2-07章建筑声环境--建筑环境学130420

第四节材料与结构的声学性能2一、吸声与隔声是两种不同的控噪方法吸声：声波入射到吸声材料表面上被吸收，降低了反射声。但对直达声起不到降低的作用。隔声：利用隔层把噪声源和接受者分隔开。两种方法采用的材料不同3二、吸声材料1）吸声材料的吸声特性不仅与材料结构有关，还与声波入射角度有关并以吸声系数表示。（1）吸声特性吸声系数垂直入射（或正入射）吸声系数α0斜入射吸声系数αθ无规（或扩散）入射吸声系数αT用于室内声学设计用于消声器设计4同一材料和结构对于不同频率的声波有不同吸声系数，工程上把250,500,1000,2000Hz四个频率吸声系数的算术平均值为“降噪系数”。用于比较和选择吸声材料。2）同一种材料和结构对于不同频率的声波有不同的吸声系数，因而56（2）吸声结构分类1）多孔吸声材料机理微孔很多且相互连通，吸收多，反射少，效果好。如纤维板、毛毡、矿棉微孔靠得很近却不相通，效果不好。如泡沫树脂、多孔橡胶1有大量内外连通的微小孔洞2声波入射时引起孔洞内空气振动3振动使空气与孔壁形成摩擦和热传导，使声能转化为热能而被损耗。厚度：中低频吸声系数增加明显，高频变化不大密度：可提高中低频吸声系数空腔：可提高中低频吸声系数面层：金属格网等影响不大，穿孔板可提高低频吸声系数，薄膜可提高中频影响多孔材料吸声系数的因素7892）共振吸声结构空腔、穿孔板共振吸声结构薄膜、薄板共振吸声结构1声波激发下发生振动2振动的结构和物体因自身内部摩擦和与空气的摩擦，将一部分能力转化为热能，消耗声能。3共振时结构和物体振动最强烈，损耗能量最多。适应频带：中、低频10空腔共振空腔孔颈空气柱由于共振而激烈运动，消耗能量，腔内空气起弹簧缓冲作用.特点：吸收频带窄，共振频率低11薄膜薄板共振吸声结构玻璃、吊顶、薄金属板、架空木地板和空木墙裙等属于这类吸声结构吗？吸声原理：当声波入射到薄板上时，将激起面层振动，使板发生弯曲变形。由于面层和固定支点之间的摩擦及面层本身内损耗，一部分声能被转化为热能。对低频有较好的吸收12不透气薄膜薄板与板壁固定，连同空气形成封闭夹层，构成振动系统，从而使薄膜、薄板振动消耗声能。板后填充多孔材料板后无多孔材料13共振会放大声音吗？共振共鸣！共鸣：机械能激发物体振动向空气辐射声能共振：空气中传播的声能激发物体机械振动共振吸声结构声波频率＝物体的固有频率此时损耗能量最多143）其他吸声结构形状：多面体，有两个或两个以上的面与声波接触，有效吸声面积大于投影面积吊装位置：声能流密度大处特点：造价低施工方便有装饰作用适用场合：工业厂房、大空间空间吸声体152）强吸声结构—尖劈消声室内所有界面的吸声系数应≥0.9916吸声与隔声是两种不同的控噪方法吸声：声波入射到吸声材料表面上被吸收，降低了反射声。但对直达声起不到降低的作用。隔声：利用隔层把噪声源和接受者分隔开。7-4.3隔声和构件的隔声特性三、隔声建筑空间外部的声音会通过围护结构传入室内，围护结构会隔绝一部分作用它的声能，即为隔声。18隔声量RR值与声波的入射角有关同一结构对不同频率的入射声波有不同的R值常用中心频率为125～4000Hz的六个倍频带的隔声量(有时也用其算术平均值)表示构件的隔声性能。单层匀质密实墙的空气声隔绝特性和入射声波的频率有关取决于墙本身的单位面积质量、刚度、材料的内阻尼以及墙的边界条件等因素1lg10R透射系数用于表示构件对空气声的隔绝能力1920本章内容建筑声环境的基本知识人体对声环境的反应原理与噪声评价声音传播与衰减的原理材料与结构的声学性能噪声的控制与治理方法21一、噪声控制的原则与方法声源的噪声控制：选用低噪声设备、安装时采取减振、隔声、吸声等措施在传声途径中的控制闹静分开布置设备机房控制噪声的传播方向设隔声屏障阻挡噪声的传播采用吸声材料和吸声结构吸收噪声采取隔振措施减弱噪声的传播在接收点的噪声控制：佩带防护用具和减少暴露时间22二、城市噪声控制2324城市噪声管理—噪声控制法规交通噪声管理汽车限速、限制鸣笛、限制卡车驶入时间火车禁止用汽笛，铁路两旁设隔声屏障工业噪声管理不满足设备噪声标准的搬迁或改产建筑施工噪声管理夜间禁止施工，不得超过环境噪声标准生活噪声户外禁止使用扬声器家用电器不得超过环境噪声标准25城市规划城市人口的控制功能分区道路交通噪声控制改善道路设施(加宽路面、增设路边快慢隔离、双行线改单行、架设路天桥、建立交桥)交通噪声的衰减26三、室内设备噪声控制（1）改革工艺和操作方法来降低噪声（2）降低噪声源的激振力提高机械加工及装配和动平衡的精度提高机壳刚度采取阻尼减振垫等措施减少高压、高速流体管内和管道口的会扰乱气流的障碍物。