第七章 吸声降噪技术

解: A 1S1 2 S 2 3 S 3 1
0.02 * 6 * 8 0.03 * 3 * （6 8） 0.03 * 6 * 8 2 4.92m A 1S 1 A /S 1 1
2
1 4.92/[2 * 6 * 8 3 * 2 * 6 8） 0.027 （ ]
W0 4r R
10 4 2 4 10 lg[ 12 ] 10 lg 2 10 60 4 * 20 68.3dB
1）当声音频率低于2000Hz时，m可忽略，也即：
0.161V T60 S ln 1


3）当声音频率低于2000Hz，且平均吸声系数小于 0.2时，有：
所以混响声压级为：
Pe 4 R L p 10 lg LW 10 lg 2 P R 4r 0
2
例4. 某房间地面中心处有一声源，频率为 1000Hz，声功率为10-4 W，该频率的房间常数为 60m2，求距声源20m处的声压级。
解: L 10 lg[ W ] 10 lg R 4 p 2
是频率的函数，常用中心频率为125，250，
500，1000，2000，4000Hz的吸声系数的 平均值，称为平均吸声系数
吸声系数的测量
1. 混响室法as 2. 驻波管法a0
基于振幅合成, 产生驻波时:
波腹：
Pmax Pi Pr
波节：
Pmin Pi Pr
n 1 rrp p n 1
2 L p 10 lg 1
由于平均吸声系数通常是按实测混响时间T60 得到，如果T1和T2分别为吸声前后的混响时间， 则：
T1 L p 10 lg T2
例6. 某房间大小为6 ×8 ×3m3 ，500Hz时地板、 墙壁和天花板吸声系数分别为0.02、0.03、0.03 ， 若在天花板上安装一种500Hz吸声系数为0.2的吸 声贴面天花板，求该频带在吸声处理前后的吸声 系数、混响时间及处理后的吸声降噪量。
解: V 30 * 20 * 4 2400 m 3
S 2 * (30 * 20 20 * 4 30 * 4) 1600 m
2
吸声处理前 0.2, f 2000 Hz , T1 0.161V S 1 0.161V 1 ST1
0.161V 0.161 * 2400 1 0.0805 ST1 1600 * 3 S1 1600 * 0.0805 2 R1 140 .1m 1 1 1 0.0805
2 *200 2 *0.005 ( ) *0.1*(0.004 ) 0.0108 340 4
Bd

4P
5*
3.14 43mm 4 * 0.0108
又因为声能密度与有效声压是平方正比关系，即：
Pe 2 c
则：
W Pe c
2
2
4 4 R R 2 c Wc 2 2 R R 4r 4r
rr 0.14 R1 0.14 140 .1 1.66 m 10 m
R2 R2 L p 10 lg 10 lg 10 R2 1401 R1 140 .1
S 2 1600 * 2 R2 1401 2 0.467 12 12
4
3. 吸声量：
i Si
i
A：材料的总吸声量
Si：材料i的吸声表面积 (m2)
吸声量A的单位是m2
二、影响吸声性能的因素
空气流阻
孔隙率 材料的厚度 材料的密度 背后空腔
护面层（多应用于多孔疏松材料）
温度和湿度
2. 多腔共振吸声体
刚性壁面
t
V d
D
假设：S：每个孔面积, m2 A：每个共振单元薄板面积, m2 D：空气层厚度，m 则穿孔率P＝S/A，每个共振腔体积V＝AD 其共振频率为
Pmax Pi Pr 1 rp 驻波比 s Pmin Pi Pr 1 rp
三、吸声性能的评价量
1. 平均吸声系数： 125 250 500 1000 2000 4000 6 2. 降噪系数：
NRC
250 500 1000 2000
ln 1
此时混响时间为：


0.161V 0.161V T60 A S
当r>rc时，即： 4 R R 4r 2 则：
2 1 1 R2 L p 10 lg 10 lg R1 1 1 2


一般情况下，平均吸声系数都比1小得多，所以有：
7.1 材料的声学分类和吸声特性
一.吸声材料分类
1. 多孔性吸声材料（针对中高频噪声控制）
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： 声能引起空气与材料的内摩擦，将声能 转变为热能消耗掉。
2. 共振吸声结构（针对中低频噪声控制）
材料特征：薄膜或薄板 薄膜或薄板表面穿孔 吸声机理：应用共振原理
c fr 2 S c P ADt 2 Dt
穿孔率的计算：
1）当圆孔为正方形排列时
B
d
P
d
4 B
2
d
2）当孔为等边三角形排列时
P
2 3B
d
2
B
例2. 在4mm厚的金属板上钻直径为5mm的孔, 穿孔板后留10cm厚的空气层,若要吸收频率为 200Hz的噪声,试求穿孔率, 若孔按照正方形排列, 求孔间距. 2 f0 2 d P 解: 根据f 0 c P( ) * L(t ) 2 L(t ) c 4
声音频率低于2000Hz，且平均吸声系数小于0.2
0.161V T1 S 1
0.161(6 * 8 * 3) 4.770 s [2 * 6 * 8 2 * 3 * (6 8)] * 0.027
1S1 2 S 2 S 3 A2 2 S S 0.02 * 6 * 8 0.03 * 3 * （6 8） 0.2 * 6 * 8 2 0.073 6 * 8 * 2 3 * （6 8） 2
1）声音与薄板（薄膜）产生共振
2）声音与板后空腔空气产生共振
二、吸声特性的描述
1. 吸声系数：
Ea Ei Er 1 rI Ei Ei
Ei: 入射声能; Ea: 被吸收的声能; Er: 被反射的声能; r: 声能反射系数 （声强反射系数）
讨论:
当 ＝0时，无吸声
当 ＝1时，完全吸收，无声能反射
' 3
0.161V T2 S 2
0.161(6 * 8 * 3) 1.764 s [2 * 6 * 8 2 * 3 * (6 8)] * 0.073
T1 4.77 L p 10 lg 10 lg 4.32 dB T2 1.764
例7. 某房间大小为30×20 ×4m3，室内有一声源， 测得500Hz室内混响时间为3s，距离声源10m处 该频率的声压级为85dB，通过吸声处理使噪声 降为75dB，问该车间500Hz的混响时间应降为多 少？并计算室内应达到的平均吸声系数。