吸声降噪技术ppt

α 频率/Hz 5cm厚超细玻璃棉的密度变化 对吸声系数的影响
岩棉的最佳密度范围 为150～200kg/m3
5.背后空腔的影响
图7-10 背后空腔深度对吸声系数的影响
6.材料护面层的影响
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。
7.4.4 吸声降噪的设计原则和程序
7.4.1.室内声场
直达声场 室内声场
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 从各个方向传来的概率相等，相位无规，这样的声场叫 扩散声场。
a.直达声场
距点声源 r 处的声强为
R W Id 4 r 2
2 pd cI d
7.2.1 吸声材料构造特性
7.2.2 吸声机理
7.2.3 影响材料吸声的因素
7.2.1 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。
0.11 0.22 0.18 0.27 0.03 0.10 0.06 0.25 0.10
0.32 0.29 0.05 0.12 0.06 0.21 0.08 0.55 0.28
0.52 0.40 0.22 0.42 0.12 0.60 0.18 0.80 0.55
0.44 0.68 0.48 0.86 0.41 0.95 0.44 0.92 0.60
声波传播一个自由程所需的时间为： 单位时间内平均反射次数为：
n 1

cS 4V
单位时间内壁面吸收的声能为： DrV n DrV
cS 4V
单位时间声源向室内贡献的混响声为： W (1 ) 稳态时： W (1 ) DrV 设：
cS 4V
4W (1 ) Dr cS
7. 温度、湿度的影响
常用多孔吸声材料的使用情况
主要种类
有机纤 维材料 纤 维 材 料 无机纤 维材料 纤维材 料制品 颗粒 材料
常用材料实例
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 软质木纤维板、矿棉吸声砖、岩棉吸声 板、玻璃吸声板、木丝板、甘蔗板等
砌块
板材 泡沫 塑料 其他
珍珠岩吸声装饰板 聚氨酯泡沫塑料、尿醛泡沫塑料 吸声型泡沫玻璃 加气混凝土
泡沫 材料
常用吸声材料的吸声系数
材料 1、无机材料 吸声砖 石膏板（花纹） 水泥蛭石板 石膏砂浆 水泥珍珠岩板 水泥砂浆 砖（清水墙面） 2、木质材料 软木板 木丝板 三夹板 穿孔五夹板 木丝板 木质纤维斑 3、泡沫材料 泡沫玻璃 脲醛泡沫塑料 泡沫水泥 吸声蜂窝板 泡沫塑料 4、纤维材料 矿棉板 玻璃棉 酚醛玻璃纤维板 工业毛毡 厚度 cm 6.5 － 4.0 2.2 5 1.7 各种频率(Hz)下的吸声系数
4 L pr LW 10 lg R
S 来自百度文库 1
c.总声场
WR 4W D Dd Dr 2 4 r c cR
4 R p p p cW 2 R 4 r
2 2 d 2 r
4 R Lp LW 10 lg 2 R 4 r
P Rf u
比流阻：指单位厚度材料的流阻。
过高
空气穿透力降低
吸声性能下降 过低
因摩擦力、粘滞力引 起的声能损耗降低
2. 孔隙率
孔隙率：
材料中的空气体积与材料的总体积的比值。
孔隙大小和结构
3.材料厚度的影响
4.材料平均密度的影响
吸 声 系 数
超细玻璃棉的最佳密度 范围为15～25kg/m3
空 气 层
吸声频带： 200-1000Hz， 吸声系数：0.3～0.4
V
3.穿孔板吸声结构
单孔时系统共振频率：
fr c 2 ， d 4 V (t ) 4
t d

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
d
S R 1
4W 则 Dr cR
pr2 4 cW R
混响声场中的声压为：
相应声压级为：
pr2 4 cW 4W Lpr 10lg 2 10lg 10lg 2 p0 Rp0 RI 0
4WW0 W 4 10 lg 10 lg 10 lg RI 0W0 W0 R
距点声源 r 处的声能密度及声压为：
cR W 4 r 2
2 pd RW Dd 2 2 c 4 r c
2 pd cRW RW RWW0 L pd 10lg 2 10lg 10lg 10lg 2 2 2 p0 4 r p0 4 r I 0 4 r 2 I 0W0
S R 1
d.混响半径
直达声与混响声声能相等时的距离称为临界距离（半径）。
R 4 2 4 r R
rc 0.14 R R
Rθ=1时的临界距离称为混响半径。 意义： 当受声点与声源的距离小于临界半径时，吸声处理的降噪 效果不大；当受声点与声源的距离大于临界半径时，吸声 处理才有明显的效果。
2

多孔时系统共振频率：
fr c 2 P D(t )


