【2017年整理】6.隔声技术.doc

7.隔声课程教学基本要求：了解隔声原理，理解隔声量的定义及其表达式，掌握单层匀质隔声墙的隔声原理，吻合效应，弯曲波，隔声频率特性曲线，隔声的质量定律，具备运用隔声量的经验计算公式计算隔声构件的隔声量的能力，具备设计隔声构件的能力课程内容：隔声原理，隔声量的定义及其表达式，平均隔声量，插入损失，单层匀质隔声墙的隔声原理，吻合效应，弯曲波，隔声频率特性曲线，隔声的质量定律，低频隔声性能及共振频率，中高频隔声性能，双层隔声墙的频率特性，工程应用中隔声量的经验计算公式，隔声间、隔声罩、声屏障的设计原理及降噪量的计算隔声设计及其应用一、隔声原理应用隔声构件将噪声源和接收者分开，使噪声的在传播途径中受到阻挡，在噪声的传播途径中降低噪声污染，从而使待控制区域所受的噪声干扰减弱隔声的具体形式有：隔声墙，隔声罩，隔声间和声屏障等采用适当的隔声措施，一般可降低噪声 20~50dB二、评价隔声构件性能的指标1.固有隔声量（传声损失）其定义式为：R=10lg 或 R=10lg =20lg1ittiItiP透射系数： tii2.平均隔声量，由于隔声构件对不同频率的声波隔声量不同，通常用从 125~4000Hz 的 6 倍频程或 100~3150Hz 的 16 个 1/3 倍的隔声量做算术平均，叫做平均隔声量。

三、单层均质密实墙的隔声——隔板（墙） ，单层墙，双层墙及多层墙1.吻合效应①弯曲波：声音在固体介质中传播时，固体质元既有纵向的弹性压缩，也有横向的弹性切变，两者结合作用，会在介质中产生一种弯曲波②吻合效应：如图 8-3 当声波入射到（构件）墙体表面时，将激起墙体的弯曲震动设入射声波的波长为 λ，入射角为 θ，墙面自由弯曲波的波长为 λb若 λb正好等于入射波波长在墙体上的投影，即 λb=λ/sinθ 或 sinθ=λ/λb，此时墙面产生共振，导致透射声波强度与入射声波强度相同，隔声量大大降低，这一现象叫吻合效应∵sinθ≦1，∴ 只有在 λb≧λ 时，才能发生吻合效应λb=λ是产生吻合效应的最低频率，低于这一频率的声波不会产生吻合效应，因而将这一频率称为吻合效应的临界频率记作： ——吻合效应的临界频率21cfDE可见，同一材料 值与墙体厚度 D 成反比cf当入射波的频率大于临界频率时，由于吻合效应现象，会出现一些隔声低谷2.单层隔声墙的频率特性单层隔声构件的隔声性能与入射波的频率 f 和材料厚度 m 有关其频率特性主要取决于隔声构件的面密度、劲度（刚度） 、阻尼及墙体的边界条件等因素。

如图 2—1 共分为三个区域：Ⅰ劲度和阻尼控制区 Ⅱ质量控制区 Ⅲ吻合效应区Ⅰ劲度和阻尼控制区：当声波频率低于墙体的共振频率（固有频率）时，隔声量由墙体的劲度决定，即隔声量正比于墙体劲度（k）与声波频率（f）的比值，因此称为 劲度控制区这个区域的频率范围是：0 至第一个共振频率 f0，其隔声量随频率的增加而减小，大约为每倍频程下降 6 分贝从共振基频 f0 开始，产生谐振现象，曲线出现若干低谷，即隔声量出现极小值共振频率的宽度取决于墙体的形状、原料、结构和阻尼大小等因素对于同一种构件，增大结构的阻尼，可提高其对共振的抑制，从而缩小共振区的影响范围，提高该区段的隔声效果，故称为阻尼控制区Ⅱ质量控制区： 由隔声公式可知，m 增大，f 升高，隔声量 R 也越大理论上，对同一频率的声音，m 增加一倍，R 增加 6 分贝对同一构件（m 一定） ，f 升高 1 倍，R 增加 6 分贝实际上，由于是无规入射，TL 要低于 6 分贝从隔声角度来看，这一区域越宽约好Ⅲ 吻合效应区：随着声波 f 继续提高，就进入吻合效应区在 fc 处，TL 出现较大的降低，形成 “吻合谷” 结论：质量控制区是隔声研究的重要区域。