（3）降低噪声辐射部件对激振力的响应，使发声系统的固有频率远离激振力频率271、吸声降噪1）吸声降噪量的计算211212lg10lg10lg10TTAALp式中—处理前后房间的平均吸声系数；A1、A2—处理前后房间的总吸声量；T1、T2—处理前后房间的混响时间。21、2）吸声降噪法的使用原则只能降低混响声，很难降低10dB以上在靠近声源、直达声占主导地位的场所发挥的作用很小室内原来的平均吸声系数较小时，吸声减噪法收效最大282、隔声1）隔声构件的综合隔声量nnnSSSSSS2122111lg10R式中—平均透射系数；—第i个分构件的透射系数；—第i个分构件的透射量。iiiS29【解】组合墙平均透射系数：墙、门的透射系数：wwR1lg1050510wddR1lg1040410d000019.02010210)220(45dwddwwcSSSS组合墙平均隔声量dBRcc98.46000019.01lg101lg10【例7-1】某墙隔声量Rw=50dB，面积Sw=20m2，墙上开一门，其隔声量Rd=40dB，面积2m2，求该墙综合隔声量要用“等透射量”设计墙孔对整个墙体隔声影响较大302）缝和小孔对隔声的影响a）对低频声而言，其波长较大，而隔层厚度d和小孔的半径r均比波长小得多，小孔透射系数:式中隔层的有效厚度le≈d+1.6r;m—与声场特征有关的常数;n—与孔的位置有关的常数。22elrnmb）频率较高时，若隔层有效厚度为声波半波长的整数倍，小孔内声波传播产生纵向共振，隔声量降低较多。孔和缝隙会大幅降低组合墙的隔声量。31实际应用：堵严孔洞；设计双层窗或门设置“声锁”或“声闸”，两道门的开启连锁控制。32SARLLLppPlg21式中△Lp—两室声压级差，噪声降低值；R—隔墙的隔声量；A—接收室的总吸声量；S—隔墙的面积。3）房间的噪声降低值334）撞击声的隔绝降低高频声效果最显著！34振动的危害使人烦恼，妨碍工作产生噪声损坏建筑物和设备3、减振和隔振351）隔振降低机器设备与基础间的振动1）产生机器设备运行时，振动会通过基础向地面四周传播，为降低振动一般在设备与基础之间插入弹性元件以减弱振动的传递。2）隔振措施隔振器：金属弹簧、橡胶隔振器、空气弹簧等。隔振垫：橡胶隔振垫、软木、酚醛树脂玻璃纤维板和毛毡。3637383940用来衡量系统的隔振能力的指标：振动传递比1)(120ffT式中T—振动传递比；f—振源频率；f0—隔振结构的固有频率。隔振结构的固有频率比振源频率越低，T值越小，隔振效果越好；隔振结构的固有频率与振源频率越接近，T值越大，二者相等时T值趋于无穷大，出现共振因此，需选择其固有频率远远低于振源频率的材料或构件制作隔振器41422）阻尼减振原理：固体振动向空间辐射声波强度，与振动的幅度、辐射体的面积和声波频率有关。各类输送管道、机器外罩的金属薄板阻尼小，但声波辐射效率高。使用阻尼减振材料措施：将阻尼材料粘贴或喷涂在板壁的上；当板壁受激发产生弯曲振动时，阻尼层会产生周期性的压缩与拉伸；所以板壁振动的能量一部分耗散在阻尼层中；另一部分转为热能；阻尼层厚度较大，一般为壁厚的2－5倍。434、隔声罩——综合措施隔声＋隔振＋吸声隔声隔声＋隔振双重隔振吸声单面隔声功能：隔声、吸声、阻尼、隔振、通风、消声等作用：隔绝设备噪声5、消声器：气流通过而降低噪声的装置消声器种类阻性消声器：利用吸声材料，中、高频有效抗性消声器：中、低频有效扩张型共振型复合型消声器：多种形式组合，宽频带消声1在管壁内设有吸声材料2沿管道传播的噪声迅速随距离衰减，从而达到消声目的。1不使用吸声材料2利用声阻抗的不连续性产生传输损失，即利用声音的共振、反射、叠加、干涉等原理达到消声的目的。1较好的消声频率特性2空气阻力小3结构简单，寿命长45消声器阻性抗性阻抗复合式管式片式折板式蜂窝式声流式迷宫式弯头式干涉式共振式膨胀式46阻性消声器原理：利用布置在管内壁上的吸声材料或吸声结构的吸声作用，使沿管道传播的噪声迅速随距离衰减，从而达到消声的目的适用：中、高频噪声的吸声消声量：SPLLap式中—消声系数，与阻性材料的吸声系数有关；P—通道有效断面的周长；L—消声器有效长度；S—气流通道的横断面面积。a4748阻性消声：管道内加吸声材料49抗性消声器原理：不使用吸声材料，主要利用声阻抗的不连续性产生传输损失，利用声音的共振、反射、叠加、干涉等原理达到消声目的；分类：扩张室、共振腔两类适用：中、低频噪声的控制。50六、掩蔽效应在噪声控制中的应用作用抑制干扰声音并提高工作效率降低隔声构件的隔声量特点无表达含义响度不大连续无方位感51掩蔽用途1：大型敞开式办公室，减少相互干扰。“声音香料”。可利用适当的空调系统的背景噪声。52用途2：减少降低外部传入噪声的代价53空调系统应采取什么消声减振措施？54吸声处理浮筑楼板弹簧吊钩隔声墙弹性密封静压箱软接头管道吸声处理