第九章-隔声技术课件.ppt

1、2吸声技术的基本思路：3隔声技术的基本思想-把噪声包起来4声波的反射、折射和透射折射及折射及折射及折射及0EEEEEEEE0221122110ccccEE声阻抗声阻抗( (z z)=)=介质密度介质密度()()声速声速(c)(c)22111102cccEE反射系数：反射系数：透射系数：透射系数：材料材料5 9.1 9.1 隔声原理隔声原理 9.2 9.2 隔声性能的评价隔声性能的评价 9.3 9.3 单层隔声结构单层隔声结构 9.4 9.4 双层隔声结构双层隔声结构6 9.1 9.1 隔声原理隔声原理 当声波在传播途径中，遇到匀质屏障物时，由于介质特性阻抗的变化，使部分声能被屏障物反射回去，一

2、部分被屏障物吸收，只有一部分声能可以透过屏障物辐射到另一空间去，透射声能仅是入射声能的一部分。由于反射与吸收的结果，从而降低噪声的传播。由于传出来的声能总是或多或少地小于传进来的能量，这种由屏障物引起的声能降低的现象称为隔声隔声。 具有隔声能力的屏障物称为隔声结构隔声结构或隔声构件隔声构件。221122110ccccEE反射系数：反射系数：781.1.透声系数透声系数 隔声构件透声能力的大小，用透声系数透声系数 来表示，又称为传声系数或透射系数，即， 0EE折射及折射及折射及折射及0EEEE材料材料 它的值介于 0 和 1 之间。值越小，表示隔声性能越好。 一般隔声构件的透声系数值很小，约在

3、之间，使用很不方便。 5110109.2 9.2 隔声性能的评价隔声性能的评价92. 2. 隔声量隔声量 隔声量又称透射损失、传声损失，表示构件本身的隔声能力，记作TL ，单位为dB，即， 1lg10TL透声系数和隔声量是两个相反的概念。 有两堵墙，透声系数分别为0.01和0.001 ，则隔声量分别为：【例例】dBTL2001. 01lg10dBTL30001. 01lg1010 隔声量是频率的函数，同一隔声材料或构件，对于不同频率的声波具有不同的隔声量。 在工程上常用 125 4000Hz的 6 个倍频程隔声量的算术平均值来表示隔声材料或构件的隔声性能，称为平均隔声平均隔声量量，记为 。3.

4、3.平均隔声量平均隔声量 LT11若假设：若假设：（1）声波垂直入射；（2）构件把空间分为两个半无限空间，而且构件的两侧均为通常状况下的空气；（3）构件为无限大，即不考虑边界的影响；（4）把构件看作一个质量系统，即不考虑其刚性、阻尼；（5）构件上各点以相同的速度振动。 1. 1. 隔声的质量定律隔声的质量定律 9.3 9.3 单层隔声结构单层隔声结构隔声量：隔声量：dBfmTL5 .42lg20lg20。入射声波的频率，构件的面密度，z;/kg2Hfmm式中：式中： 对于某一频率，构件的隔声量是随面密度的对于某一频率，构件的隔声量是随面密度的增加而增加的；而对于某一构件而言，隔声量又增加而增加

5、的；而对于某一构件而言，隔声量又随频率的增加而增加。这种隔声量随面密度递增随频率的增加而增加。这种隔声量随面密度递增的规律，称为的规律，称为隔声的质量定律隔声的质量定律。12 常用隔声材料的密度常用隔声材料的密度13单层墙的隔声量同面密度和频率的关系单层墙的隔声量同面密度和频率的关系 dBfmTL5 .42lg20lg2014质量定律线质量定律线dBmfTL5 .42lg20dBfmTL5 .42lg20lg20隔声量：隔声量：15 2.2.吻合效应吻合效应 当入射波频率达到某一频率时，构件中固有弯当入射波频率达到某一频率时，构件中固有弯曲波波长曲波波长 正好等于空气中入射波波长正好等于空气中

6、入射波波长 在构件上在构件上的投影时，即的投影时，即 ，便发生了波的吻合，便发生了波的吻合，构件振动最大，透声也最多。此时，透射声波几乎构件振动最大，透声也最多。此时，透射声波几乎以原来不变的声强向前传播，故隔声量下降，不再以原来不变的声强向前传播，故隔声量下降，不再遵守质量定律，这种现象称为遵守质量定律，这种现象称为“吻合效应吻合效应”。BBsin/B163.3.发生吻合效应的条件发生吻合效应的条件sinB4.4.临界吻合频率临界吻合频率BcfEhcfc)1 (12222板厚板厚材料的弹性模量材料的弹性模量板的密度板的密度材料的泊松比材料的泊松比( (一般取一般取0.3)0.3)构件中固有弯

