物理性污染控制-第二章-第5节-噪声控制技术——隔声

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c fc 2
2
m B
2
墙板面密度,kg/m2 墙板的弯曲劲度,N· m

墙板的厚度,m
c f c 0.551 t
m
E
墙板密度,kg/m3
(2-138)
墙板的弹性模量,N/m2
由式(2-138)可知,临界吻合频率受墙板厚度、密度、弹性影响 fc 越低; 墙板越厚, 轻而弹性模量大的隔板,常常降到听觉敏感的声频范围内,对隔声造成不
图2-34 双层墙隔声特性
(一)双层隔声墙
1.双层隔声墙的隔声原理 2.双层墙的隔声特性曲线 3.双层墙的共振频率及其隔声量的实际估算
3.双层墙的共振频率及其隔声量的实际估算
双层墙的共振频率
f0
(2-143)
f0 是指入射声波法向入射时的墙板共振频率
c f0 2
0
1 1 ( ) h m1 m2
41 41 45 40 33 37 38 46
— 52 47 57 44 44 45 53 42 45 49 57 17 22 35 44 28 36 39 46
46 52
54 57 64 49 54
47 53
— 56 62 48 55
43 42 45 46
50 47 49 51 53 52 35 39 43 43
刚度和阻尼控制区

质量控制区
吻合效应区
频率大于fn,共振影响消失,墙板的隔声量受墙板惯性质量影响。
墙板的面密度愈大,即质量愈大,隔声量愈高。 墙板的隔声量随着入射声 声波频率与墙板固有频率相同时,引起 波频率的增加而以每倍频 隔声量随入射声波频率的增加,而以斜率为 6dB/倍频程直线上升。 共振,隔声量最小。 随入射声波频率继续升高,隔声量反而 程6dB的斜率下降。 随着声波频率的增加,共振减弱,直至 下降,曲线上出现低谷,这是吻合效应的 消失,隔声量总趋势上升。 缘故。 共振区的大小与墙板的面密度、形状、 越过低谷后,隔声量以每倍频程 10dB 安装方式和阻尼有关。 趋势上升,接近质量控制的隔声量。 隔声构件,共振区越小越好。
(5)墙上各点以相同的速度振动,
则从透声系数的定义及平面声波理论,可以导出单层墙在
质量控制区的声波垂直入射时的隔声量计算公式
fm 2 R 10lg 1 c 0
墙板面密度,kg/m2 入射声波频率,Hz
(2-139)
空气密度,kg/m3,常温 下取1.2㎏/m3。
式中, m1、 m2 ——双层墙两墙的面密度,kg、 /m3;
h ——空气层的厚度,m。
——
由式(2-143)可知,空气层越薄,双层墙的共振频率越高。
隔声量的实际估算
工程估算双层墙隔声量的经验公式
R 16lg(m1 m2 ) 16lg f 30 R
平均隔声量估算的经验公式
Wt / W

(2-134)
=I t / I =pt / p
2 2
透射声强/入射声强
透射声压2/入射声压2
意义:表示隔声构件本身透声能力的大小。 又称作传声系数或透声系数。通常所指的是无规
则入射时各入射角度透声系数的平均值。
2.隔声量(R)
倍,即
R 10 lg
一般隔声构件的透声系数 < <1,约 为10-1~10-5,为计算方便,采用 隔声量来表示构件本身的隔声能力。
隔声间 隔声罩

隔声屏


隔声概述
(一)隔声原理 (二)透声系数与隔声量
1.透声系数 2.隔声量
3.插入损失
(一)隔声原理
声波在空气中传播,入射 到匀质屏蔽物时,部分声 能被反射,部分被吸收, 还有部分声能可以透过屏 蔽物。设置适当的屏敝物 可阻止声能透过,降低噪 声的传播。
图2-31 隔声基本原理示意图
隔声间 隔声罩

