吸声工程 工程噪声吸声降噪原理与设计

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;补充 一些基本概念;一些基本概念;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T，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。;;;;;;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;1.多孔材料的构造特征;2.吸声机理;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。;吸声系数α的值与入射声波的频率有??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，来表示某一材料的平均吸声系数。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，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；无规入射吸声系数αT。;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;若在材料层与刚性壁之间留一定距离的空腔，可改善对低频的吸声性能，相当于增加了多孔材料的厚度，更经济。空腔增厚，对吸收低频声有利。当腔深近似于入射声波的1/4波长时，吸声系数最大，为1/2波长或其整数倍时，吸声系数最小。实际使用常取腔深50~100mm。;流阻是空气质点通过材料空隙时的阻力。材料的透气性可以用流阻这一物理参量来定义。在稳态气流下，吸声材料的压力梯度与气流在材料中的流速之比，定义为材料的流阻，单位为Pa·s/m。单位厚度的流阻称为材料的流阻率，单位为Pa·s/m2。材料流阻低，低频吸声系数很低但中高频吸声系数高；高流阻材料与低流阻相比，高频吸声系数降低，低中频系数提高。 ;多孔材料在使用时加护面层，以固定多孔材料，防止散落。护面层可采用穿孔护面板、金属丝网、塑料网纱、玻璃布、麻布、纱布等。护面网罩:有塑料纱网、金属丝网、钢板网等。穿孔率高，声质量和声阻忽略不计，有高温、耐腐蚀、高强度要求时用金属网，一般用塑料纱网。纤维布:有纱布、尼龙布、金属纤维布等。相对声阻率0.1左右，相对声抗率可忽略。主要用于包扎易碎落吸声材料。塑料薄膜：可起到放水、防潮、防止掉渣的作用。具有声质量，对低频吸声性能的影响可忽略，对高频不利。适用于中低频吸声。穿孔板：具有优良的机械性能，用于保持形状、承受应力、耐侵蚀的场合。穿孔率一般大于20%。;6.1.3 吸声材料的种类与特点;常用吸声材料的使用情况;常用吸声材料的使用情况;6. 2 穿孔共振吸声结构;6.2.1 穿孔共振吸声结构的共振频率;1.单个共振器;单个共振腔的合成声阻抗：单个共振腔的共振频率为：式中S为孔颈开口面积，m2；c为声速，一般取340m/s；V为空腔容积，m3；Lk为小孔有效颈长，m。若小孔为圆形： ，其中t为颈的实

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