噪声污染控制工程隔声技术

由于忽略了墙本身的厚度，所以墙两边边界处的媒质 质点应与墙体具有相同的振动速度，即当x=0时，有：
pi pr p2i p2 r u1 c c
x 0
du1 pi pr p2i p2r M1 dt
由复变函数理论，可知： du
x 0
dt
所以声波运动方程可写成：
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二、双层隔墙
1、隔声原理 双层间的空气层可看作与两板相连的弹簧，当 声波入射到第一层墙透射到空气层时，空气的弹性 形变具有减振作用，传递到第二层墙的振动减弱， 从而提高墙体的总隔声量。其隔声量等于两单层墙 的隔声量之和，再加上空气层的隔声量。 对于单层墙的隔声计算已很复杂，双层墙的隔 声计算就更麻烦了，要有九个声压方程，由四个边 界条件得到八个方程组。为讨论问题方便，只讨论 两层薄墙的透射，即假定入射声波的波长比每层墙 都大的多，声波入射时就象活塞一样做整体运动， 墙的两个面上的振动速度一样。 14
产生吻合效应的频率和吻合效应的临界频率 （sinθ＝1时）的计算见书中P.152，公式8-17 和8-18。 单层墙的隔声性能与入射波的频率有关，其频率 特性取决于隔声墙本身的单位面积的质量、刚度、材 料的内阻尼以及墙的边界条件等因素。见书中图8-5。
劲度控制、阻尼控制、质量控制、吻合控制
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质量控制区是隔声研究的重要区域。在这 一区域，构件面密度越大，其惯性阻力也越 大，也就不易振动，所以隔声量也越大。通 常把隔声量随质量增大而递增的规律，称为 隔声的“质量定律”。
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由x=D处的声压连续和法向质点速度连续条件得：
P2i cost k 2 D P2r cost k 2 D Pt cost k1 D
P2t Pt P2 r cost k 2 D cost k 2 D cost k1 D 2 c2 2 c2 1c1
第八章
隔声技术
主要内容：
一、声波透过单层匀质构件的传播 二、双层隔墙 三、门窗和孔隙对墙体隔声的影响 四、隔声间的降噪量 五、隔声罩的降噪量
2
常用隔声评价量
1、透射系数
It Ii
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。
b

sin
λb为薄板自由弯曲波长
1）当入射波频率高于λb对应的频率时，均有其相应 的吻合角度产生吻合效应； 2）当入射波频率低于λb对应的频率时，即相应的波 长λ大于自由弯曲波长λb时，由于sinθ值不可 能大于1，便不会产生吻合效应。 11
固体隔墙中弯曲波的波长由固体本身的弹性性 质所决定，引起吻合效应的条件由声波的频率与入 射角决定。
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在固体媒质Ⅱ中的透射波及反射波的声压和质点 速度分别为：
p2i P2i cost k2 x
P2i u 2i cos t k 2 x 2 c2


p2 r P2r cost k2 x
u 2r P2 r cost k 2 x 2 c2
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声波透过隔层后在另一侧的声压和质点速度为：
t k1x pt P t cos
Pt ut cost k1 x 1c1
由x=0处界面上的声压连续和法向质点速度连续 条件可得到：
Pi Pr P2i P2r
Pi P2i Pr P2 r 1c1 1c1 2 c2 2 c2
这即是隔声中常用的“质量定律”。公式表明：隔 声量与墙体质量和声音频率有关。 实际工程中，需要估算单层墙对各频率的平均隔 声量，在入射频率100-3200Hz范围内求平均，用平 均隔声量表示，则：
TL 13.5 lg M 14
M≤200kg/m2 M＞200kg/m2
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TL 16lg M 8
将以上4个等式联立求解，得到：
I
4 2 c 2 1c1 4 cos k 2 D c c 2 2 1 1
2
2 sin k2 D
8
2
如果D《λ，即k2D 《1，则sink2D≈k2D，cosk2D≈1，有 由于p1c1 《p2c2，上式可简化为：
I
Ii Pi 1 TL 10lg 20lg 10lg It Pt
3
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。 4、插入损失：吸声、隔声结构设置前后的声 功率级的差(IL )。
4
一、声波透过单层匀质构件的传播
4 2 c2 4 c k2 D 1 1
2
令M＝p2D为固体媒质的面密度，公斤/米2，则有：
I
4 M 4 2 c 1 1
2
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所以该固体媒质的隔声量为：
2 M 1 LTL 10lg 10lg1 I 2 c 1 1
入射声波和质点速度方程分别为：
Ⅰ a Ⅱ b Ⅰ
t k1x pi P i cos
P i ui cost k1 x 1c1
空气反射声波和质点速度方程分别为：
pi pr
o
p2i p2r
c D
pt
pr Pr cost k1
Pr ur cost k1 x 1c1
j u1
pi pr Hale Waihona Puke Baidu p2i p2r jM1u1 x0
吻合效应：由于构件本身具有一定的弹性，当声波以某一角 度入射到构件上时，将激起构件的弯曲振动，当一定频率的 声波以某一角度投射到构件上正好与其所激发的构件的弯曲 振动产生吻合时，构件的弯曲振动及向另一面的声辐射都达 到极大，相应隔声量为极小，这一现象称为“吻合效应”， 相应的频率为“吻合频率”。 如果一声波以一定角度θ投射到构件上时，若发生吻合效 应，则有：