隔声屏

单层匀质墙的隔声性能
(一)单层匀质墙隔声的频率特性 (二)单层匀质墙的隔声量
(一)单层匀质墙隔声的频率特性
隔声墙:板状或墙状的隔声构件。 单层隔声墙:仅有一层墙板。 双层或多层隔声墙:有两层或多层墙板,层间有空气 或其它材料 图2-32 单层匀质墙的隔声频率特性曲线
R 16lg(m1 m2 ) 8 R
2 ( m1 m2 200kg / m )
(2-144)
(2-145a)
R 13.5lg(m1 m2 ) 14 R
空气层附加隔声量 ,由图2-29查得
2 m m 200 kg / m ( 1 ) 2
(2-145b)
且空气层的弹性和附加吸收作用增强声能衰减;
声波传至第二墙,再经两次反射,透射声能再次
衰减,总透射损失更大。
(一)双层隔声墙
1.双层隔声墙的隔声原理 2.双层墙的隔声特性曲线 3.双层墙的共振频率及其隔声量的实际估算
2.双层墙的隔声特性曲线
超过 2 f 0 以后,隔声 双层隔声墙相当于一个由 c—满铺吸声材料 两层墙体与空气层组成的 曲线以每倍频程18dB b—有少量吸声材料 振动系统。 的斜率急剧上升,充 d—双层墙隔声量 分显示出双层墙结构 的优越性 进入吻合效应区后,在 当入射声波频率比双层墙共振 a—无吸声材料 随着频率升高,两墙板 临界吻合频率 处又出现 fc 频率低时,双层墙板将作整体 间会产生一系列驻波共 一隔声量低谷; 振动,此时空气层不起作用, e—单层墙隔声量 振,使隔声特性曲线上 隔声能力与同样重量的单层墙 f c 与吻合效 双层墙的当入射声波达到共 升趋势转为平缓,斜率 没有区别。 应状况取决于两层墙的临 振频率时,隔声量 为12dB倍频程; 界吻合频率。 出现低谷。
125 250 500 1000 2000 4000
R / dB
测 计 定 算
1/4砖墙,双面粉刷 1/2砖墙,双面粉刷
1/2砖墙,双面木筋板条加粉刷 1砖墙,双面粉刷 1砖墙,双面粉刷 100mm厚木筋板条墙双面粉刷 150mm厚加气混凝土砌块墙双 面粉刷
118 225
280 457 530 70 175
第二章
噪声污染及其控制
第五节 噪声控制技术——隔声

隔声概述
二 单层匀质墙的隔声性能 三 多层墙的隔声特性 四 五
隔声间 隔声罩

隔声屏
三 多层墙的隔声特性
(一)双层隔声墙 (二)多层复合板隔声
(一)双层隔声墙
1.双层隔声墙的隔声原理 2.双层墙的隔声特性曲线 3.双层墙的共振频率及其隔声量的实际估算
物理性污染控制
主编 陈杰瑢
第二章 噪声污染及其控制
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 概述 声学基础 噪声的评价和标准 噪声控制技术——吸声 噪声控制技术——隔声
第六节
第七节
噪声控制技术——消声
噪声控制技术——有源噪声控制简介
第二章
噪声污染及其控制
第五节 噪声控制技术——隔声

隔声概述
二 单层匀质墙的隔声性能 三 多层墙的隔声特性 四 五
共振频率
吻合频率
图2-34 双层墙隔声特性
2.双层墙的隔声特性曲线
c—满铺吸声材料 b—有少量吸声材料 d—双层墙隔声量
【结论】双层墙隔声性能较 单层墙优越的区域主要在共 振频率 f0 以后,故在设计中 尽量将 f0 移往人们不敏感的 频率区域。
a—无吸声材料 e—单层墙隔声量
共振频率
吻合频率
3.插入损失( IL )
定义:离声源一定距离某处测得的隔声构件设
置前、后的声功率级
和 L W1
之差。 L W2
IL LW 1 LW 2
等构件的隔声效果。
(2-136)
插入损失通常在现场用来评价隔声罩、隔声屏
第二章
噪声污染及其控制
第五节 噪声控制技术——隔声

隔声概述
二 单层匀质墙的隔声性能 三 多层墙的隔声特性 四 五

定义:等于透射系数的倒数取以10为底的对数的10
1

透声系数
I p R 10lg 20lg It pt

(2-135a)
(2-135b)

