扩散声场与自由声场完全相反,在扩散声场中,声波接近全反射的状态。例如,在室内 人听到的声音除来自声源的直达声外,还有来自室内各表面的反射声。如果室内各表面非常 光滑.声波传到壁面上会完全反射回来。如果室内各处的声压几乎相等,声能密度也处处均 匀相等.那么这样的声场就叫做扩散声场(混响声场)。在声学研究中,可以专门创建具有扩 散声场性能的房间,即混响室。它可用来做各种材料的吸声系数测量,测试声源的声功率和 做不同混响时间下语言清晰度试验等 1.3.1.3半自由声场 在实际工程中,遇到最多的情况,既不是完全的自由声场,也不是完全的混响声场,面 是介于二考之间,这就是半自由声场。在工厂的车间厂房里,壁面和吊顶是用普通砖石土木 结构建造的,有部分吸声能力,但不是完全吸收,这就是半自由声场的情况。根据环境吸声 能力的不同,有些半自由声场接近自由声场一些,有的更接近扩散声场。 噪声在传播中的衰减 声源发岀的噪声在媒介中传播时,其声压或声强将随着传播距离的增加面逐渐衰减。造 成这种衰减的原因有二个:一是传播衰减,二是空气对声波的吸收。 1.3.2.1传播衰减 声波在传播过程中波阵面要扩展,波阵面面积随离声源的距离增加面不断扩大,这样通 过单位面积的能量就相应减小。由于波阵面扩展而引起的声强随距离而减弱的现象称为传播 衰减。 对于平面波,其声强I=W/S。由于平面波的波阵面S为常数,所以声强I也是常数 即声波传播几乎无衰减 球面波可看作是点声源向四周辐射的声波,当声源的大小与到接收者的距离r相比小得 多时(一般为3-5倍),可特此声源看做点声源。很多噪声源诸如飞机、单个车辆等都可近似 地看做点声源。球面波的波阵面面积与离声源的距离平方成正比,声强与距离平方成反比 如果在距离声源为n处的声强级为LdB,则在距离r2处的声强级就应为 L2=LI--20lgr2/ 核面波可以看做是“线声源”向四周辐射的声波。线声源是由大量分布在直线上且十分靠近 的点声源组成。常见的线声源如工厂中互相靠近的机器、传送带、公路上车辆从火车铁路噪 声等。 1.3.2.2空气的吸声 噪声的声波在传播过程中除了传播衰减外,还有因为空气对声波能量的吸收而引起的声 强的减小,距离愈远,空气的声吸收也愈大。因声吸收而引起的声强随距离的指数衰减关系 (以沿x方向的平面波为例)为: I=loe 2a 其中I0为x=0处的声强,a为空气的吸声系数。吸声系数a与介质的温度和湿度有关, 还与声波的频率有关。一般与频率的平方成正比。声波的频率愈高,空气的吸收也愈频率愈 低,吸收愈小 由上式可知,高频声波比低频声波衰减得快,当传播距离较大时其衰减值是很大的,因 此高频声波是传不远的。从远距离传来的强噪声如飞机声、炮声等都是比较低沉的,这就是 在长距离的传播过程中高频成分衰减得较快的缘故 除了空气能吸收声波外,一些材料例如玻璃棉、毛毡、泡沫塑料等也会吸收声音.称为 吸声材料。当声波通过这些多孔性吸声材料时,出于材料本身的内摩擦和材料小孔中的空气 与孔壁间的摩擦,使声波能量受到很大的吸收并衰减,这种吸声材料能有效地吸收入射到它 上面的声能 1.3.3声波的反射
扩散声场与自由声场完全相反，在扩散声场中，声波接近全反射的状态。例如，在室内， 人听到的声音除来自声源的直达声外，还有来自室内各表面的反射声。如果室内各表面非常 光滑．声波传到壁面上会完全反射回来。如果室内各处的声压几乎相等，声能密度也处处均 匀相等．那么这样的声场就叫做扩散声场(混响声场)。在声学研究中，可以专门创建具有扩 散声场性能的房间，即混响室。它可用来做各种材料的吸声系数测量，测试声源的声功率和 做不同混响时间下语言清晰度试验等。 1．3．1．3 半自由声场 在实际工程中，遇到最多的情况，既不是完全的自由声场，也不是完全的混响声场，面 是介于二考之间，这就是半自由声场。在工厂的车间厂房里，壁面和吊顶是用普通砖石土木 结构建造的，有部分吸声能力，但不是完全吸收，这就是半自由声场的情况。