穿孔率：1%-10%
空腔深：10～25cm
1.空腔深度
圆孔正方形排列时 P= d 2 / 4 B 2 圆孔等边三角形排列时 P= d / 2 3B
2 2
fr 2 吸声带宽： f 4 D c
2.填充多孔吸声材料 α=αmax/2 3.不同穿孔率、空腔深度的穿孔 板共振吸声结构进行组合 几十 HZ—200～300HZ
7.4.2 室内声衰减和混响时间
混响时间计算公式
C.F. Eyring 公式
在扩散声场中，声源停止发声后 声压级下降60dB所需时间，反映
室内声能量衰减的快慢程度
适用场合
用于小空间房间（视听室、演 播室） （1）适用于吸声量不大的房 间（α<0.2）； （2）用于近似计算
T60
0.161V S ln( 1 )
0.52 0.95 0.22 0.48 0.85 0.85 0.72 0.98 0.60
0.33 0.94 0.32 0.30 0.67 0.72 0.82 0.95 0.56
贴实 贴实 紧靠基层粉刷
贴实 贴实 贴实 紧靠墙面粉刷
7.3 共振吸声结构
1.薄板共振吸声结构 2.薄膜共振吸声结构 3.穿孔板共振吸声结构 4.微穿孔板共振吸声结构
Sabine公式
0.161V 0.161V T60 A S
T60 0.161V S ln( 1 ) 4mV
Eyring-Millington 公式
T60
0.161V （α<0.2） S 4mV
用于大空间厅堂（如音乐厅、 礼堂、体育馆、影剧院）
混响时间推荐值（500Hz与1000Hz平均值）
4.微穿孔板吸声结构
微穿孔板结构：板厚<1.0mm;穿孔率1%～5%; 孔径<1.0mm;空气层5～20cm 特点：
吸声频带较宽； 可用于高温、潮湿、腐蚀性气体或高速气流等其 它材料及结构不适合的环境中； 结构简单，吸声结构的理论计算与实测值接近。
7.4 室内声场和吸声降噪
7.4.1 室内声场 7.4.2 室内声衰减和混响时间 7.4.3 吸声降噪
房间类型 音乐厅 歌剧院 多功能厅 话剧院、会堂 普通电影院 立体声电影院 体育馆（多功能） 音乐录音室 T60（s） 1.5～2.1 1.2～1.6 1.2～1.5 0.9～1.3 1.0～1.2 0.65～0.9 <2.0 1.2～1.6 房间类型 强吸声录音室 电视演播室 语言 电视演播室 音乐 电影同期录音棚 语言录音室、电话会议室 琴室 T60（s） 0.4～0.6 0.5～0.7 0.6～1.0 0.4～0.8 0.3～0.4 0.4～0.6
RW0 W 10lg 10lg W0 4 r 2 I 0
R Lpd LW 10lg 2 4 r
b.混响声场
自由程：声波每相邻两次反射所经过的路程称作自由程。 平均自由程：许多次反射之间声波传播距离的平均值。
平均自由程 d 4V S
d 4V c cS
1. 吸声系数
材料吸收的声能与入射到材料上的总声能的比 值，与材料性能、声波频率以及入射方向有关。
E Ei Er 1 rI 1 rp 2 Ei Ei
0 1
2. 平均吸声系数和降噪系数
125 250 500 1000 2000 4000
7.2.2 吸声机理
7.2.3 影响材料吸声的因素
1.空气流阻 2.孔隙率 3.材料厚度的影响 4.材料平均密度的影响 5.背后空腔的影响 6. 护面层的影响 7. 温度、湿度的影响
1. 空气流阻（Rf）
定义：在稳定气流状态下，吸声材料两面的静压强 差与气流线速度之比。
特殊吸声结构
空间吸声体 吸声尖劈
多孔吸声材料应用
教室
写字楼
木丝吸音板 会议室 剧院
多孔吸声材料应用
珍珠岩吸音板
隧道
高速公路
多孔吸声材料应用
玻璃纤维天花板
布艺吸音板
木质吸音板
音乐厅
学术报告厅
变电室
7.1.2 吸声性能评价量
1. 吸声系数 2. 平均吸声系数和降噪系数 3. 吸声量
4. 声阻抗
0.06 0.60 0.83 0.56 0.48 0.05 0.70 0.90 0.12 0.19 0.31
贴实 贴实 墙面粉刷
2.5 3.0 0.3 0.5 0.8 1.1
钉 在 龙 骨 上
贴实 后留10cm空气层 后留5cm空气层 后留5～15cm空气层 后留5cm空气层 后留5cm空气层
4.4 5.0 2.0 1.0 3.13 5.0 8.0 3.0
0.10 0.06 0.46 0.09 0.64 0.25 0.03 0.25 0.62 0.21 0.55 0.03 0.28
0.12 0.09 0.78 0.30 0.48 0.40 0.04 0.63 0.53 0.19 0.30 0.03 0.30
0.16 0.04 0.50 0.32 0.56 0.42 0.05 0.70 0.71 0.08 0.16 0.04 0.33
矿渣吸声砖、膨胀珍珠岩吸声砖、陶土吸声砖
使用情况
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。
装配式加工，多用于室内吸声。
多用于砌筑界面较大的消声装置。
质轻、不燃、保温、隔热。 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
第七章 吸声降噪技术
7.1 吸声材料 7.2 多孔性吸声材料 7.3 共振吸声结构 7.4 吸声降噪
7.1 吸声材料
7.1.1 吸声材料（结构）的分类 7.1.2 吸声性能评价量
7.1.1 吸声材料（结构）的分类
纤维材料 多孔性吸声材料 颗粒材料 泡沫材料
吸 声 材 料
薄膜共振吸声结构 薄板共振吸声结构 共振吸声结构 穿孔板共振吸声结构 微穿孔板共振吸声结构
1.薄板吸声结构
系统共振频率：
1 fr 2
0 c 2 K AD A
薄板共振吸声结构吸声原理

薄板厚度：3-6mm 空气层厚度：3-10cm 吸声频带：80-300Hz 吸声系数：0.2-0.5
2.薄膜吸声结构
系统共振频率：
膜 状 材 料
1 fr 2
0c 2 60 AD AD
125 250 500 1000 2000 4000
装置情况
0.05 0.03 0.24 0.16 0.21 0.02 0.05 0.10 0.21 0.01 0.03 0.06
0.07 0.05 0.14 0.12 0.46 0.16 0.03 0.11 0.36 0.73 0.25 0.02 0.15
6
平均吸声系数
降噪系数NRC
250 500 1000 2000
4
3. 吸声量
表示方法：
A S
A ( i Si )
i
房间总吸声量：
平均吸声系数：
1 Si
i
( S )
i i i
4.声阻抗
反映材料对声能阻抗性能的物理量（ρ0c）
7.2 多孔性吸声材料