第02章 噪声污染与控制02
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第02章 噪声污染与 控制02
李彦明
1、吸声原理
压缩、膨胀、摩擦、产热
粘滞性 热传导效应
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
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：
膜
状 材 料
f0
1
2
0c2 600
M0L
M0L
吸声频带：
空
200-1000Hz，
气
层 吸声系数：0.35
李彦明
c.薄板吸声结构
系统共振频率：
f0
1
2
0c2 K
M0L M0
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
几种多孔性吸声材料
李彦明
2.1 吸声材料的基本类型
纤维状
多孔性吸声材料
颗粒状
泡沫状
吸
声
材
共振吸声结构
料
单个共振器 穿孔板共振吸声结构
薄膜共振吸声结构 薄板共振吸声结构
特殊吸声结构
空间吸声体 吸声尖劈
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
e.微穿孔板吸声结构
系统共振频率：
f0
1
2
(m D 3c)(D c)
共振时最大吸声系数：
0
4r (1 r)2
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wk.baidu.com理论成熟，吸声结构的理论
计算与实测值接近。
纤维材 软质木纤维板、矿棉吸声砖、岩棉吸声 装配式加工，多用于室内吸声。 料制品 板、玻璃吸声板、木丝板、甘蔗板等
颗 砌块
粒
材 料
板材
矿渣吸声砖、膨胀珍珠岩吸声砖、陶土 吸声砖
珍珠岩吸声装饰板
多用于砌筑界面较大的消声装置。 质轻、不燃、保温、隔热。
泡 泡沫
沫 塑料
材 料
其他
聚氨酯泡沫塑料、尿醛泡沫塑料
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。
E Ei
Ei Er Ei
1 rI
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。
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。
李彦明
1.3 吸声量
表示方法： A S
一个房间的总吸声量：
A iSi Ai
i
i
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。
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。
P Rf u
比流阻：指单位厚度材料的流阻。
过高 过低
空气穿透力降低
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
吸声型泡沫玻璃 加气混凝土
吸声性能不稳定，吸声系数使用前需 实测
强度高 、防水、不燃、耐腐蚀
微孔不贯通，使用少
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；
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
常用吸声材料的使用情况
主要种类 常用材料实例
使用情况
有机
纤维
材料
纤 无机
维 材
纤维
料 材料
动物纤维：毛毡 植物纤维：麻绒、海草、椰子丝 玻璃纤维：中粗棉、超细棉、玻璃棉毡 矿渣棉：散棉、矿棉毡
价格昂贵，使用较少。
防火、防潮性能差，原料来源广，便 宜。
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。
吸声性能好，不燃、耐腐蚀，易断成 碎末，污染环境施工扎手。
李彦明
d.穿孔板吸声结构
单孔时系统共振频率：
f0
c
2
S , d
V (t )
4
多孔时系统共振频率：
f0
c
2
P
L(t )
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%
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
1、吸声原理
压缩、膨胀、摩擦、产热
粘滞性 热传导效应
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
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：
膜
状 材 料
f0
1
2
0c2 600
M0L
M0L
吸声频带：
空
200-1000Hz，
气
层 吸声系数：0.35
李彦明
c.薄板吸声结构
系统共振频率：
f0
1
2
0c2 K
M0L M0
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
几种多孔性吸声材料
李彦明
2.1 吸声材料的基本类型
纤维状
多孔性吸声材料
颗粒状
泡沫状
吸
声
材
共振吸声结构
料
单个共振器 穿孔板共振吸声结构
薄膜共振吸声结构 薄板共振吸声结构
特殊吸声结构
空间吸声体 吸声尖劈
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
e.微穿孔板吸声结构
系统共振频率：
f0
1
2
(m D 3c)(D c)
共振时最大吸声系数：
0
4r (1 r)2
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wk.baidu.com理论成熟，吸声结构的理论
计算与实测值接近。
纤维材 软质木纤维板、矿棉吸声砖、岩棉吸声 装配式加工，多用于室内吸声。 料制品 板、玻璃吸声板、木丝板、甘蔗板等
颗 砌块
粒
材 料
板材
矿渣吸声砖、膨胀珍珠岩吸声砖、陶土 吸声砖
珍珠岩吸声装饰板
多用于砌筑界面较大的消声装置。 质轻、不燃、保温、隔热。
泡 泡沫
沫 塑料
材 料
其他
聚氨酯泡沫塑料、尿醛泡沫塑料
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。
E Ei
Ei Er Ei
1 rI
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。
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。
李彦明
1.3 吸声量
表示方法： A S
一个房间的总吸声量：
A iSi Ai
i
i
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。
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。
P Rf u
比流阻：指单位厚度材料的流阻。
过高 过低
空气穿透力降低
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
吸声型泡沫玻璃 加气混凝土
吸声性能不稳定，吸声系数使用前需 实测
强度高 、防水、不燃、耐腐蚀
微孔不贯通，使用少
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；
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
常用吸声材料的使用情况
主要种类 常用材料实例
使用情况
有机
纤维
材料
纤 无机
维 材
纤维
料 材料
动物纤维：毛毡 植物纤维：麻绒、海草、椰子丝 玻璃纤维：中粗棉、超细棉、玻璃棉毡 矿渣棉：散棉、矿棉毡
价格昂贵，使用较少。
防火、防潮性能差，原料来源广，便 宜。
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。
吸声性能好，不燃、耐腐蚀，易断成 碎末，污染环境施工扎手。
李彦明
d.穿孔板吸声结构
单孔时系统共振频率：
f0
c
2
S , d
V (t )
4
多孔时系统共振频率：
f0
c
2
P
L(t )
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%
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）