第02章 噪声污染与控制02

李彦明第六节吸声降噪技术李彦明1、吸声原理粘滞性热传导效应压缩、膨胀、摩擦、产热降低声能量李彦明1.1吸声与吸声材料的概念吸声：声波通过媒质或入射到媒质分解面上时声能的减少过程，称为吸声或声吸收。材料吸声：当媒质的分界面为材料表面时，部分声能被吸收的现象，称为材料吸声。吸声材料：具有较大吸声能力的材料，称为吸声材料。李彦明1.2吸声系数定义：材料吸收的声能与入射到材料上的总声能的比值。考虑到入射方向不同，可表示为：无规入射吸声系数垂直入射吸声系数斜入射吸声系数考虑到频率特性：平均吸声系数:材料在不同频率的吸声系数的算术平均值。降噪系数：是指250、500、1000和2000Hz的频率下测得的吸声系数的算术平均值。IiriirEEEEE1李彦明1.3吸声量表示方法：SA一个房间的总吸声量：iiiiiASAA：材料的总吸声量，m2；Si：材料i的吸声表面积，m2李彦明2、多孔性吸声材料吸声材料多为多孔性吸声材料（针对高频噪声控制）。材料特征：内部有许多小孔，并与材料表面相通，具有通气性。吸声机理：声波投射到多孔材料表面时，部分投入的声波与纤维或颗粒表面产生内摩擦（摩擦力来自空气的压缩、膨胀），部分声能转变成热能，从而使声音的能量减小。几种多孔性吸声材料李彦明2.1吸声材料的基本类型吸声材料多孔性吸声材料共振吸声结构特殊吸声结构纤维状颗粒状泡沫状穿孔板共振吸声结构单个共振器空间吸声体吸声尖劈薄膜共振吸声结构薄板共振吸声结构李彦明2.2影响材料吸声的因素a.材料的空气流阻b.材料的密度或孔隙率c.材料厚度的影响d.材料后空气层的影响e.材料装饰面的影响f.温度、湿度的影响李彦明a.材料的空气流阻（Rf）定义：在稳定气流状态下，吸声材料中的压力梯度与气流线速度之比。uPRf比流阻：指单位厚度材料的流阻。过高空气穿透力降低过低因摩擦力、粘滞力引起的声能损耗降低吸声性能下降李彦明a.材料的空气流阻（Rf）李彦明b.材料的密度或孔隙率孔隙率：材料中的空气体积与材料的总体积的比值。李彦明c.材料厚度的影响李彦明c.材料厚度的影响李彦明d.材料后空气层的影响李彦明e.材料装饰面的影响作用：保护吸声材料，防止污染环境。种类：护面网罩、纤维布、塑料薄膜和穿孔板等。要求：要有良好的通气性。李彦明f.温度、湿度的影响李彦明主要种类常用材料实例使用情况纤维材料有机纤维材料动物纤维：毛毡价格昂贵，使用较少。植物纤维：麻绒、海草、椰子丝防火、防潮性能差，原料来源广，便宜。无机纤维材料玻璃纤维：中粗棉、超细棉、玻璃棉毡吸声性能好，保温隔热，耐潮，但松散纤维易污染环境或难以加工成制品。矿渣棉：散棉、矿棉毡吸声性能好，不燃、耐腐蚀，易断成碎末，污染环境施工扎手。纤维材料制品软质木纤维板、矿棉吸声砖、岩棉吸声板、玻璃吸声板、木丝板、甘蔗板等装配式加工，多用于室内吸声。颗粒材料砌块矿渣吸声砖、膨胀珍珠岩吸声砖、陶土吸声砖多用于砌筑界面较大的消声装置。板材珍珠岩吸声装饰板质轻、不燃、保温、隔热。泡沫材料泡沫塑料聚氨酯泡沫塑料、尿醛泡沫塑料吸声性能不稳定，吸声系数使用前需实测其他吸声型泡沫玻璃强度高、防水、不燃、耐腐蚀加气混凝土微孔不贯通，使用少常用吸声材料的使用情况李彦明2.3空间吸声体将吸声体悬挂在室内对声音进行多方位吸收；特点：悬空悬挂，吸声性能好，节约吸声材料；便于安装，装拆灵活。吸声体投影面积与悬挂平面投影面积的比值约等于40％时，对声音的吸声效率最高；该法节省吸声材料，对工厂、企业的吸声降噪比较适用。李彦明2.4吸声尖劈李彦明3、吸声结构共振吸声结构（针对低频噪声控制）材料特征：薄膜或薄板表面穿孔吸声机理：应用共振原理1）声音与薄板（薄膜）固有频率产生共振2）声音与板后空腔气室空气产生共振李彦明3.1共振吸声结构的分类薄板或薄膜吸声结构（材料本身产生共振）穿孔板共振吸声结构（共振腔结构）微穿孔板吸声结构（小于1mm微孔）李彦明3.2常用共振吸声结构a.