根据环境吸声 能力的不同，有些半自由声场接近自由声场一些，有的更接近扩散声场。 1．3．2 噪声在传播中的衰减 声源发出的噪声在媒介中传播时，其声压或声强将随着传播距离的增加面逐渐衰减。造 成这种衰减的原因有二个：一是传播衰减，二是空气对声波的吸收。 1．3．2．1 传播衰减 声波在传播过程中波阵面要扩展，波阵面面积随离声源的距离增加面不断扩大，这样通 过单位面积的能量就相应减小。由于波阵面扩展而引起的声强随距离而减弱的现象称为传播 衰减。 对于平面波，其声强 I＝W／S。由于平面波的波阵面 S 为常数，所以声强 I 也是常数， 即声波传播几乎无衰减。 球面波可看作是点声源向四周辐射的声波，当声源的大小与到接收者的距离 r 相比小得 多时(一般为 3—5 倍)，可特此声源看做点声源。很多噪声源诸如飞机、单个车辆等都可近似 地看做点声源。球面波的波阵面面积与离声源的距离平方成正比，声强与距离平方成反比。 如果在距离声源为 rl 处的声强级为 LldB，则在距离 r2 处的声强级就应为： L2＝L1—20lgr2/r1 核面波可以看做是“线声源”向四周辐射的声波。线声源是由大量分布在直线上且十分靠近 的点声源组成。常见的线声源如工厂中互相靠近的机器、传送带、公路上车辆从火车铁路噪 声等。 1．3．2．2 空气的吸声 噪声的声波在传播过程中除了传播衰减外，还有因为空气对声波能量的吸收而引起的声 强的减小，距离愈远，空气的声吸收也愈大。因声吸收而引起的声强随距离的指数衰减关系 (以沿 x 方向的平面波为例) 为： I＝I0e －2ax 其中 I0 为 x＝o 处的声强，a 为空气的吸声系数。吸声系数 a 与介质的温度和湿度有关， 还与声波的频率有关。一般与频率的平方成正比。声波的频率愈高，空气的吸收也愈频率愈 低，吸收愈小。 由上式可知，高频声波比低频声波衰减得快，当传播距离较大时其衰减值是很大的，因 此高频声波是传不远的。从远距离传来的强噪声如飞机声、炮声等都是比较低沉的，这就是 在长距离的传播过程中高频成分衰减得较快的缘故。 除了空气能吸收声波外，一些材料例如玻璃棉、毛毡、泡沫塑料等也会吸收声音．称为 吸声材料。当声波通过这些多孔性吸声材料时，出于材料本身的内摩擦和材料小孔中的空气 与孔壁间的摩擦，使声波能量受到很大的吸收并衰减，这种吸声材料能有效地吸收入射到它 上面的声能。 1．3．3 声波的反射
噪声声波在传播过程中经常会遇到障碍物,这时声波将从一个媒质(空气)入射到另媒质 中去。由于这两种媒质的声学性质不同,一部分声波从障碍物表面上反射回去,而另部分声 波则透射到障碍物里面去。反射声强I与入射声强I0之比称为声强反射系数r1a ri=l/lo 透射声强I1与入射声强I0之比叫透射系数t。 若有两种媒介互相接触,媒介的密度与其声速的乘积即特性阻抗分别为pc1与p2c2 则声波垂直入射到交界面上时声强反射系数为 由此可知,反射系数取决于介质的特性阻抗pic与ρc,当两种媒质特性阻抗接近时 即pe2≈pen,则ri≈O,声波没有反射而全部透射至第二种媒介当pc2》pnc1时,n≈1,这表 当两种媒介的特性阻抗相差很大时,声波的能量将从分界面全部反射回原媒质中去。当 pc2gpc1时,r1≈1l,这表明声波几乎全部反射,但反射波与入射波的位相相反。 根据以上原理,利用介质不同的特性阻抗,可以达到减噪目的。例如,在室外测量噪声 时,坚硬的地面、公路和建筑物表面都是反射面,如果在反射面上铺以吸声材料,那么反射 的声能将减少。由于声波的反射特性,在室内安装的机器所发出的噪声就会从墙面、地面、 天花板上及室内各种不同物体上多次反射,这种反射声的存在使噪声源在室内的声压级比在 露天中相同距离上的声压级要提高10一15dB。