7、构件中固有弯曲波波长曲波波长声波波长声波波长入射角入射角 当 时，相应的入射声波的频率为发生吻合效应的最低频率，称为临界吻合频率，记为 17薄、轻、柔的墙，fc高；厚、重、刚的墙，fc低。Ehcfc)1 (12222厚度厚度/cm185.5.单层匀质结构的隔声频率特性曲线单层匀质结构的隔声频率特性曲线fK（共振频率）（临界吻合频率）刚度控制 工程设计中应尽量使板材的fc避开需降低的噪声频段，或选用薄而密实的材料使fc升高至人耳不敏感的4kHz以上的高频段，或选用多层结构以避开临界吻合频率。或采取增加墙板阻尼的办法来提高吻合区的隔声量。199.4 9.4 双层隔声结构双层隔声结构 单层墙的隔声主

8、要受质量定律的支配主要受质量定律的支配，要想提高墙的隔声能力，就要增加墙的质量与厚度，这样不仅大大增加了结构的自重，而且也占去了有效的建筑面积，很不经济。20 实践证明，具有空气夹层的双层结构，要比同一重量的单层结构的隔声量大610dB；如果隔声量相同，夹层结构的重量要比单层结构的重量轻2/33/4。21 当声波入射到第一层墙板时，激起第一层墙板振动，墙板的振动向板间空气层辐射声音，声波在夹层中继续衰减前进，再次激发第二层墙板振动，由第二层墙板向邻室空间辐射声音。由于声波经过多次反射而使声强逐级衰减的缘故，所以除了墙板本身的因素外，还附加了一个较大的空气层衰减，从而使墙体总的隔声量提高。 51

9、01520253051015200空气层厚度空气层厚度/cm/cm附加隔声量附加隔声量/dB/dB双层墙的附加隔声量与空气层厚度的关系1. 1. 双层墙的隔声机理双层墙的隔声机理2202 f0f2. 2. 双层墙的隔声特性曲线双层墙的隔声特性曲线bmmf)(120210当入射声波半波长的整数倍等于空气层的厚度时，发生一系列的驻波驻波共振共振。共振频率：共振频率：高阶共振频率：高阶共振频率：nb2nb2bcncfn2b23空气层的厚度为10cm，计算产生驻波的频率。【例例】bcncfn21 . 02340nn1700Hzf17001Hzf34002Hzf5100324单层墙双层墙a 双层墙无吸声

10、材料， b 双层墙有少量吸声材料， c 双层墙满铺吸声材料，3. 3. 空气层中填充多孔吸声材料空气层中填充多孔吸声材料（临界吻合频率）6dB/倍频程12dB/倍频程25a 双层墙无吸声材料， b 双层墙有少量吸声材料， c 双层墙满铺吸声材料， d 双层墙隔声量， e 单层墙隔声量 abcde空气层中填充吸声材料后的隔声特性曲线空气层中填充吸声材料后的隔声特性曲线26式中：m单层壁的单位面积重量 。（1）设计中尽量使其共振频率在63Hz以下。为此，对中间为空气层的双层壁，其空气空气层厚度不应小于以下数值：层厚度不应小于以下数值：md/180min2/mkg在实际设计中应注意注意以下几点：27

11、（2）避免声桥对双层隔声结构隔声性能避免声桥对双层隔声结构隔声性能的影响的影响 声桥声桥 一般非刚性连接的隔声量比刚性连接的高510dB。为避免刚性连接避免刚性连接，可在两个单层壁的连接处和骨架上，垫上或嵌入橡皮、软木等弹性材料。28 设计和设置双层隔声结构时还应注意不可使双层板材有刚性接触，以免由于振动的传递而使夹层的空气或吸声材料失去作用，这种双层板的刚性连接称之为声桥声桥。为避免形成声桥和减弱声桥的作用，除将双层板的边缘固定之外，在两板之间不宜再加支撑物体。如工程上需要再两板之间加支撑物，则应使用弹性支撑。分室轻墙（如石膏板隔断）做成双层结构内填吸声材料骨架骨架29双层墙的空气层隔声30

12、（3）在设计时，应尽量避免隔声量要求在设计时，应尽量避免隔声量要求较高的频率范围与空气层共振频率吻合。较高的频率范围与空气层共振频率吻合。当入射声波半波长的整数倍等于空气层的厚度时，发生一系列的驻波驻波共振共振。31（4）为避免吻合低谷太深，双层墙的临界为避免吻合低谷太深，双层墙的临界频率应相互错开频率应相互错开。a 双层墙无吸声材料， b 双层墙有少量吸声材料， c 双层墙满铺吸声材料， d 双层墙隔声量， e 单层墙隔声量 abcde32（5）在双层墙中填充或悬挂柔性吸声材料在双层墙中填充或悬挂柔性吸声材料，还可以进一步提高隔声量，也能改善双层结构共振频率和临界频率下的隔声性能。33（6）

13、孔洞、缝隙对隔声量的影响孔洞、缝隙对隔声量的影响 空隙是隔声结构的薄弱环节，如空隙面积占整个面积的1/100时，则该结构隔声量不会超过20dB；当空隙面积占整个面积的1/10时，则隔声量最大也不能高于10dB。 为达到隔声目的，设法填塞隔声结构中的孔、洞、缝（如通风口、电缆孔等）是十分重要。34隔音材料隔音材料的的种类种类 种类代表性材料匀质结构匀质板、合板中空结构二块匀质板，中间设有空气层三明治型多孔型三明治中间空气层填充多孔材料弹性型三明治中间空气层填充发泡材料蜂巢型三明治中间空气层加入蜂巢材料35隔声墙隔声墙36隔声墙隔声墙37隔声门隔声门38 如果在声屏障朝向声源的一面铺加一层吸声材料