空气层吸声结构（空气层共振）b.薄膜吸声结构（材料本身产生共振）c.薄板吸声结构（材料本身产生共振）d.穿孔板吸声结构（共振腔结构）e.微穿孔板吸声结构（小于1mm微孔）李彦明a.空气层共振吸声结构1空气层厚度为0；2空气层厚度为100mm；3空气层厚度为300mm。李彦明b.薄膜吸声结构系统共振频率：空气层膜状材料LMLMcf0020060021吸声频带：200-1000Hz，吸声系数：0.35李彦明c.薄板吸声结构系统共振频率：0020021MKLMcf吸声频带：80-300Hz，吸声系数：0.2-0.5薄板厚度：3-6mm空气层厚度：3-10mm李彦明d.穿孔板吸声结构单孔时系统共振频率：)(20tLPcf多孔时系统共振频率：dtVScf4,)(20李彦明d.穿孔板吸声结构穿孔率（P）=穿孔面积/总面积穿孔面积越大，吸声频率越高。吸声频带：低中频噪声，吸声系数：0.4-0.7薄板厚度：2-5mm孔径：2-4mm穿孔率：1%-10%李彦明e.微穿孔板吸声结构20)1(4rr))(3(210cDcDmf系统共振频率：共振时最大吸声系数：李彦明e.微穿孔板吸声结构特点：吸声频带较宽；可用于高温、潮湿、腐蚀性气体或高速气流等其它材料及结构不适合的环境中；结构简单，设计理论成熟，吸声结构的理论计算与实测值接近。李彦明4、吸声设计4.1吸声设计原则4.2吸声设计程序4.3吸声设计计算李彦明4.1吸声设计原则总原则：应先对声源进行隔声、消声等处理，当噪声源不宜采用隔声措施，或采用了隔声手段后仍不能达到噪声的标准时，可采用吸声处理来作为辅助手段。基本原则：1.单独的风机房、泵房、控制室等房间面积较小，所需降噪量较高时，可对天花板、墙面同时作吸声处理；2.车间面积较大时,宜采用空间吸声体，平顶吸声处理；3.声源集中在局部区域时，宜采用局部吸声处理，并同时设置隔声屏障；李彦明4.1吸声设计原则基本原则：4.噪声源比较多而且较分散的生产车间宜作吸声处理；5.对于中、高频噪声，可采用20-50mm厚的常规成型吸声板，当吸声要求较高时可采用50～80mm厚的超细玻璃棉等多孔吸声材料，并加适当的护面层；6.对于宽频带噪声，可在多孔材料后留50-100mm的空气层，或采用80-150mm厚的吸声层；对于低频带噪声，可采用穿孔板共振吸声结构，其板厚通常可取2-5mm，孔径可取3-6mm，穿孔率小于5％；李彦明4.1吸声设计原则基本原则：7.对于湿度较高的环境，或有清洁要求的吸声设计，可采用薄膜覆面的多孔材料或单、双层微穿孔板共振吸声结构，穿孔板的板厚及孔径均不大于lmm，穿孔率可取0.5％-3％，空腔深度可取50-200mm。8.进行吸声处理时，应满足防火、防潮、防腐、防尘等工艺与安全卫生要求，兼顾通风、采光、照明及装修要求，也要注意埋设件的布置。李彦明4.2吸声设计程序根据声源特性估算受声点的各频带声压级确定各吸声面的吸声系数了解环境特点，选定噪声控制标准计算各频带所需吸声量计算室内应有的吸声系数确定受声点允许的噪声级和各频带声压级选择合适的吸声材料李彦明4.2吸声设计程序(1)确定吸声处理前室内的噪声级和各倍频带的声压级,并了解噪声源的特性，选定相应的噪声标准；(2)确定降噪地点的允许噪声级和各倍频带的允许声压级，计算所需吸声降噪量；(3)根据降噪量值，计算吸声处理后应有的室内平均吸声系数；(4)由室内平均吸声系数和房间可供设置吸声材料的面积，确定吸声面的吸声系数；(5)由确定吸声面的吸声系数，选择合适的吸声材料或吸声结构、类型、材料厚度、安装方式等。