为了降低室内反射声的影响,在房间内表面 覆盖一层吸声性能良好的材料,就可以大大降低反射声,从而使整个房间的噪声得到减弱, 这也是经常采用的降低厂房噪声的一种方法 1.3.4声波的干涉 两列或数列声波同时在一媒质中传播并在某处相遇,在相遇区内任一点上的振动将是两 个或数个波所引起振动的合成。一般地说,振幅、频率和位相都不同的波在某点叠加时比较 复杂。但如果两个波的频率相同、振动方向相同、位相相同或位相差固定,那么这两列波叠 加时在空间某些点上振动加强,而在另一些点上振动减弱或相互抵消,这种现象称为波的干 涉现象。能产生干涉现象的声源称为相干声源。声波的这种干涉现象在噪声控制技术中被用 来抑止噪声 1.3.5声波的折射 声波在传播途中遇到不同介质的分界面时,除了发生反射外,还会发生折射,声波折射 时传播方向将改变,声波从声速大的介质折射入声速小的介质时,声波传播方向折向分界面 的法线;反之,声波从速度小介质折射入声速大的介质时,声波传播方向折离法线。由此可 见,声波的折射是由声速决定的.即使在同一介质中如果存在着速度梯度时各处的声速不同, 同样会产生折射。例如大气中白天地面温度较高,因而声速大,声速随离地面的高度而降低。 反之,晚上地面温度较低,因而声速较小,声速随高度而增加。这种现象可用来解释为什么 声音在晚上要比白天传播得远些。此外,当大气中各点风速不同时,噪声传播方向也会发生 变化的。当声波顺风传播时,声波传播方向即声线向下弯曲,当声波逆风传播时,声线向上 弯曲并产生影区,这一现象可解释逆风传播的声音常常难以听清 1.3.6声波的绕射 当声波遇到障碍物时除了发生反射和折射外还会产生绕射现象。绕射现象与声波的频 率、波长及障碍物的大小都有关系。如果声波的频率比较低、波长较长,而障碍物的大小比 波长小得多,这时声波能绕过障碍物,并在障碍物的后面继续传播,这种情况为低频绕射 如果声波的频率比较高,波长较短,而障碍物又比波长大得多,这时绕射现象不明显。 在障碍物的后面声波到达得就较少,形成一个明显的“影区” 绕射现象在噪声控制中是很有用处的。隔声屏障可以用来隔住大量的高频噪声,它常被 用来减弱高频噪声的影响。例如可以在辐射噪声的机器和工作人员之间,放置一道用金属板 或胶合板制成的声屏障,就可减弱高频噪声。屏障的高度愈高、面积愈大效果就愈好,如果
噪声声波在传播过程中经常会遇到障碍物，这时声波将从一个媒质(空气)入射到另媒质 中去。由于这两种媒质的声学性质不同，—部分声波从障碍物表面上反射回去，而另部分声 波则透射到障碍物里面去。反射声强 Ir与入射声强 I0 之比称为声强反射系数 r1。 r1=Ir/I0 透射声强 It 与入射声强 I0 之比叫透射系数 t1。 若有两种媒介互相接触，媒介的密度与其声速的乘积即特性阻抗分别为 ρ1c1 与 ρ2c2， 则声波垂直入射到交界面上时声强反射系数为 由此可知，反射系数取决于介质的特性阻抗 ρ1c1 与 ρ2c2，当两种媒质特性阻抗接近时， 即 ρ2c2≈ρ1c1，则 r1≈0，声波没有反射而全部透射至第二种媒介.当 ρ2c2»ρ1c1 时，r1≈1，这表示 当两种媒介的特性阻抗相差很大时，声波的能量将从分界面全部反射回原媒质中去。当 ρ2c2«ρ1c1 时，r1≈1，这表明声波几乎全部反射，但反射波与入射波的位相相反。 根据以上原理，利用介质不同的特性阻抗，可以达到减噪目的。例如，在室外测量噪声 时，坚硬的地面、公路和建筑物表面都是反射面，如果在反射面上铺以吸声材料，那么反射 的声能将减少。由于声波的反射特性，在室内安装的机器所发出的噪声就会从墙面、地面、 天花板上及室内各种不同物体上多次反射，这种反射声的存在使噪声源在室内的声压级比在 露天中相同距离上的声压级要提高 10 一 15dB。为了降低室内反射声的影响，在房间内表面 覆盖一层吸声性能良好的材料，就可以大大降低反射声，从而使整个房间的噪声得到减弱， 这也是经常采用的降低厂房噪声的一种方法。 1．3．