14、，并尽量靠近声源，会提高隔声效果。声屏障声屏障39声屏障隔音屏障隔音屏障40隔声罩发电机隔声罩41隔声罩隔声罩 隔声罩外层常用隔声罩外层常用1-3mm厚的钢板制成，厚的钢板制成，内涂阻尼漆、沥青等阻尼层，目的是防止内涂阻尼漆、沥青等阻尼层，目的是防止吻合效应和钢板低频共振。为了提高降噪吻合效应和钢板低频共振。为了提高降噪效果，内层再铺一层吸声材料（如玻璃棉、效果，内层再铺一层吸声材料（如玻璃棉、微穿孔板等）。微穿孔板等）。隔振器隔振器吸声材料吸声材料42降低机器噪声的各种措施与效果降低机器噪声的各种措施与效果43444546隔声间隔声间 1.隔声间的内表面，应覆以吸声系数高的材料作为吸声饰面。

15、 2. 隔声间门的面积应尽量小些，密封应尽量好些。 47u隔音窗隔音窗 90的外部噪声是从门窗传进来的。选用中空双层玻璃窗和塑钢平开密封窗，可以隔离7080的噪声，而普通的铝合金单层玻璃窗只能隔离3040的噪声。 双真空层隔音玻璃 1280元/m2 4849 隔声垫（毡）隔声垫（毡）是兼具阻尼性的隔声材料，其最大优点就是共振效率与吻合谷频率远远超出可闻声频率范围内，即无共振及吻合效应，它能弥补其它的板材在共振与吻合谷频率带中隔声量大大下降的不足。 5mm厚的隔声垫可显著降低楼板撞击声传声量达21dB； 5051隔声材料 隔声材料应有良好的声反射性能，较差的吸声性能。一般采用致密、无孔隙、质量较

16、大的材料。 良好的隔声材料往往是较差的吸声材料。 常用的隔声材料：铅、钢、混凝土、砖、玻璃、铝、石膏板、胶合板、木材等。52 对于单一材料对于单一材料( (不是专门设计的复合材料不是专门设计的复合材料) )来说，吸声能力与隔声效果往往是不能兼顾的来说，吸声能力与隔声效果往往是不能兼顾的。如上述砖墙或钢板可以作为好的隔声材料，但吸声效果极差;反过来，如果拿吸声性能好的材料(如玻璃棉)做隔声材料，即使声波透过该材料时声能被吸收99%(这是很难达到的)，只有1%的声能传播到另一空间，则此材料的隔声量也只有20db，并非好的隔声材料。有人把吸声材料误称为“ 隔音材料 ”是不对的。如果有人介绍某种单一材

17、料吸声好隔声也好，那他不是不懂就是在骗人了。 5354 【作业作业】用自己的话总结吸声和隔声的区别？用自己的话总结吸声和隔声的区别？目的：目的：原理：原理：材料：材料：5556 入射频率在1003200Hz内，单层匀质墙的平均隔声量：2. 2. 隔声量的经验公式隔声量的经验公式 26lg5 .14lg5 .14fmTL)/200( 14lg5 .132mkgmmLT )/200( 8lg162mkgmmLT5722itititppWWII1lg10lg20lg10lg10itittippWWIITL5821wwLLIL59)2(1lg(10211cmTL11lg20cfmTL605 .42lg

18、20lg20fmTL5 .47lg5 .18mfTL8lg16/20014lg5 .13/20022mTLmkgmmTLmkgm时：时：61EDcfco/556. 026263)2(1lg(1020cfmTL)11(22100mmDcf64TLfmmTL30lg16)lg(1621RmmTLmkgmmRmmTLmkgmm8)lg(16/200)(14)lg(5 .13/200)(2122121221时：时：6566iTLi1 . 010iiiSSiTLiiSSTL1.010lg101lg1067SATLILlg1068)101lg(101 . 0 TLIL11 . 0010/101/1lg10

19、lg10SSSSTLILTL697071量有上升；增加板厚和阻尼，可是隔声量下降的趋势减缓72 当声波遇到一个墙壁时，将发生透射和反射。设入射声波能量为 这个墙壁的隔声效果可以用透射系数 来表示，它定义为： 对于大多数结构，透射系数 远远小于1。为了计算方便，在噪声控制工程中，常采用隔声量(又称传声损失)表示隔声结构的隔声效果，它定义为： 一个隔声结构的隔声量与声波入射角、频率有关。 7374单层介质的隔声频率特性单层介质的隔声频率特性7576777879 临界吻合频率：临界吻合频率：能产生吻合效应的最低入射频率称为临界吻合频率，简称临界频率，用fc表示。808182 主要是有安静要求的房间，如录音室、演播室、旅馆客房、居民住宅卧室等等。