知墻板、門和窗的隔聲量分別為50dB，30dB和20dB，面積分別為20m2、3m2和2m2，求該組合體的隔聲量。解：107PPT課件【例】一組合墻體由墻板、門和窗構(gòu)成的，已知墻板、門和窗的隔聲由此例計(jì)算結(jié)果知，該組合墻體的隔聲量比墻板的隔聲量(50dB)小得多，造成隔聲能力下降的原因主要是門、窗隔聲量低，門窗的隔聲量控制整個(gè)組合墻體的隔聲量。若要提高該組合墻體的隔聲能力，就必須提高門、窗的隔聲量，否則，墻板隔聲量再大，總的隔聲效果也不會(huì)好多少。108PPT課件由此例計(jì)算結(jié)果知，該組合墻體的隔聲量比墻板的隔聲量(50dB8.4.2隔聲門1.隔聲門的構(gòu)造隔聲門，首先要有足夠的隔聲量，還要保證門的開啟靈活方便，在滿足這兩個(gè)條件下，門窗不要做得過重，門扇與門框之間的密封要好。通常隔聲門做成雙層輕便門，并在兩層間加吸聲處理，采用多層復(fù)合結(jié)構(gòu)。2.門縫密封門縫對門的隔聲性能有很大的影響，隔聲門的密封方法應(yīng)該更加隔聲要求和門的使用條件確定，例如人員出入較少的鍋爐鼓風(fēng)機(jī)引風(fēng)機(jī)隔聲間的門可以采用隔聲效果較好的雙企口壓緊橡皮條的密封方法，而人員出入較頻繁的隔聲操作室就不宜使用這種方法，因?yàn)槿藗儠?huì)由于開關(guān)不方便而不去壓緊橡皮條，結(jié)果這種門等于沒有密封，達(dá)不到隔聲的目的。109PPT課件8.4.2隔聲門43PPT課件8.4.3隔聲窗隔聲窗一般采用雙層和多層玻璃做成，其隔聲量主要取決于玻璃的厚度（或單位面積玻璃的質(zhì)量），其次是窗的結(jié)構(gòu)，窗與窗框之間，窗框和墻壁之間的密封程度，據(jù)實(shí)測，3mm厚的玻璃的隔聲量是27dB，6mm厚的玻璃的隔聲量為30dB，因此，采用兩層以上的玻璃，中間夾空氣層的結(jié)構(gòu)，隔聲效果是相當(dāng)好的。110PPT課件8.4.3隔聲窗44PPT課件

設(shè)計(jì)隔聲窗應(yīng)該注意以下幾方面：①多層窗應(yīng)選用厚度不同的玻璃板以消除調(diào)頻吻合效應(yīng)。例如，3mm厚的玻璃板的吻合谷出現(xiàn)在4000Hz，而6mm厚的玻璃板的吻合谷出現(xiàn)在2000Hz，兩種玻璃組成的雙層窗，吻合谷相互抵消。②多層窗的玻璃板之間要有較大的空氣層。實(shí)踐證明，空氣層厚5cm時(shí)效果不大，一般取7～15cm，并應(yīng)在窗框周邊內(nèi)表面作吸聲處理。③多層窗玻璃板之間要有一定的傾斜度，朝聲源一而的玻璃做成傾斜，以消除駐波。④玻璃窗的密封要嚴(yán)，在邊緣用橡膠條或毛氈條壓緊，這不僅可以起密封作用，還能起有效的阻尼作用，以減少玻璃板受聲激振透聲。⑤兩層破璃間不能有剛性連接，以防止“聲橋”。目前市場上有一種真空玻璃，隔聲效果好，可直接用于隔聲窗。111PPT課件設(shè)計(jì)隔聲窗應(yīng)該注意以下幾方面：45PPT課件8.5隔聲罩隔聲罩是噪聲控制設(shè)計(jì)中常被采用的設(shè)備，例如空壓機(jī)、水泵、鼓風(fēng)機(jī)等高噪聲源，如果其體積小，形狀比較規(guī)則或者雖然體積較大，但空間及工作條件允許，可以用隔聲罩將聲源封閉在罩內(nèi)，以減少向周圍的聲輻射。8.5.1隔聲罩的插入損失隔聲罩的降噪聲效果一般用插入損失IL來表示。對于全封閉的隔聲罩，可近似用下式計(jì)算：