在这一区域里，构件 m 越大，其惯性阻力也越大，也就是不易振动，R 就越大3.单层隔声墙的隔声量①声波垂直入射时单层均质墙在质量控制区的声波固有隔声量（传声损失） ，如下式：对一般的墙体（砖、钢、木、玻璃） ，有 ， 因此固有隔声量为：—隔声的质量定律② 声波无规入射时采用经验公式：③平均固有隔声量在实际工程中，需估算平均隔声量（ 对频率的），可用 经验公式：四、双层隔声结构的隔声机理：（图 8-6）双层结构之所以比重量相等的单层结构隔声量要高，主要原因是由于双层之间存在的空气层（吸声材料） ，当声波对受声波激发振动的结构有缓冲作用或附加吸声作用，使声能得到很大的衰减之后再传到第二层结构的表面上，所以，总的隔声量就提高了1.双层结构的隔声特性1.共振频率当入射声波的频率和双层隔声构件的共振频率 fr 一致时，双层结构就会发生共振，此时，构件的隔声量大大降低其共振频率为：在该共振频率下，大量声能透过，使隔声量几乎下降到 0，比相同面密度的单层隔声墙隔声量要降低得多①当 f﹤fr 时，双层墙作整体振动，隔声能力与同样重量的单层墙差不多，即此时空气层不起作用。

其隔声量近似为两层隔墙合并成单层墙时的隔声量②当 f 趋近 fr 时， TL 趋于 0即入射声能几乎全部透过，双层墙的隔声量大幅度下降而形成一个低谷，比单层墙的隔声量反而要低得多，③直至 f﹥f r 时，隔声量才开始超过按质量定律所得的数值，隔声曲线以每倍频程 18 分贝的斜率急剧上升，充分显示出双层墙隔声结构的优越性一般来说，f r﹤30-50Hz 较适合，空气层的厚度 D≧50mm五、隔声装置1.隔声罩（1）定义：将噪声源封闭在一个相对小的空间内，以降低噪声源向周围环境辐射噪声的装置叫隔声罩常用于噪声源比较集中或仅有个别噪声源的情况，如车间内的风机、空压机、柴油机、鼓风机、电动机等强噪声机械设备的降噪优点：体积小，用料少、效果显著但是，加了罩以后，需要考虑机电设备运转时的通风、散热问题同时，安装隔声罩可能对检修、操作、监视等带来不便2）隔声罩的形式：一般分为全封闭、局部封闭、消声箱式隔声罩①全封闭隔声罩 是不设开口的封闭隔声罩，多用来隔绝体积小、散热问题要求不高的机械设备②局部封闭式隔声罩：是设有开口或局部无罩板的隔声罩，一般应用在大型设备的局部发声部件上，或者用来隔绝发热严重的机电设备。

③消声箱式隔声罩：在各省招进、排气口安装消声器，多用来消除发热严重的风机噪声3）隔声罩的隔声量（如式 2-2）（4）隔声罩的插入损失亦指安装隔声罩前后，罩外同一接受点的声压级之差2.隔声间噪声源数量多且强噪声环境下， （水泵站、空压机站、汽轮机车间等）且工人不必长时间站在机器旁操作，建造隔声间是一种简单易行的噪声控制措施对隔声间要有通风、采光、通行等方面的要求，所以应设有门窗、观察空、穿墙管道等，这样，它们使构造出现空洞及缝隙这些孔洞、缝隙等必须加以蜜蜂，否则会大大影响隔声间的隔声性能1）组合墙体的隔声量（平均隔声量）组合墙体：安装有门、窗等不同隔声构件的墙体称为组合墙体①由各种构件的隔声量求出相应的透射系数， 1lg0TL1.01TL21.02TLnn1.0②计算组合墙体平均透射系数： insss.21——各构件的面积（m 2）i——各构件的透射系数i③求组合墙体的平均隔声量： iTLisTL1.0lg1l0注意：对于组合墙体的隔声量主要由门、窗的隔声量控制例 P159：因此，要想提高组合墙体的隔声能力，就必须提高门、窗的隔声量为此采用隔声门，双层或多层，且对门窗缝隙加以密封。

