噪声污染控制隔声降噪技术

第八章 隔声降噪技术

A 、 教学目的

1. 隔声原理及评价指标(B ：理解)

2. 单层构件的隔声性能(B ：理解)

3. 组合墙、分隔墙、复合墙的隔声量及设计计算(B ：理解C ：识记)

B 、教学重点

(1)隔声原理及评价指标 (2) 单层构件的隔声性能 (3)组合墙、分隔墙、复合墙的隔声量及设计计算 (4)孔隙漏声及防治措施 (5)声屏障、隔声罩、隔声间 (6)管道隔声包扎

B 、 教学难点

1、隔声原理

2、单层构件的隔声性能

3、组合墙、分隔墙、复合墙的隔声量及设计计算

D 、教学用具

多媒体——幻灯片

E 、教学方法

讲授法、讨论法

F 、课时安排

3课时

G 、教学过程

—〉人耳——〉

————〉空气声———〉

——〉空气声——〉固体声—声源

对于固体声隔离，主要是隔振与阻尼降噪，属振动控制。

对于空气声，是噪声控制技术研究的对象，重点在隔声构件对空气（传）声的隔绝问题。

一、隔声原理及评价指标

1、原理：界面声阻抗的突变，使声波部分反射，透射声能小于入射声能，则在隔声构件的另一侧噪声降低。

2、评价指标：

①透射系数t τ（声强的）

i

t

t I I =

τ

由教材上对于单层墙的推导有：（注意声压反射系数的求出时的边界条件（有限厚度墙体的双面边界））

D

k c c D k p p iA tA I 222221122sin )(cos 44

||||ρρτ++=

=

k 2——波数，2/c ω， D ——隔声材料的厚度， 脚标1——空气介质的参数 脚标2——隔声材料中的参数

若D<<λ（低频） 即时K 2D<<1 且∵一般ρ2c 2>>ρ1c 1

则 2

111122⎪

⎪⎭⎫ ⎝

⎛+=c m c ρωρτ 面密度D m 2ρ= （kg/m 2） τ=0.05 即有5%的声能透过 τ=1 即无隔声效果

由于τ不能反映以dB 表示的隔声量，且对于大多数结构，τ<<1，故为使和直观方便，噪控工程中常采用以下四种隔声评价指标。

②隔声量（传声损失TL ） 定义 τ

1

lg

10=TL (05.0=τ时13=TL )

TL 常用来表征隔声材料本身的固有隔声量，由实验测定，与所处环境无关，是隔声材料

两侧测点的声功率级之差。

故有： t

i

I I TL lg

10= 各频率上TL 值不同，有时采用平均隔声量，n

TL TL i

∑=

③噪声衰减量NR （声压级差） NR=L p1-L p2

式中L p1和L p2分别为隔声构件两侧的声压级，它包含了隔声吸收，侧向传声，结构噪声的影响等，故适用于现场隔声性能测定。

④插入损失IL

IL 定义为离声源一定距离某处测得无隔墙时的声功率级1w L 与有隔墙时的声功率级2w L 之差，即21w w L L IL -=。

IL 不仅包括现场各方面的影响（如侧向传声、背景噪声等），还包括放置隔声构件前后内外声场的变化所产生的影响。

插入损失指标经常在现场被用来评价隔声罩、隔声间等的实际降噪效果。 ⑤隔声指数a I α

考虑隔声构件频率特性，用单一指标来表征其隔声量。克服了平均隔声量的不足。常用于建筑隔声评价。

ISO/R140-1978及R717-1968给出标准隔声评价参考轮廓线（折线）其各值如下：TL ～f

即其各段频率为：

100～400Hz 每倍频程TL 递增9dB 。 400～1250Hz 每倍频程TL 递增3dB 。

1250～4000Hz 每倍频程TL 递增0dB(平直线)。 将构件隔声频谱与之比较得隔声指数I α，方法如下：

将预制同一座标的ISO 轮郭线（用有机玻璃或无色透明型料板做成活动W ）套盖在实测构件隔声频率曲线上，上下平移，调整两者之间的距离，使其在1/3倍频程上，符合下列两个条件：

①用负偏差的总数，除以测量频率数，所得平均负偏差绝对值大于1dB ，小于或等于2dB 。 即曲线低于折线的差值之和不得大于32dB.

②任何频率下，最大负偏差≯8（1/3倍频程时）或5dB （倍频程时）。即曲线低于参考曲线的最大差值不得大于8dB.

注意只计及负方向上的偏差即实际隔声线上点值小于标准轮郭线上的同频率点值的分贝数。

满足上述两条件后，参考轮廓线上500Hz 处对应于实际隔声频率如线圈上纵座标的隔声量读数即为该隔声构件的隔声指数a I 值。另有：平均隔声量（对频率的算术平均） 二、单层墙的隔声性能 1.隔声质量定律： 垂直入射时:

参见P17~18页垂直入射声波的反射和透射的界面平衡条件：声压连续，质点振动速度连续。可推得：

单层墙隔声量(P150平面波假设下) ])2

1

(1l g [101

lg

10222,1D k R TL I +==τ （1）

式中：112

21

2

2,1c c R R R ρρ=

=

； 22c k ω

=；

即上式可简化为：]21lg[102

11⎪⎪⎭

⎫

⎝⎛⋅+=c m TL ρω

对于一般的固体材料，如：砖墙、木板、钢板、玻璃等，121

1>>⋅c m

ρω，故隔声量可以写成1

12lg

20c m

TL ρω⋅=，它表明单层隔声墙的隔声量和单位面积的质量的常用对数成正比， 可见m 加倍，TL 增加6dB ，故称上式为单层墙隔声的“质量定律”。f 加倍TL 也增加6dB ，高频隔声性能优于低频。

若有1%的能量透射则TL 为20dB ，若有1‰的声能量透射则为TL 为30dB ，欲有50dB 的隔声量则声能透射系数不能超过十万分之一。

将f πω2=，空气中的

40011≈c ρ代入，可表示为：

5.42lg 20lg 20-+=f m TL

无规入射时：

由于声波实际上常为无规入射，故仿照质量定律的形式，通过大量实验数据关联出无规入射时的隔声量TL ，即

5.47lg 5.18-⋅=f m TL

用平均隔声量(100-3200Hz 范围内求平均)

⎩⎨

⎧>+=≤+=)

/200(8

lg 16)

/200(14lg 5.132

2m kg m m TL m kg m m TL (与实测值吻合较好，见P151表8-1) 2、吻合效应：

质量定律的推导中忽略了构件的弹性行为，当入射声波以某角度入射时，将激起构件的弯曲振动，构件中产生自由弯曲波沿板面方向传播，若入射声波频率与构件弯曲振动频率吻合时，弯曲振动及向另一而后声辐射都达到极大，相应隔声量大大减小，此现象称为“吻合效应”，相应的频率为“吻合频率”，从P151图8-3可知当

θλλsin =b 时为发生吻合效应的条件

∵1sin ≤θ ∴λ≤λ

b

即c f f ≥ (c

f 1

∞

λ ) 均有其相对应的最低频率，低于这一频率的声波不会在该构件中产生吻合效应，故称c f 为吻合效应临界频率。

值得注意的是：区分 固有频率f0

构件振动频率fc 相等时产生共振

相等时产生吻合效应