4 声波的干涉 两列或数列声波同时在一媒质中传播并在某处相遇，在相遇区内任一点上的振动将是两 个或数个波所引起振动的合成。一般地说，振幅、频率和位相都不同的波在某点叠加时比较 复杂。但如果两个波的频率相同、振动方向相同、位相相同或位相差固定，那么这两列波叠 加时在空间某些点上振动加强，而在另一些点上振动减弱或相互抵消，这种现象称为波的干 涉现象。能产生干涉现象的声源称为相干声源。声波的这种干涉现象在噪声控制技术中被用 来抑止噪声。 1．3．5 声波的折射 声波在传播途中遇到不同介质的分界面时，除了发生反射外，还会发生折射，声波折射 时传播方向将改变，声波从声速大的介质折射入声速小的介质时，声波传播方向折向分界面 的法线；反之，声波从速度小介质折射入声速大的介质时，声波传播方向折离法线。由此可 见，声波的折射是由声速决定的．即使在同一介质中如果存在着速度梯度时各处的声速不同， 同样会产生折射。例如大气中白天地面温度较高，因而声速大，声速随离地面的高度而降低。 反之，晚上地面温度较低，因而声速较小，声速随高度而增加。这种现象可用来解释为什么 声音在晚上要比白天传播得远些。此外，当大气中各点风速不同时，噪声传播方向也会发生 变化的。当声波顺风传播时，声波传播方向即声线向下弯曲，当声波逆风传播时，声线向上 弯曲并产生影区，这一现象可解释逆风传播的声音常常难以听清。 1．3．6 声波的绕射 当声波遇到障碍物时除了发生反射和折射外还会产生绕射现象。绕射现象与声波的频 率、波长及障碍物的大小都有关系。如果声波的频率比较低、波长较长，而障碍物的大小比 波长小得多，这时声波能绕过障碍物，并在障碍物的后面继续传播，这种情况为低频绕射。 如果声波的频率比较高，波长较短，而障碍物又比波长大得多，这时绕射现象不明显。 在障碍物的后面声波到达得就较少，形成一个明显的“影区”。 绕射现象在噪声控制中是很有用处的。隔声屏障可以用来隔住大量的高频噪声，它常被 用来减弱高频噪声的影响。例如可以在辐射噪声的机器和工作人员之间，放置一道用金属板 或胶合板制成的声屏障，就可减弱高频噪声。屏障的高度愈高、面积愈大效果就愈好，如果
在屏障上再覆盖一层吸声材料则效果更好。 1.4噪声控制的基本途径 通过前而对噪声的产生、传播规律的学习,我们知道.只有当噪声源、介质、接收者三 因素同时存在时,噪声才对听者形成干扰,因此控制噪声必须从这三个方面考虑,既要对其 进行分别研究,又要将它作为一个系统综合考虑。控制噪声的原理,就是在噪声到达耳膜之 前,采用阻尼、隔声、吸声、个人防护和建筑布局等措施,尽力降低声源的振动,或者将传 播中的声能吸收掉.或者设置障碍,使声音全部或部分反射出去 1.4.1治理噪声源 要彻底消除噪声只有对噪声源进行控制。要从声源上根治噪声是比较困难的,而且受到 各种条件和环境的限制。但是,对噪声源进行一些技术改造是切实可行的,例如,改造机械 设备的结构,改进操作方法、提高零部件的加工精度、装配质量等。 1.4.1.1应用新材料、改进机械设备的结构 改进机械设备结构、应用新材料来降噪,效果和潜力是很大的。近些年,随着材料科技 的发展,各种新型材料应运而生,用一些内摩擦较大、高阻尼合金、高强度塑料生产机器零 部件已变成现实。对于风机,不同形式的叶片,产生的噪声也不一样,选择最佳叶片形状, 可以降低风机噪声。 对于旋转的机械设备.应尽量选用噪声小的传功方式。 1.4.1.2改革工艺和操作方法 1.4.1.3提高零部件加工材度和装配质量 1.4.2在噪声传播途径上降低噪声 1.4.2.1利用闹静分开的方法降低噪声 1.4.2.2利用地形和声源的指向性降低噪声 1.4.2.3利用绿化降低噪声 1.4.2.4采取声学控制手段 1.4.3接受点防护 1.4.3.1耳塞 耳塞是插入外耳道的护耳器,按其制作方法和使用材料可分成预模式耳塞、泡沫塑料耳 塞和入耳模耳塞等三类。预模式耳塞用软塱料或软橡胶作为材质,用模具制造,具有一定的 几何形状:泡沫塑料耳塞由特殊泡沫塑料制成,配戴前用手捏细,故人耳道中可自行膨胀 将耳道充满:人耳模耳塞把在常温下能固化的硅橡胶之类的物质注入外耳道,凝固后成型 良好的耳塞应具有隔声性能好、佩戴方便舒适、无毒、不影响通话、经济耐用等特点,又以 隔声性和舒适性最为重要 1.4.3.2防声棉 1.4.3.3耳罩和防声头盔 4.3.4隔声岗亭
