吸声降噪原理与设计

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1、本章主要学习和讨论吸声降噪的原理、吸声材料的种类特性、吸声结构的设计计算等内容。利用吸声处理来吸收声能降低噪声的方法是噪声控制的主要措施之一。实践证明，经吸声处理后，室内混响声一般可降低5~10dB。吸声：声波通过媒质或入射到媒质分解面上时声能的减少过程，称为吸声或声吸收。一般采用吸声材料来降低室内的混响声，吸声按其机理可分为多孔性吸声材料、共振吸声结构及阻抗复合式吸声结构三大类。吸声处理一般用于降低室内噪声中的反射声，而对直达噪声则不起作用。补充一些基本概念6.1多孔吸声材料6.2穿孔共振吸声结构6.3阻抗复合吸声结构6.4吸声系数的测量

2、6.5吸声降噪设计6第六章吸声降噪原理与设计补充一些基本概念1.直达声场2.混响声场3.扩散声场4.混响时间5.吸声性能评价一些基本概念（1）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

3、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。一些基本概念（2）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T

4、，单位为秒。计算公式为：式中V---房间容积，m3；A---室内总吸声量，m2，适用条件：室内声音频率低于2000Hz，。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。一些基本概念（3）一些基本概念—图例一些基本概念—图例一些基本概念—图例一些基本概念—图例一些基本概念一些基本概念—图例6.1多孔吸声材料6.1.1多孔吸声材料的构造特征和吸声机理6.1.2多孔吸声材料吸声性能的影响因素6.1.3吸声材料的种类与特点6.1.4吸声材料的吸声理论（自学）6.1.1多孔吸声材

5、料的构造特征和吸声机理1.多孔材料的构造特征2.吸声机理3.吸声系数4.吸声特性1.多孔材料的构造特征构造特征：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。两个重要条件：一是具有大量的、均匀的孔隙；二是孔之间要连通，表面向外敞开。2.吸声机理多孔吸声材料衰减声能有两个原因：一是粘滞阻力耗能当声波经过材料表面引起空隙内部空气振动时，空气与固体经络间产生相对运动。由于空气的粘滞性产生相应的粘滞阻力，使振动空气动能不断转化成为热能

6、，从而使声波能量衰减；二是热交换耗能声波通过时发生空气绝热压缩升温，与多孔材料的热交换和热传导也衰减声能。吸声材料吸收的声能与入射的声能比值称为吸声系数。表示无吸声作用；表示完全吸收；一般0﹤α﹤1，α越大，吸声性能越好。通常当吸声系数α≥0.2时，材料才能被称为吸声材料。α≥0.5的材料就是理想的吸声材料。3.吸声系数吸声系数α的值与入射声波的频率有关同一材料对不同频率的声波，其吸声系数有不同的值。在工程中，常采用125、250、500、1000、2000、4000Hz六个倍频程中心频率吸声系数的算术平均值，来表示某一材料(或结构)的平均

7、吸声系数。吸声系数α的值与声波的入射角有关由于入射角度对吸声系数有较大的影响，不同的入射角其吸声系数不同。通常规定了三种不同的吸声系数。即：垂直入射吸声系数(驻波管法吸声系数)，用α0表示。它多用于材料性质的鉴定与研究；斜入射吸声系数(应用不多)；无规入射吸声系数αT(混响法吸声系数)。4.吸声特性4.吸声特性6.1.2多孔吸声材料吸声性能的影响因素1.材料厚度的影响2.材料容重的影响3.吸声材料背后空腔的影响4.流阻的影响5.护面层的影响1.材料厚度的影响材料厚度增加，低频吸声系数增加。一定的材料,厚度增加一倍,频率特性曲线峰值向低频方向

8、近似移动一个倍频程.fr··d=const.(<500Hz),d=(1/4)λ最佳.在实际中,中高频噪声一般采用20～50mm的厚度吸声板;对低频吸声要求较高时,则采用50～10