值愈小, R 值越大,隔声性能愈好。
R 值的大小与与入射声波的频率有关。工程中常用 125~4000Hz 6个倍频程或100~3150Hz的16个1/3倍 频程的隔声量作算术平均,来表示某一构件的隔声 性能,称作平均隔声量 ( ) 。 R
波长λb相等时,墙板弯曲波振动的振幅便达到最大,声波向墙 板的另面辐射较强,墙板隔声量明显下降,此现象称为“吻合效 应” 。
吻合效应的条件
b
图2-27 吻合的成立条件

sin
(2-137)
入射角
临界吻合频率 fc
定义:产生吻合效应的最低频率,即 b 时的频率

fc 的计算公式
增加板的厚度和阻尼,可使隔声量下降 阻尼越大,对共振的抑制越强,一般采 用增加墙板的阻尼来抑制共振现象。 趋势得到减缓。

第一共振频率 刚度控制
临界吻合频率
图2-32 单层匀质墙的隔声频率特性曲线
单层匀质墙的隔声量与入射声波的频率关系很大
吻合效应
一定频率的声波以入射角θ投射到墙板上,激起构件弯曲振动 若入射声波的波长λ在墙板上的投影正好与墙板的固有弯曲波
隔声质量定律
一般情况下, fm 0c ,因此
R 20lg m 20lg f 43

(2-140)
式(2-140) 常称为隔声质量定律。它表明了单层匀质墙的隔声量与其面 密度及入射声波频率的关系。 面密度越大,隔声量越好,m 或f 增加1倍,隔声量都增加6dB。
实际上,计算的结果与实测存在差异,修正的隔声 量估算经验式
双层加气混凝土墙
双层无纸石膏板墙
双层纸面石膏板墙
图2-29
双层墙附加隔声量与空气层厚度的关系

单层匀质墙的隔声性能
(一)单层匀质墙隔声的频率特性 (二)单层匀质墙的隔声量
(二)单层匀质墙的隔声量
单层匀质墙的隔声量公式建立条件为:
(1)声波垂直入射到墙上;
(2) 墙将空间分成两个半无限大空间,且墙的两侧均为通常状况下的空气; (3)墙为无限大,即不考虑边界的影响; (4)将墙视为一个质量系统,即不考虑墙的刚性、阻尼;
利影响。
几种常用材料计算临界吻合频率的参数,可用于设计计算。
表2-14 几种常用材料的密度和弹性模量
材料名称 铝 铸铁 钢 铅 砖 混凝土 玻璃 胶合板
m-2 E /N· 7.15×1010 8.8×1010 19.6×1010 1.67×1010 2.45×1010 2.45×1010 8.5×1010 0.36×1010
1.双层隔声墙的隔声原理
增加墙的厚度或面密度,可增加隔声量,但不经 济,隔声效果也不理想。若将墙一分为二,中间 夹一定厚度的空气层,墙的总质量不变,但隔声 效果比单层实心结构好得多,经济。
双层隔声墙:两层墙体间夹一定厚度的空气层。 隔声原理:空气与墙板特性阻抗不同,当声波透
过第一墙时,声波经空气与墙板两次反射衰减,
求平均值。
式(2-142)计算值和工程实测值良好一致(表2-
15 )。
R 13.5lg m 14
m 200kg / m2
(2-142a) (2-142b)
R 16lg m 8
m 200kg / m2
表2-15 一些常用单层隔声墙的隔声量
结构名称 面密 度 倍频程中心频率/Hz
/㎏· m-3
2.7×103 7.8×103 7.8×103 11.3×103 1.8×103 2.6×103 2.4×103 0.5×103
E/㎏· 轻质、高模隔声不利 (N· m)-1
0.38×10-7 0.89×10-7 0.40×10-7 6.77×10-7 0.73×10-7 1.06×10-7 0.28×10-7 1.39×10-7
具有隔声能力的屏蔽物称作隔声构件。如隔声墙、隔 声屏障、隔声罩、隔声间。
采用适当的隔声措施一般能降低噪声级 15dB~20dB。

隔声概述
(一)隔声原理 (二)透声系数与隔声量
1.透声系数 2.隔声量
3.插入损失
(二)透声系数与隔声量
比值,即
1.透声系数
定义:透射声功率(Wt)与入射声功率(W)的
R 18lg m 12lg f 25

(2-141)
由式(2-141)可知, 实际上若频率不变,面密度每增加一倍,隔声量约增加5.4dB;
当面密度不变时,频率每增加一倍,隔声量增加约3.6dB。
平均隔声量 R
工程估算单层墙对各频率的平均隔声量的经验公式
按主要的入射声频率100~3200Hz范围内对隔声量
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