在屏障上再覆盖一层吸声材料则效果更好。 1．4 噪声控制的基本途径 通过前而对噪声的产生、传播规律的学习，我们知道．只有当噪声源、介质、接收者三 因素同时存在时，噪声才对听者形成干扰，因此控制噪声必须从这三个方面考虑，既要对其 进行分别研究，又要将它作为一个系统综合考虑。控制噪声的原理，就是在噪声到达耳膜之 前，采用阻尼、隔声、吸声、个人防护和建筑布局等措施，尽力降低声源的振动，或者将传 播中的声能吸收掉．或者设置障碍，使声音全部或部分反射出去。 1．4．1 治理噪声源 要彻底消除噪声只有对噪声源进行控制。要从声源上根治噪声是比较困难的，而且受到 各种条件和环境的限制。但是，对噪声源进行—些技术改造是切实可行的，例如，改造机械 设备的结构，改进操作方法、提高零部件的加工精度、装配质量等。 1．4．1．1 应用新材料、改进机械设备的结构 改进机械设备结构、应用新材料来降噪，效果和潜力是很大的。近些年，随着材料科技 的发展，各种新型材料应运而生，用一些内摩擦较大、高阻尼合金、高强度塑料生产机器零 部件已变成现实。对于风机，不同形式的叶片，产生的噪声也不一样，选择最佳叶片形状， 可以降低风机噪声。 对于旋转的机械设备．应尽量选用噪声小的传功方式。 1．4．1．2 改革工艺和操作方法 1．4．1．3 提高零部件加工材度和装配质量 1．4．2 在噪声传播途径上降低噪声 1．4．2．1 利用闹静分开的方法降低噪声 1．4．2．2 利用地形和声源的指向性降低噪声 1．4．2．3 利用绿化降低噪声 1．4．2．4 采取声学控制手段 1．4．3 接受点防护 1．4．3．1 耳塞 耳塞是插入外耳道的护耳器，按其制作方法和使用材料可分成预模式耳塞、泡沫塑料耳 塞和入耳模耳塞等三类。预模式耳塞用软塑料或软橡胶作为材质，用模具制造，具有一定的 几何形状；泡沫塑料耳塞由特殊泡沫塑料制成，配戴前用手捏细，故人耳道中可自行膨胀， 将耳道充满；人耳模耳塞把在常温下能固化的硅橡胶之类的物质注入外耳道，凝固后成型。 良好的耳塞应具有隔声性能好、佩戴方便舒适、无毒、不影响通话、经济耐用等特点，又以 隔声性和舒适性最为重要。 1．4．3．2 防声棉 1．4．3．3 耳罩和防声头盔 1．4．3．4 隔声岗亭
2隔声 本章主要学习空气导声的隔声原理、隔声罩、隔声间、隔声屏的隔声性能和使用,隔声 结构的设计等内容。通过学习,能根据噪声源的特点,合理选择隔声处理的方式和结构, 进行简单的设计计算 2.1隔声原理 当具有一定能量的躁声入射到一个壁面上时,在声波的作用下,壁面按一定方式进行振 动,这部分声能称为透射声能,另外向外辐射噪声。对于大多数壁面来说,透射声能仅为入 射声能的几百分之一,或者更小,而绝大部分声能被反射回去。 在噪声控制技术中,常采用透射系数t来表示壁面的隔声能力,从第1章可知,透射系 数就是透射声强与入射声强的比值。透射系数一般远小于1,约在10-5-10-1之间。为了 计算方便,通常采用10lgl/t1来表示一个隔声构件的隔声能力,它称为隔声材料的固有隔声 量记为R,单位为分贝,定义为 R=1Olgl/tI t越小,R数值越大,壁面的隔声性能越好;相反,则隔声效果越差。要注意,传声损 失是只与隔墙本身的物理特性有关的量,它与“隔声量”的概念是有区别的。隔声量除了与 隔墙的进射损失有直接关系外,还与室内吸收大小有关。隔声量通常在实验室实测得到。 