噪聲污染防治工程原理

一、吸聲降噪

1、吸聲材料(結構)及其應用

具有較高吸聲能力的材料(結構)，可稱為吸聲材料(結構)。原則上可以分為多孔性吸聲材料、共振吸聲結構和由它們組合的復合吸聲結構。多孔性吸聲材料的吸聲機理是進入多孔性吸聲材料的聲波使材料的筋絡和氣泡等微觀結構振動和互相作用，通過介質的黏滯性和熱傳導作用，使聲能轉化為熱能。共振吸聲結構的吸聲機理是和共振吸聲結構共振頻率一致的聲波使得結構的聲質量產生強烈的振動，通過結構的聲阻耗損聲能。

(1)降低含有聲源的房間和其他封閉空間的內部噪聲;

(2)降低由外部傳遞到房間和其他封閉空間內的噪聲;

(3)降低聲屏障等噪聲控制設備對于某一特定方向的反射聲;

(4)使用在消聲器中降低噪聲的傳遞;

(5)使用在隔聲結構中，提高復合結構的隔聲量。

在一個有聲源的房間，房間內任何一點的噪聲能量來自兩部分，一部分來自聲源的直達聲，另一部分來自房間內反射物反射產生的混響聲。

2、吸聲材料(結構)基本類型

(1)多孔吸聲材料，包括纖維類材料、泡沫類材料和顆粒類材料等;

(2)共振吸聲結構，包括穿孔板共振吸聲結構、薄板共振吸聲結構、薄膜共振吸聲結構等;

(3)復合吸聲結構，包括把多孔吸聲材料和共振吸聲結構按需要組合的材料。

3、吸聲材料(結構)的吸聲系數

(1)吸聲系數定義：是表征吸聲性能最常用的參數，它表征材料(結構)吸收的聲能(包括透射的聲能)和入射到材料(結構)聲能的比值。 吸聲系數和聲波的入射條件、聲波頻率等因數有關。

(2)吸聲系數的測量

吸聲系數和聲波的入射方向有很大關系，聲波的入射方向不同，相應采用的吸聲系數的測量方法也不同。

①垂直入射吸聲系數 ：垂直入射是指聲波垂直地入射到材料表面，實際上是一種特殊的入射情況，與實際情況有一定的差異。

垂直入射吸聲系數通常采用駐波管法進行測量。 為聲壓極大值和聲壓極小值的比值， 如果直接測量出聲壓極大值和聲壓極小值的聲壓級差 ，可以利用下列關系計算出比值N： ，這種測量方法要保證在管內形成平面波，測試的最高頻率應和管徑相適應，即存在一個上限頻率，對于圓形管道，它的上限頻率為： 。 為管道截面半徑; 為管內聲速。矩形管道，上限頻率為： 。 為管道最大尺寸邊長。

為了保證至少能測量一對聲壓極大值和聲壓極小值，駐波管的長度要滿足測量最低頻率的要求，即存在一個下限頻率： 。 為管道長度。

②無規入射吸聲系數 ：無規入射是指聲波從所有方向以相同的概率入射到材料的表面，和大多數實際情況比較接近。

無規入射吸聲系數的測量采用混響室法，主要原理是根據混響室內放進吸聲材料(或吸聲結構)前后混響時間的變化來確定其吸聲特性。混響室的體積，應滿足下列要求： ， 測量最低頻率聲波的波長。

在混響室測量的無規入射吸聲系數可按下式計算： 為混響室體積; 未裝試件時的混響時間; 裝試件時的混響時間; 試件的總面積。

③垂直入射吸聲系數和無規入射吸聲系數的關系：在混響室法中，試件的安裝可以模擬現場條件，能夠較為確切地反映試件在房間內的吸聲性能。

4、房間平均吸聲系數和吸聲量

在一個房間內如果布置有幾種不同吸聲系數、不同面積的材料時，人們常采用平均吸聲系數來評價整個房間的吸聲特性，其定義為： ; 面積為 材料的吸聲系數。

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