李彦明4.3吸声设计计算房间平均吸声系数的计算吸声量的计算室内声压级的计算混响时间计算吸声降噪量计算李彦明第七节隔声技术李彦明1.1透射系数itII1.2隔声量：入射声功率级与透射声功率级之差，也称传声损失。单位dB，同一隔声结构，不同的频率具有不同的隔声量。1lg10lg20lg10titiPPIITL1、常用隔声评价量李彦明1.3平均隔声量：在工程应用中，通常把中心频率为125至4000Hz的6个倍频程或100至3150Hz的16个1/3倍频程的隔声量作算术平均。1.4插入损失：吸声、隔声结构设置前后的声功率级的差(IL)。1、常用隔声评价量李彦明2、隔声结构的类型隔声墙隔声罩隔声间隔声屏障李彦明2.1隔声罩主要结构形式局部开敞型固定密封型李彦明2.1隔声罩主要结构形式活动密封型通风散热型李彦明2.2隔声间李彦明2.2隔声间的结构李彦明2.3隔声门李彦明2.4隔声屏障李彦明2.4隔声屏障的基本形式李彦明3、隔声原理200)(1lg10cfmTL3.1质量定律：声波垂直入射时，在一系列假设的条件下：可近似为：00200lg20lg10cfmcfmTL李彦明4、质量定律物理意义：单层墙的隔声量与其单位面积的质量的对数成正比；声波的频率越高，隔声量越高。将p0c0=400代入：5.42lg20lg20fmTL李彦明4、质量定律共振基频临界吻合频率李彦明4、质量定律无规入射时，经验公式：5.47lg5.18mfTL场入射隔声量的经验公式：平均隔声量的经验公式：5.47lg20mfTL)/200(8lg16)/200(14lg5.1322mkgmmLTmkgmmLT李彦明5、吻合效应吻合效应：因入射角度造成的声波作用与隔墙中弯曲波传播速度向吻合而使隔声量降低的现象。临界吻合频率：能产生吻合效应的最低入射频率。可表示为：近似为：2222)1(12sin2EDcfcEDcEDcfc22556.0122李彦明5、吻合效应共振基频临界吻合频率李彦明7、隔声结构单层匀质隔声墙双层隔声墙复合隔声结构李彦明7.1单层匀质隔声墙共振基频临界吻合频率李彦明7.2双层隔声墙李彦明7.3隔声特性李彦明7.3隔声特性a—双层墙无吸声材料b--双层墙有少量吸声材料c—双层墙铺满吸声材料d—双层墙e–单层墙李彦明自学内容消声器技术减振与阻尼技术李彦明噪声控制工程实例李彦明120kW柴油发电机房噪声控制发电机组主要噪声源：内燃机噪声类型：排气噪声；进气噪声；风扇噪声；燃烧噪声；机械噪声；电磁噪声李彦明120kW柴油发电机房噪声控制治理要点：1.降低内燃机排气噪声、进气噪声；排气：抗性结构和微穿孔板结构进气：抗性或阻抗复合结构2.降低冷却风扇噪声；消声器李彦明120kW柴油发电机房噪声控制治理要点：3.降低机械噪声、燃烧噪声和电磁噪声隔声间、隔声室李彦明120kW柴油发电机房噪声控制治理技术要求：机房内噪声要求降低6—10dB(A)，干体所处环境噪声应降至55dB(A)以下；机房内的温升应控制在10~15ºC以下，当室外气温为35ºC时，机房内温度应低于45ºC，当室外气温为20ºC时，机房内温度应为30一35ºC。治理后柴抽发电机的功率损耗应不大于10～15%。李彦明120kW柴油发电机房噪声控制主要技术措施：机房隔声、吸声设计机房南侧、西侧原有木门外新增加钢质隔声门，以减小机房噪声向外辐射；机房内噪声高达112一113dB(A)，机房内顶棚和四壁能安装吸声结构的地方做吸声处理，降低机房内噪声．李彦明李彦明120kW柴油发电机房噪声控制主要技术措施进风消声设计为了有效地控制机房西、北侧窗户向外辐射噪声，在两侧窗外设计安装了集进风采光隔声于一体的进风消声器．其上部为采光隔声窗罩，下部为L型阻性片式进风消声器，总有效进风面积为1．12m2，设计进风流速为4m／s左右。李彦明李彦明120kW柴油发电机房噪声控制主要技术措施排风消