IL=10lg(1+α100.1TL)112PPT課件8.5隔聲罩46PPT課件對于局部封閉的隔聲罩，插入損失為：

IL=TL+10lgα+10lg一般固定全封閉型的隔聲罩的插入損失約為30~40dB；活動(dòng)全封閉型為15~30dB，局部封閉型約為10~20dB，帶通風(fēng)散熱消聲器的則約為15~25dB。8.5.2隔聲罩的設(shè)計(jì)要點(diǎn)1+S0/S11+S0100.1TL/S1113PPT課件對于局部封閉的隔聲罩，插入損失為：1+S0/S11+S010隔聲間與隔聲罩的區(qū)別：隔聲間，顧名思義就是隔離聲音的房間。這種房間的外表看起來同一般的房間大致一樣。它與隔聲罩的區(qū)別在于：隔聲罩是將輻射噪聲的機(jī)器放在隔聲圍護(hù)結(jié)構(gòu)里面，使傳出來的噪聲減弱；隔聲間則是指用隔聲圍護(hù)結(jié)構(gòu)建造一個(gè)安靜的小環(huán)境，人在里面，防止外面的噪聲傳進(jìn)來，顯然，兩者截然不同。按聲源所在位置，隔聲間可分為聲源在室外和聲源在室內(nèi)兩種。前者，如在噪聲較大的環(huán)境中修建的保護(hù)操作人員的操縱室、控制室等，使人們得到一個(gè)“鬧中有靜”的小天地。后者是把較多的聲源圍屏在局部空間，以降低噪聲對周圍環(huán)境的污染。114PPT課件隔聲間與隔聲罩的區(qū)別：48PPT課件8.6聲屏障在聲源與接收點(diǎn)之間設(shè)置障板，阻斷聲波的直接傳播，以降低噪聲，這樣的結(jié)構(gòu)稱聲屏障。它是控制交通噪聲污染的一種治理措施，一些發(fā)達(dá)國家從20世紀(jì)60年代末就開始了聲屏障的研究和應(yīng)用，近年來，我國一些城市和高速公路、鐵路也相繼建造了聲屏障，而且發(fā)展速度很快。噪聲在傳播途徑中遇到障礙物，若障礙物尺寸遠(yuǎn)大于聲波波長時(shí)，大部分聲能被反射和吸收，一部分繞射，于是在障礙物背后一定距離內(nèi)形成“聲影區(qū)”，聲影區(qū)的大小與聲音的頻率和屏障高度等有關(guān)，頻率越高，聲影區(qū)的范圍越大。聲屏障將聲源和保護(hù)目標(biāo)隔開，使保護(hù)目標(biāo)落在屏障的聲影區(qū)內(nèi)。115PPT課件8.6聲屏障49PPT課件8.6.1聲屏障的插入損失對于點(diǎn)聲源，一無限長聲屏障的繞射聲衰減量為：式中：N＝2δ/λ為非涅爾數(shù)δ－－聲程差，δ＝(a+b)-(c+d);λ－－聲波波長，見圖8－12。若聲源和接受點(diǎn)之間的連線與聲屏障法線之間有一角度β，則非涅爾數(shù)為N(β)=Ncosβ116PPT課件8.6.1聲屏障的插入損失式中：N＝2δ/λ為非涅爾數(shù)50當(dāng)N≥1時(shí)，雙曲正切函數(shù)的值很快便趨于1，這時(shí)式可化簡為：△L＝10l