第七章 吸声降噪

因摩擦力、粘滞力引 起的声能损耗降低
吸声性能下降
a.材料的空气流阻（Rf）
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。
c.材料厚度的影响
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
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。
0c 0c
2
1 Z0 0c Z0 0c
7.1.5 材料吸声性能的测量
常用两种测量方法的比较
测量方法 混响室法
用途
优点
可测量声波无规入 所测量的吸声系数和吸声 射时的吸声系数和 量可在声学设计工程中应 单个物体吸声量。 用。
缺点
试件面积大， 安装测量不 方便。
驻波管法
可测量声波法向入 射时的吸声系数和 声阻抗率。
只能用于不同材料合同中 材料在不同情况下的吸声 性能比较，不能测量共振 吸声结构，亦不能在声学 设计工程中直接使用。
试件面积小， 安装测量方 便
7.1.5 材料吸声性能的测量
1.混响室法测吸声系数的测试原理： 混响时间：声压级衰减60分贝的时间。 房间内吸声量与混响时间有关：
A 55.3V 4m V cT
4.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 )
4.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%
7.5.1 吸声设计原则
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％；
纤维材 软质木纤维板、矿棉吸声砖、岩棉吸声板、 装配式加工，多用于室内吸声。 料制品 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
f. 温度、湿度的影响
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 维
无机
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。
2. 吸声量
表示方法：
A S
一个房间的总吸声量：
A iSi Ai
i
i
3.声阻抗
a.声阻抗：
媒质在一定表面上声阻抗是该表面上有效平均声
压与通过该表面上的有效体积速度的比值。
b.声阻抗率：
ZA
P u
媒质上某点的声阻抗率是媒质中某一点的有效声
压与该点的有效质点速度的比值。
ZS
P u
3.声阻抗
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
7.3 共振吸声结构
特点： 低频吸收性能好； 装饰性强； 强度足够； 声学性能易于控制。
7.3 共振吸声结构
7.3.1 共振吸声机理 7.3.2 常用共振吸声结构
7.3.1 共振吸声机理
7.5.1 吸声设计计算
1.房间平均吸声系数的计算 如果一个房间的墙面上布置有几种不同的材料时，它们 对应的吸声系数和面积分别为α1、α2、α3……和Sl、 S2、S3 …… ，房间平均吸声系数为：
Sii Si
7.5.1 吸声设计计算
2.吸声量的计算
A S
若一个房间的墙面上布置有几种不同的材料时，则房间 的吸声量为：
➢ 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
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。
Rf
P 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
7.3.1 共振吸声机理
等效声阻抗：
Za
Ra
j(M a
1)
Ca
共振频率：
f0
c
2
S
V (t )
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
d
4
7.3.2常用共振吸声结构
1.空气层共振吸声结构 2.薄膜吸声结构 3.薄板吸声结构 4.穿孔板吸声结构 5.微穿孔板吸声结构
1.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。
环境噪声控制工程
范文宏
Chapter 7 吸声降噪
7.1 概述 7.2 多孔吸声材料 7.3 共振吸声结构 7.4 特殊吸声结构 7.5 吸声设计
7.1 概述
7.1.1 吸声与吸声材料的概念 7.1.2 吸声机理 7.1.3 吸声材料的基本类型 7.1.4 表示材料吸声性能的量 7.1.5 材料吸声性能的测量
n
n
A Ai iSi
i 1
i 1
7.5.1 吸声设计计算
3.室内声压级的计算 室内声场
直达声场 混响声场
扩散声场： 房间内声能密度处处相同，而且在任一受声点上，声波 在各个传播方向作无规分布的声场叫扩散声场 。
3.室内声压级的计算
a.直达声场的计算： 距点声源 r 处的声强为
Id
QW
4r 2
1.混响室法测吸声系数的测试原理
整个房间的吸声系数可表示为：
S
A S
55.3V cS
1 ( T2
1 )
T1
2. 驻波管法测吸声系数的测试原理
2. 驻波管法测吸声系数的测试原理
pmax p0 (1 r )
pmin p0 (1 r )
S pmax pmin
0
1
r
2
4S (1 S)2
3.混响室法测吸声系数与驻波管法测吸 声系数的换算：
驻波管法测吸声系数 混响室法测吸声系数
0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.25 0.40 0.50 0.60 0.75 0.85 0.90 0.98
7.2 多孔吸声材料
7.2.1 吸声机理 7.2.2 吸声材料构造特性 7.2.3 多孔吸声材料的吸声特性
ZS R jZ
声阻： 反映材料阻性的影响。 声抗： 反映材料惯性和弹性的影响，和频率成一定 的函数关系。 *声抗/声阻：表示材料的频率选择性。
3.声阻抗
c.声学意义：
对自由平面声波： ZS 0c
平面声波从空气中入射到材料表面时：
1 rP 2
rP
2c2 2c2
1c1 1c1
Z0 Z0
7.5.1 吸声设计原则
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50一200mm。
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。
7.1.1 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。
7.1.2 吸声机理
粘滞性 热传导效应
7.1.3 吸声材料的基本类型
几种多孔性吸声材料
7.2.1 吸声机理
7.2.2 吸声材料构造特性
材料的孔隙率要高，一般在70%以上， 多数达到90%左右；
孔隙应该尽可能细小，且均匀分布； 微孔应该是相互贯通，而不是封闭的； 微孔要向外敞开，使声波易于进入微孔
内部。
7.2.3 多孔吸声材料的吸声特性
2.影响材料吸声的因素
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
7.1.4 表示材料吸声性能的量
1. 吸声系数 2. 吸声量 3. 声阻抗
1. 吸声系数
a.定义： 材料吸收的声能与入射到材料上的总声能的 比值。
5.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
5.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