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1、第3章 吸声降噪吸声的作用在于将部分混响声能被吸声材料所吸收，从而使室内噪声得到降低。改变房间壁面的平均吸声系数，改变房间节数或改变房间的混响时间，从而使房间的音质改变，降低噪声。3.1吸声原理吸声系数的定义：-被吸收的声能E和透过的声能E2，对入射声能Eo的比值称作吸声系数：即Eo=E1=0；全部反射E1=0=1。全部吸收式中：Eo入射声能量；E吸收声能量；E1反射声能量；E2透射声能量一般材料吸声系数均在01之间。吸声系数分类：（吸声系数的大小和声波的入射方向有关）i)垂直入射吸声系数o，测定时声波垂直入射到材料结构表面，用驻波管测量；ii)斜入射吸声系数，声波斜向入射；iii)无规入射或
2、扩散入射吸声系数r，用混响室法测定。2吸声系数的测定方法一般声学实验室有三种，即混响室、消声室、半消声室。混响室法所谓混响室指可以基本形成扩散场的房间，它要求能量密度均匀在各个传播方向作无规分布的声场，在此声场中任何一点所接收到的各个方向的能量将是相等的。这种房间吸声量较小，混响时间较长，它需要一定的房间体积，与表面吸声系数最小。所谓消声室以其边界能有效地吸收所有入射声音，使其中部基本上是自由声场的房间，所谓自由声场指在均匀而各向同性的媒质中，边界影响可以不计时的声场。所谓半消声室指的是地面为反射面，模拟半自由空间，则称为半消声室。混响室法吸声系数测定方法的计算公式如下：式中：被测材料的无规入
3、射吸声系数；测量前混响室壁面的平均吸声系数；V混响室体积（米3）；S1吸声材料试件面积（米2）；To未放置吸声材料试件前的混响时间（秒）；T放置吸声材料试件后的混响时间（秒）。驻波管法所谓驻波管即能在管内形成驻波的管,主体是一根内壁光滑而坚硬的刚性管，形状可以是方管也可是圆管。管的横向尺寸（圆管的直径成方管的边长）应小于最高测试频率对应波长的二分之一，管子的长度应大于最低测试频率对应波长的二分之一3、吸声量材料吸声量：AS；房间总的吸声量A S3.2吸声材料一、吸声材料什么样的材料可成为吸声材料？一般表面多孔，内部多孔，且孔和孔之间联通的材料，才能成为吸声材料。吸声材料的类别包括有：无机纤维材
4、料：超细玻璃棉，玻璃金属矿渣棉，泡沫塑料材料：聚苯乙烯，聚氯乙烯，聚氨酯等的泡沫塑料；有机纤维材料：植物纤维材料，棉麻，甘蔗，木丝，稻草等材料，有机合成纤维材料；建筑吸声材料：微孔吸声砖，加气混凝土，膨胀珍珠岩等。吸声材料主要吸收中高频噪声,低频噪声吸声系数相对较低。1吸声材料的频谱特性实践经验表明，声波垂直入射到吸声材料层上吸声系数的大小一般和入射声波频率f有关，其频谱特性如图所示：由图可见，吸收材料在低频时吸声系数较小，而随频率上升吸声系数上升，上升到第一共振频率f，相应的吸声系数较大，随频率进一步上升，则出现第一个低吸收谷值，该频率称作第一反共振频率fa，相应的吸声系数为a，进一步上升则
5、产生起伏变化。第一波峰和波谷则是由吸声材料的基频所引起的，随后的则是谐振频率，在低于fr频率段，在吸声系数为一半时所对应的频率称作f2，即吸声材料的下限频率。f2和fr之间的倍频程数称作下半频带宽度()。吸声材料的吸声系数与频率有关超细玻璃棉厚度（cm）容重Kg/m31252505001000200040005200.10.35 0.85 0.85 0.86 0.8610200.25 0.60 0.85 0.87 0.87 0.8515200.50.80 0.85 0.85 0.86 0.862影响吸声材料吸声性能的因素孔隙率，密度材料厚度多孔材料和刚性材料之间的距离湿度温度护面方式对吸声能的
