2008年环保工程师专业知识四精彩讲义(九)

　　5、表示材料吸声特性的其他量

　　(1)声阻抗

　　由于吸声系数主要反映入射声和反射声能量的数值关系，它们的位相关系并没有反映出来，在这方面声阻抗可能更有价值。介质在某一表面上的声阻抗由该介质表面上的平均有效声压 和通过该表面上的有效体积速度 的比值来表示： 声阻抗是一个复数，其实部为声阻，虚部为声抗。介质中某一点的有效声压 和该点的有效质点速度 的比值称为声阻抗率： 吸声材料的声阻抗和吸声系数一样，可以利用驻波管进行测量，直接由测量结果画出材料的声阻抗图。材料的表面声阻抗 和垂直入射吸声系数 关系如下： (2)流阻、空隙率

　　流阻、空隙率是表征多孔性吸声材料的主要微观物理参数，它可以帮助众从材料的微观结构入手，改进多孔性吸声材料的吸声特性。流阻表征气流通过材料的阻力，也是俗称的材料的透气性。它定义为： ， 气流通过材料时，两边的压力差; 气流通过材料的速度。单位厚度的流阻称为流阻率，即： ; 材料厚度。

　　从根本上讲，材料的流阻和声阻有密切关系。一般说来对于低流阻材料，低频范围的吸声系数较低，中高频范围明显增加;高流阻材料相比较在调频范围吸声系数较低，而低频范围有一定改善。

　　孔隙率也是经常采用的描述多孔材料特性的一个参数，定义为： 。 孔隙率; 材料中孔隙的体积; 材料总体积。

　　二、隔声降噪

　　隔声是噪声控制工程中的主要技术措施之一。所谓隔声，就是利用屏蔽物来改变从声源至接受者之间途径上的噪声传播。声源由隔声结构传递能量的主要途径可以分为三个方面：

　　(1)通过结构传播。声波入射到隔声结构上时，激发结构本身振动，再向外辐射声音。

　　(2)通过空气直接传播。声波遇到结构中一些孔洞和缝隙，直接向外辐射。

　　(3)声源以振动直接激发结构振动，并以弹性波的形式在结构中传播，在传播中再向周围辐射声音。

　　1、空气声隔离

　　(1)空气声隔离的原理和评价方法

　　一个隔声结构如墙壁和隔声板的隔声效果，可以由于测试方法和接收空间的声学条件不同而有不同的表达方式和评价方法。

　　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。

　　(2)隔声测量方法

　　隔声量的测量方法通常有实验室测量方法和现场测量方法两类。

　　①实验室隔声测量：实验室测量要求在由两个专门设计的混响室组成的隔声试验室进行。把试验结构放在两个互相隔声的混响试验室间壁上，一个混响室作为声源室，另一个混响室作为接收室。

　　隔声量为： ②现场声压级差测量：使用声压级差D来表征隔声结构的实际隔声效果，它定义为隔声结构两侧空间内的声压级差： 现场测量可以在相邻近的两个房间的一个房间作为声源室，放置声源，另一个房间为接收室，测量两个房间的平均声压级差，来表示现场测量的隔声性能。如果考虑接收室混响时间的修正，则可以得到标准声压级差： ③插入损失 测量：用插入损失 来表征隔声结构的实际隔声效果，也是现场测量经常使用的一种方法。它定义为离声源一定距离某固定测点，测得无隔声构件(或隔声罩、隔声间等隔声结构)时间的声压级 和有隔墙(或隔声罩、隔声间等隔声结构)时的声压级 之差： 。插入损失经常被用来评价隔声罩、隔声间、隔声屏障等的实际隔声效果。

　　(3)隔声指数 由于不同隔声结构的隔声频率特性差别可能很大，因此用平均隔声量来表征结构的隔声性能就有一定的局限性。为克服平均隔声量的这一缺点，对房屋围护结构隔声性能，国际标准化组织(ISO)推荐了隔声指数 方法。

