室内噪声控制基础：一些基本概念及设计原则

2018-4-27 16:21| 发布者: weixin| 查看: 786| 评论: 0|原作者: weixin|来自: 声振之家公众号

摘要: 本文介绍了关于室内噪声控制的一些基本概念及设计原则

　　1. 直达声场
　　室内噪声的来源，有通过空气传到受声点的声音，即直达声。从声源直接到达受声点的直达声形成的声场叫直达声场。

　　2. 混响声场
　　室内噪声的来源，还有通过室内各墙壁面反射到受声点的声音，即混响声。

　　经过房间壁面一次或多次反射后到达受声点的反射形成的声场叫混响声场。

　　在室内声场中，声波每相邻两次反射所经过的路程称为自由程。

　　由于壁面的声学性质不均匀，房间形状不规则，室内人和物的反射现象十分复杂，经多次反射声场中声音的传播规律依赖于房间的大小和房内各个表面的反射性质。

　　3. 扩散声场
　　扩散声场是指有声源的房间内，声能量密度处处相等，并且在任何一点上，从各个方向传来的声波几率都相等的声场。

　　在这种理想化的声场中，声波的相位是无规则的。一般情况下，对于所有内壁面均光滑、坚硬，并且天花板、四壁为一定不规则形状的大房间，声源在室内产生的声场非常接近扩散声场。扩散声场包含直达声场和混响声场，是由两声场叠加形成。

　　4.混响时间
　　当室内声场达到稳态后，声源突然停止发声，室内声能密度衰减到原来的百万之一，即声压级衰减60dB所需要的时间，称为混响时间，记作T60，单位为秒。

　　5.吸声性能评价
　　吸声材料或吸声结构的声学性能与频率有关，通常采用吸声系数、吸声量、流阻等三个与频率有关的物理量来评价。

　　室内某点的声能密度应为直达声能密度与混响声能密度之和，最后得到室内某点的声压级为：

　　混响时间：当室内声场达到稳定后，声源突然停止发声，室内声能密度衰减到原来的百万分之一，即声压级衰减60dB，记作T60。

　　当室内声音频率低于2000Hz时，衰减系数m可忽略不计，则上式可简化为

　　吸声减噪量的计算
　　混响半径

　　吸声减噪量：吸声处理前的声压级和处理后声压级之差。

　　对于处于混响半径以外的区域，上式可简化为：

　　对于一般室内稳态声场，可用下式计算其吸声降噪量

　　当受声点离声源很近，即在混响半径以内的位置，1/4πr^2远大于4/R时，ΔLp的值很小。即近声源处，吸声降噪的方法作用不大。

　　如果1/4πr^2远小于4/R，且吸声处理前后的面积不变的条件，则上式可简化为：

　　此式适用于远离声源处的吸声降噪时的估算。

　　对于一般室内稳态声场，如工厂厂房，都是砖及混凝土砌墙、水泥地面与天花板，吸声系数都很小，则上式又可简化为：

　　利用吸声系数和混响时间的关系，避免了计算吸声系数的麻烦和不准确。上式又可简化为：

　　吸声减噪设计的原则

   1、总原则
　　应先对声源进行隔声、消声等处理，当噪声源不宜采用隔声措施，或采用了隔声手段后仍不能达到噪声的标准时，可采用吸声处理来作为辅助手段。

　　2、基本原则
　　  · 单独的风机房、泵房、控制室等房间面积较小，所需降噪量较高时，可对天花板、墙面同时作吸声处理;
　　  · 车间面积较大时，宜采用空间吸声体，平顶吸声处理;
　　  · 声源集中在局部区域时，宜采用局部吸声处理，并同时设置隔声屏障;
　　  · 噪声源比较多而且较分散的生产车间宜作吸声处理;
　　  · 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;
　　  · 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%;
　　  · 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50~200mm。
　　  · 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，也要注意设件的布置。

　　吸声减噪设计的特点

　　  · 吸声处理只对混响声有效，对直达声无效;
　　  · 直达声压级一定，减噪与壁面平均吸声系数有关，与房间总面积、容积无关;
　　  · 原房间平均吸声系数越小，处理后效果越显著。

　　吸声减噪设计步骤

      · 实测处理前室内噪声，确定某点噪声允许值，二者差值为减噪量。
　　  · 根据测量求得处理前室内平均吸声系数及房间常数。
　　  · 根据减噪量及第二步的结果，求得处理后的房间常数和平均吸声系数。
　　  · 根据需要达到的平均吸声系数选择适当的材料和结构。

　　隔声概述
　　隔声：用构件将噪声源和接收者分开，阻断空气声的传播，从而达到降噪目的的措施。

　　隔声原理：声波在通过空气的传播途径中，碰到匀质屏蔽物时，由于两分界面特性阻抗的改变，只有一部分声能可以透过屏蔽物传到另一个空间中。

　　隔声构件：具有隔声能力的屏蔽物

　　隔声门：
　　  · 双层轻便门，在两层间加吸声处理，采用多层复合结构
　　  · 门缝密封

　　隔声窗：采用双层和多层玻璃

　　隔声间

隔声间(室)：由不同隔声构件组成的具有良好隔声性能的房间。

　　结构：封闭式与半封闭式两种，一般多用封闭式。

　　隔声间除需要有足够隔声量的墙体外，还需设置具有一定隔声性能的门、窗或观察孔等。

　　声屏障声

屏障的降噪原理
　　具有较大隔声量，且尺寸大于入射声波波长的障碍物，可以反射大部分声能，在其后形成声影区，该区域内仅能接收到很少的投射声能和衍射声能。

　　声屏障设计要点：
　　  · 声屏障本身要具有足够的隔声量
　　  · 声屏障必须配合一定的吸声处理
　　  · 声屏障主要用于阻断直达声
　　  · 声屏障与其他构件的连接处，要密封
　　  · 声屏障的设计要符合力学要求
　　  · 声屏障的高度和长度的计算要有现场实际情况计算确定

　　振动控制的基本方法

振动的传播规律

　　振动源→传递介质→接受者

　　振动控制的基本方法：
　　  · 减少振动源的扰动
　　  · 防止共振
　　  · 采用隔振技术

　　本文根据百度文库《室内噪声控制》报告整理编辑而成。

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