6、影响孔隙率，密度孔隙率指材料内部孔洞容积占材料总体积的百分率，一般多孔材料孔隙率在50%以上，有的达到80%90%。密度指单位体积吸声材料的重量或材料容重。孔隙率太大密度太小，或相反均不利。一般有最 适 的 吸 声 密 度（或 孔 隙 率）范 围，超细玻璃棉的密度一般为1525Kg/m3多孔材料和刚性材料之间的距离吸声材料背后具有一定厚度的空腔，其作用相当于加大材料的有效厚度，可改变低频的吸声性能。空腔厚度为垂直入射声波1/4波长时，吸声系数最大，若为1/2波长，或是整数倍时，吸声系数最小。护面方式对吸声能的影响主要是护面板的穿孔率，穿孔率大于20%，影响较小，穿孔率小于20%时会影响高频的吸
7、收材料有允许温度，随温度的升高或降低，材料共振吸声频率相应的向高频或低频偏移。湿度防水玻璃棉离心玻璃棉可以防湿，也可加防护面，如塑料薄膜。吸湿或吸水降低孔隙率影响吸声性能。选择吸声材料和结构的主要因素降噪要求的频率特性车间噪声的频率特性相应的吸声材料的频率特性；防火耐温，耐湿，耐腐蚀。棉纺厂要求的吸声材料是阻燃的；承钢氧气厂要求吸声材料是阻燃的；而在锅炉引风机噪声治理中消声器内的吸声材料是耐温的，同时要耐湿。消声器内有水后，降低吸声作用。质轻、容量小，成本价格低廉特别注意性能价格比；车间环境要求，清洁，避免沾灰尘难于清洗，如食品厂车间；美观，反光性能好。不散发特殊气味，无损于人体健康。保养维修
8、容易，易于更换。3.3吸声结构吸声结构主要是利用共振原理,用来增加对低频声的吸收，弥补多孔性吸声材料低频吸声性能差的缺点。1.薄板共振吸声结构薄板共振吸声结构，板材周边固定在框架上，板后留有一定厚度的空气层，就构成了薄板共振吸声结构。声波入射到薄板激起板面振动使板发生弯曲变形，由于板和固定支点之间的磨擦，以及板本身内的耗损，于是声能转化为热能，在共振频率处，消耗声能最大，吸声系数最大其它频率吸声系数相对较小。2.穿孔板共振吸声结构其中p为穿孔率()由孔面积除板面积而得；D为空气层厚度(cm)；C为声速（cm/s）；b为穿孔板厚度(cm)；d为孔径(cm)。对于空气层厚度50cm时:一般穿孔率P
9、控制在110%，最高不超过20%，若超过20%不起共振吸声作用，变成护面板了。孔径d一般为210mm。为拓宽吸声频率范围，也可在板内加上吸声材料，为拓宽吸声频率范围，也可在板内加上吸声材料，添加吸声材料要靠近穿孔板。穿孔板的排列方式有正方形排列和三角形排列。穿孔率：圆孔等边三角形排列：圆孔正方形排列：d为孔径B为孔中心距3.微穿孔吸声板：微穿孔吸声板是具有一定穿孔率，孔径小于1mm的薄板与板后的空气层组成。微穿孔板的厚度一般取0.21mm，孔径取0.21mm，穿孔率取14%，穿孔率12.5%时效果最好，板厚大于1mm，孔径d1mm穿孔率P过大或过小，吸声效果都不好。一般穿孔率P控制在110%，
10、最高不超过20%，若超过20%不起共振吸声作用，变成护面板了。孔径d一般为210mm。为拓宽吸声频率范围，也可在板内加上吸声材料，为拓宽吸声频率范围，也可在板内加上吸声材料，添加吸声材料要靠近穿孔板。4.薄膜吸声结构薄膜面密度比较小，通常的薄膜结构共振频率为2001000HZ，最大吸声系数为0.30.4吸声降噪的设计吸声降噪的设计1降噪声量计算室内总声压级的计算：在Lw,Q一定时，只有改变房间常数才能改变室内的噪声级；Q声源的指向性因素；声源位于室内中心Q1；声源位于室内地面或墙面中心Q2；声源位于室内某一边线中心Q4；声源位于室内某一角Q8；R房间常数，混响时间：吸声降噪计算吸声降噪计算LP1吸声处理前距声源r米处的声压级；LP2吸声处理后距声源r米处的声压级声源附近：当远离声源处：对于多个声源情况通过推导：其中T1为吸声处理前的混响时间；T2为吸声处理后的混响时间。