　　图22给出了评价隔绝空气声的标准折线，其评价结果称为空气声隔声指数 ，折线的斜率为100～400Hz，9dB/oct;400～1250Hz，3dB/oct;1250～3150Hz，0dB/oct。评价曲线位置应满足下列条件：

　　①试件1/3倍频程隔声量与相应标准折线的差值不大于8dB(即平均1/3倍频程偏差数不大于2dB)。

　　②任意一个1/3倍频程隔声量小于相应标准折线的差值不大于8dB。

　　(4)插入损失 插入损失是经常用来在现场评价隔声设备降低噪声效果的一个评价量。插入损失 表示一个隔声构件被插入前后(被使用前后)在同一接受点的声压级差或声功率级差，即： 或 2、撞击声的隔离

　　(1)撞击声的隔离的测量和评价

　　在建筑隔声测量中，为了衡量楼板撞击声的特性或楼板面层减弱撞击声的性能，普遍采用一种撞击器作为声源，用来模拟脚步、移动或敲打等产生的撞击声(或固体声)，在另一个接受室测量接受到的平均声压级。

　　为了测量在接受室的撞击声压级 ，一般都转换为在标准撞击下，经过混响时间修正之后，接收室内测得的标准撞击声压级 ;

　　(2)撞击隔声指数 为了便于比较，通常希望用单值指标来表征楼板的撞击隔声效果，而不用各频率下撞击噪声的整个测试曲线结果。国际标准ISO/R717推荐撞击隔声指数作为撞击声隔离的单一评价指数。

　　三、消声降噪

　　采用消声器降低噪声是主要噪声控制措施之一，对于大多数以气流噪声为主要噪声源的设备和以气流通道为主要噪声传播途径的场所，消声器往往是有效的控制措施。消声器是控制气流噪声的有效装置，它在允许气流通过的同时，又减弱了噪声的传播和辐射。

　　1、 消声器的分类和特征

　　根据其消声机理和应用的对象，基本可以分成：阻性消声器、抗性消声器、微穿孔板消声器和扩散消声器等。

　　阻性消声器是利用多孔性吸声材料来实现消声，它的特点是中、高频消声特性好，加工制造简单。

　　抗性消声器是通过管道系统的声阻抗不匹配，反射声波，实现消声。

　　微穿孔板消声器主要通过微穿孔板吸声结构来实现消声。如果设计合理，这种消声器可以实现宽频带消声和较低的阻损。

　　扩散消声器的特点也是宽频带的消声特性。

　　其他类型的消声器还有喷雾消声器、有源消声器等。

　　2、 消声器设计的基本要求

　　(1)声学方面

　　(2)空气动力性能方面

　　(3)结构方面

　　(4)外形方面

　　(5)经济方面

　　消声器的加工工艺和安装质量对消声器的性能均有较大影响。

　　3、 消声器声学性能的评价

　　消声量越大，表示消声器的消声效果越好。

　　(1)插入损失 ：消声器的插入损失是指在声源与测点之间插入消声器前后，排气口辐射功率级之差。

　　或 (2)传递损失 ：消声器的传递损失是指消声器进口端入射声的声功率级与消声器出口端透射声功率级之差，单位是dB。传递损失的数学表达式为： 为了测量消声器的传递损失中的消声器进口端入射声的声功率级与消声器出口端透射声功率级，通常要在消声器管道的末端设置一个消声末端，以避免末端声反射对测量的影响。

　　用插入损失作为评价量的优点是比较直观、实用、测量也简单。但插入损失往往不仅决定于消声器本身特有性能而且与声源、末端负载以及系统总体装置的情况紧密相关。因此，适于在现场测量中用来评价安装消声器前后的综合效果。而传递损失仅仅反映了消声器自身的特性，和声源、末端负载等因素无关。

相关连接： 环保工程师频道    环保工程师论坛    环保工程师博客