隔声量的大小与隔声构件的结构、性质和入射波的频率有关,同一构件对不同频率的声 音,其隔声性能可能有很大差别,因此工程中常用125Hz一4kHz六个倍频程中心频率的隔 声量的算术平均值来表示某一构件的隔声性能,也称为平均隔声量。另外,ISO推荐用隔声 指数来评价构件的隔声性能 应该注意,一个机器房中的噪声不仅通过壁面向相邻房间传播,还可通过天花板、地板、 孔和缝隙等途径传播 2.1.1单层匀质壁面的隔声原理 隔声技术中,通常将板状的隔声构件称为隔墙、墙板或墙。 单层密实均质板材壁面在噪声的疏密压力波(往复拉动力)作用下,使板(壁面)产生相似 于压缩变形(纵波)和剪切变形(弯曲波)的情况,这些波传到板体的另一侧,则形成透射波。 这是一种客观的物理现象,对单层密实均质板材来说,吸收声能很小,可以忽略不计,但对 复合田声结构来说,特别是夹层中间带有吸声层的结构,其吸声能力很强,不能忽略。 实践证明,单层密实均质板材壁面的隔声量与入射声波的频率有很大关系.入射频率从 低到高其吸声情况可分成三个区域,即劲度与阻尼控制区、质量控制区和吻合效应区。劲度 与阻尼控制区又可分为劲度控制区和阻尼控制区,阻尼控制区又叫共振区。如图2-1所示。 /阻尼控制区质量控制区 控制区 吻合效应区 图21单层密实均质板材壁 面的隔声類窄特性曲线 在劲度控制区,入射频率范围从0到第一共振频率f;在此区域,墙板壁面对声压的反 应类似于弹簧,其隔声量与墙板壁面的劲度成正比。对于某一频率的声波.墙板壁面的劲度
2 隔声 本章主要学习空气导声的隔声原理、隔声罩、隔声间、隔声屏的隔声性能和使用，隔声 结构的设计等内容。通过学习，能根据噪声源的特点，合理选择隔声处理的方式和结构，能 进行简单的设计计算。 2．1 隔声原理 当具有一定能量的躁声入射到一个壁面上时，在声波的作用下，壁面按一定方式进行振 动，这部分声能称为透射声能，另外向外辐射噪声。对于大多数壁面来说，透射声能仅为入 射声能的几百分之一，或者更小，而绝大部分声能被反射回去。 在噪声控制技术中，常采用透射系数 ti 来表示壁面的隔声能力，从第 1 章可知，透射系 数就是透射声强与入射声强的比值。透射系数一般远小于 1，约在 10－5 一 10－1 之间。为了 计算方便，通常采用 101g1/t1 来表示一个隔声构件的隔声能力，它称为隔声材料的固有隔声 量记为 R，单位为分贝，定义为： R＝101g1/t1 t1 越小，R 数值越大，壁面的隔声性能越好；相反，则隔声效果越差。要注意，传声损 失是只与隔墙本身的物理特性有关的量，它与“隔声量”的概念是有区别的。隔声量除了与 隔墙的进射损失有直接关系外，还与室内吸收大小有关。隔声量通常在实验室实测得到。 隔声量的大小与隔声构件的结构、性质和入射波的频率有关，同一构件对不同频率的声 音，其隔声性能可能有很大差别，因此工程中常用 125Hz 一 4kHz 六个倍频程中心频率的隔 声量的算术平均值来表示某一构件的隔声性能，也称为平均隔声量。另外，ISO 推荐用隔声 指数来评价构件的隔声性能。 应该注意，一个机器房中的噪声不仅通过壁面向相邻房间传播，还可通过天花板、地板、 孔和缝隙等途径传播。 2．1．1 单层匀质壁面的隔声原理 隔声技术中，通常将板状的隔声构件称为隔墙、墙板或墙。 单层密实均质板材壁面在噪声的疏密压力波(往复拉动力)作用下，使板(壁面)产生相似 于压缩变形(纵波)和剪切变形(弯曲波)的情况，这些波传到板体的另一侧，则形成透射波。 这是一种客观的物理现象，对单层密实均质板材来说，吸收声能很小，可以忽略不计，但对 复合田声结构来说，特别是夹层中间带有吸声层的结构，其吸声能力很强，不能忽略。 实践证明，单层密实均质板材壁面的隔声量与入射声波的频率有很大关系．入射频率从 低到高其吸声情况可分成三个区域，即劲度与阻尼控制区、质量控制区和吻合效应区。劲度 与阻尼控制区又可分为劲度控制区和阻尼控制区，阻尼控制区又叫共振区。如图 2—1 所示。 在劲度控制区，入射频率范围从 0 到第一共振频率 fr；在此区域，墙板壁面对声压的反 应类似于弹簧，其隔声量与墙板壁面的劲度成正比。对于某一频率的声波．墙板壁面的劲度