此外，孔洞和缝隙对构件隔声性能的影响很大，主要是由于声波的衍射而使隔声结构的隔声量降低很多因此，在设计和施工中，要尽量避免孔洞的出现对于经常开启的门窗与边框的交界处，在保证开启方便的前提下应尽量加以密封，密封材料可选用柔软富有弹性的材料，如软橡皮、海绵乳胶、泡沫塑料、毛毡等在土建工程中注意砖墙灰缝的饱满，混凝土墙的砂浆的捣实2）隔声间内噪声级计算（3）隔声间的实际隔声量评价隔声间综合降噪效果的一个物理量是插入损失（IL）3.隔声屏（声屏障）（1）定义：在声源与接收点之间设置障板或帘幕，阻断声波的直接传播，以降低噪声作用：阻止直达声的传播，隔绝透射声，并使衍射声有足够的衰减声屏障是一种用各种板材制成的并在一面或两面衬有吸声材料常用的建筑材料：专、木板、钢板、塑料板、石膏板、平板玻璃等，都可以直接来制作声屏障基本形式：如图 2-5 所示：使用情况：一般对于人员多，强噪声源比较分散的大车间，有些设备需要散热，且换气量较大，以及操作和维修不方便，不宜采用隔声罩的形式将噪声源封闭起来，此时，可采用声屏障来降低接受点的噪声简单、经济、便于拆装移动，在噪声控制中广泛应用此外，在公路、铁路两侧设置隔声屏、隔声堤或利用自然山丘可减少交通车辆噪声的干扰。

再如，在大办公厅中，工作人员间既要相互联系，又要避免相互干扰，采用声屏障把大房间分割成两个或多个相对独立而又相互联通的小空间是相当优越的如果声屏障朝向声源的一面敷以吸声材料，通常收到较为良好的效果2）声程差（δ）：从声源到接收点之间的衍射路程与直达路程之差所谓衍射路程就是从声源经屏障边缘到达接受点的最短路程声屏障声学设计和测量规范2004—07—12 发布 2004—10—01 实施3．6 声屏障 noise barriers一种专门设计的立于噪声源和受声点之间的声学障板，它通常是针对某一特定声源和特定保护位置(或区域)设计的3．7 声屏障插入损失(IL) insertion loss of noise barriers在保持噪声源、地形、地貌、地面和气象条件不变情况下安装声屏障前后在某特定位置上的声压级之差声屏障的插入损失，要注明频带宽度、频率计权和时间计权特性例如声屏障的等效连续 A 计权插入损失表示为 ILPAeq3．10 隔声量或传声损失(TL) sound transmission loss屏障或其它隔声构件的入射声能和透射声能之比的对数乘以 10，单位是分贝： （4）)/lg(10tiETL式中：E i—入射声能；Et—透射声能。

插入损失：定义为离声源一定距离某处测得的隔声结构设置前的声压级 L1 和设置后的声压级 L2 之差值，记作 IL，即：IL= L1- L24 声屏障的声学设计声屏障是降低地面运输噪声的有效措施之一一般 3～6m 高的声屏障，其声影区内降噪效果在 5～12dB 之间4．1 声学原理当噪声源发出的声波遇到声屏障时，它将沿着三条路径传播(见图 1.a)：一部分越过声屏障顶端绕射到达受声点；一部分穿透声屏障到达受声点；一部分在声屏障壁面上产生反射声屏障的插入损失主要取决于声源发出的声波沿这三条路径传播的声能分配4．1．1 绕射越过声屏障顶端绕射到达受声点的声能比没有屏障时的直达声能小直达声与绕射声的声级之差，称之为绕射声衰减，其值用符号△Ld 表示，并随着 Φ 角的增大而增大(见图1.b)声屏障的绕射声衰减是声源、受声点与声屏障三者几何关系和频率的函数，它是决定声屏障插入损失的主要物理量4．1．2 透射声源发出的声波透过声屏障传播到受声点的现象穿透声屏障的声能量取决于声屏障的面密度、入射角及声波的频率声屏障隔声的能力用传声损失 TL 来评价TL 大，透射的声能小；TL 小，则透射的声能大，透射的声能可能减少声屏障的插入损失，透射引起的插入损失的降低量称为透射声修正量。

用符号 ΔLt 表示通常在声学设计时，要求 TL—△Ld≥ 10dB，此时透射的声能可以忽略不计，即 △Lt≈0 声源 ••A BdSR反射路径 绕射路径透射路径道路声屏障（a ） 声波传播路径4．1．3 反射当道路两侧均建有声屏障，且声屏障平行时，声波将在声屏障间多次反射，并越过声。