愈大,隔声量愈大对于同一板材.随着入射频率的增加,其隔声量逐渐下降 阻尼控制区又称板共振区.当入射的频率与墙板固有频率相同时,墙板发生共振,此时 墙板振幅最大,透射声能急剧増加,隔声量曲线出现最低谷,此时的声波频率称为第一共振 频率;。当声波频率是共振频率的谐频时,墙板发生的谐振也会使隔声量下降,所以在共 振频率之后,隔声量曲线连续又出现几个低谷,但本区内随着声波频率的增加,共振现象愈 来愈弱,直至消失,所以隔声量总是呈上升趋势。阻尼控制区的宽度取决于墙板的几何尺寸、 弯曲劲度、面密度、结构阻尼的大小及边界条件等,对一定的墙体,主要与其阻尼大小有关, 增大阻尼可以抑制墙板的振幅,提高隔声量,并降低该区的频率上限,缩小该区频率范围。 对于一般砖石等厚重的墙,共振频率与其谐频率很低,可忽略不计。对于薄板,共振频 率较高,阻尼控制区的声频率分布很宽,应予以重视。一般采用增加墙板的阻尼来控制共振 现象。 在质量控制区,声波对墙板的作用如同一个力作用于一个有一定质量的物体,隔声量随 人射声波的频率直线上升,其斜率为6dB/倍频程。在声波频率一定时,墙板的面密度愈大, 即质量愈大,墙板受声波激发产生的振动愈小,隔声量愈高 在吻合效应区,随着入射声波频率的升高,隔声量反而下降,曲线上出现一个深深的低 谷,这是由于出现了吻合效应的缘故。 所谓吻合效应,就是当某一频率的声波以某一角度θ入射到墙体上时,使墙体发生弯曲 振动,如果声波的波长λ与墙体的固有弯曲波长λB发生吻合,恰好满足关系λB=^sine,这时 声波将激发墙体固有振动,墙体向另一侧辐射出大量的声能,墙体的隔声能力大大下降,这 种现象叫吻合效应。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”,常记为f,fe的大小与构件本身固有性质有关 增加板的厚度和阻尼,可使隔声量下降趋势得到减缓。越过低谷后,隔声量以每倍频程 lodB趋势上升,然后逐渐接近质量控制的隔声量。 2.1.2双层隔声墙的隔声原理 由双层均质墙与中间所夹一定厚度空气层所组成的结构称为双层隔声墙或双层隔声结 构。为提高墙板的隔声量,用增加单层墙体的面密度,或增加厚度,或增加自重的方法,虽 然能起到一定的隔声作用,但作用不明显,而且浪费材料。如果在双层墙体之间夹以一定厚 度的空气层,其隔声效果大大优于单层实心结构。双层隔声结构的隔声机理是,当声波依次 透过特性阻抗完全不同的墙体、空气介质时,造成声波的多次反射,发生声波的衰减,并且 由于空气层的弹性和附加吸收作用,使振动能量大大衰减。比较以上双种隔声结构的使用情 况,如果要达到相同的隔声效果,双层隔声墙体比单层实心墙体质量减少2/3~34,隔声量 增加5-10dB 双层墙隔声结构相当于一个由双层墙与空气层组成的振动系统。当入射声波频率比双层 墙共振频率低时,双层墙将作整体振动,隔声能力与同样重量的单层墙差不多.即此时空气 层不起作用。当人射声波达至共振频率时,隔声量出现低谷,超过√2f后,隔声曲线以每 倍频程18dB的斜率急剧上升,充分显示出双层墙隔声结构的优越性 2。2。1隔声装置 隔声罩是控制机器躁声较好的装置。将躁声源封闭在一个相对小的空间内,以降低噪声 源向周围环境辐射噪声的罩形结构称为隔声罩。具基本结构如图2-—2所示。罩壁由罩板 阻尼涂层和吸声层组成。根据燥声源设备的操作、安装、维修、冷却、通风等具体要求,可 采用适当的隔声罩型式。常用的隔声罩有活动密封型、固定密封型、局部开敞型等结构型式。 隔声罩常用于车间内如风机、空压机等。其降噪量一般有10—40dB之间。 各种形式隔声罩A声级降噪量是:固定密封型为30一40dB,活动密封型为15-30dB 局部开敞型为10—20dB,带有通风散热消声器的隔声罩为15-25dB
愈大，隔声量愈大.对于同一板材．随着入射频率的增加，其隔声量逐渐下降。 阻尼控制区又称板共振区．当入射的频率与墙板固有频率相同时，墙板发生共振，此时 墙板振幅最大，透射声能急剧增加，隔声量曲线出现最低谷，此时的声波频率称为第一共振 频率 fr；。当声波频率是共振频率的谐频时，墙板发生的谐振也会使隔声量下降，所以在共 振频率之后，隔声量曲线连续又出现几个低谷，但本区内随着声波频率的增加，共振现象愈 来愈弱，直至消失，所以隔声量总是呈上升趋势。阻尼控制区的宽度取决于墙板的几何尺寸、 弯曲劲度、面密度、结构阻尼的大小及边界条件等，对一定的墙体，主要与其阻尼大小有关, 增大阻尼可以抑制墙板的振幅，提高隔声量，并降低该区的频率上限，缩小该区频率范围。 对于一般砖石等厚重的墙，共振频率与其谐频率很低，可忽略不计。对于薄板，共振频 率较高，阻尼控制区的声频率分布很宽，应予以重视。一般采用增加墙板的阻尼来控制共振 现象。 在质量控制区，声波对墙板的作用如同一个力作用于一个有一定质量的物体，隔声量随 人射声波的频率直线上升，其斜率为 6dB/倍频程。在声波频率一定时，墙板的面密度愈大， 即质量愈大，墙板受声波激发产生的振动愈小，隔声量愈高。 在吻合效应区，随着入射声波频率的升高，隔声量反而下降，曲线上出现一个深深的低 谷，这是由于出现了吻合效应的缘故。 所谓吻合效应，就是当某一频率的声波以某一角度 θ 入射到墙体上时，使墙体发生弯曲 振动，如果声波的波长 λ 与墙体的固有弯曲波长 λB发生吻合，恰好满足关系 λB=λ/sinθ,这时 声波将激发墙体固有振动，墙体向另一侧辐射出大量的声能，墙体的隔声能力大大下降，这 种现象叫吻合效应。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”，常记为 fc, fc的大小与构件本身固有性质有关。 增加板的厚度和阻尼，可使隔声量下降趋势得到减缓。越过低谷后,隔声量以每倍频程 lodB 趋势上升，然后逐渐接近质量控制的隔声量。 2．1．2 双层隔声墙的隔声原理 由双层均质墙与中间所夹一定厚度空气层所组成的结构称为双层隔声墙或双层隔声结 构。为提高墙板的隔声量，用增加单层墙体的面密度，或增加厚度，或增加自重的方法，虽 然能起到—定的隔声作用，但作用不明显，而且浪费材料。如果在双层墙体之间夹以一定厚 度的空气层，其隔声效果大大优于单层实心结构。双层隔声结构的隔声机理是，当声波依次 透过特性阻抗完全不同的墙体、空气介质时，造成声波的多次反射，发生声波的衰减，并且 由于空气层的弹性和附加吸收作用，使振动能量大大衰减。比较以上双种隔声结构的使用情 况，如果要达到相同的隔声效果，双层隔声墙体比单层实心墙体质量减少 2/3~3/4，隔声量 增加 5—10dB。 双层墙隔声结构相当于一个由双层墙与空气层组成的振动系统。当入射声波频率比双层 墙共振频率低时，双层墙将作整体振动，隔声能力与同样重量的单层墙差不多．即此时空气 层不起作用。当人射声波达至共振频率时，隔声量出现低谷，超过 后，隔声曲线以每 倍频程 18dB 的斜率急剧上升，充分显示出双层墙隔声结构的优越性。 2 。2。1 隔声装置 隔声罩是控制机器躁声较好的装置。将躁声源封闭在一个相对小的空间内，以降低噪声 源向周围环境辐射噪声的罩形结构称为隔声罩。具基本结构如图 2—2 所示。罩壁由罩板、 阻尼涂层和吸声层组成。根据燥声源设备的操作、安装、维修、冷却、通风等具体要求，可 采用适当的隔声罩型式。常用的隔声罩有活动密封型、固定密封型、局部开敞型等结构型式。 隔声罩常用于车间内如风机、空压机等。其降噪量一般有 10—40dB 之间。 各种形式隔声罩 A 声级降噪量是：固定密封型为 30 一 40dB，活动密封型为 15－30 dB 局部开敞型为 10—20dB，带有通风散热消声器的隔声罩为 15—25dB