2014年環(huán)保工程師物理污染控制知識(shí)點(diǎn)10

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　　5、表示材料吸聲特性的其他量

　　(1)聲阻抗

　　由于吸聲系數(shù)主要反映入射聲和反射聲能量的數(shù)值關(guān)系，它們的位相關(guān)系并沒有反映出來，在這方面聲阻抗可能更有價(jià)值。介質(zhì)在某一表面上的聲阻抗由該介質(zhì)表面上的平均有效聲壓 和通過該表面上的有效體積速度 的比值來表示： 聲阻抗是一個(gè)復(fù)數(shù)，其實(shí)部為聲阻，虛部為聲抗。介質(zhì)中某一點(diǎn)的有效聲壓 和該點(diǎn)的有效質(zhì)點(diǎn)速度 的比值稱為聲阻抗率： 吸聲材料的聲阻抗和吸聲系數(shù)一樣，可以利用駐波管進(jìn)行測(cè)量，直接由測(cè)量結(jié)果畫出材料的聲阻抗圖。材料的表面聲阻抗 和垂直入射吸聲系數(shù) 關(guān)系如下： (2)流阻、空隙率

　　流阻、空隙率是表征多孔性吸聲材料的主要微觀物理參數(shù)，它可以幫助眾從材料的微觀結(jié)構(gòu)入手，改進(jìn)多孔性吸聲材料的吸聲特性。流阻表征氣流通過材料的阻力，也是俗稱的材料的透氣性。它定義為： ， 氣流通過材料時(shí)，兩邊的壓力差; 氣流通過材料的速度。單位厚度的流阻稱為流阻率，即： ; 材料厚度。

　　從根本上講，材料的流阻和聲阻有密切關(guān)系。一般說來對(duì)于低流阻材料，低頻范圍的吸聲系數(shù)較低，中高頻范圍明顯增加;高流阻材料相比較在調(diào)頻范圍吸聲系數(shù)較低，而低頻范圍有一定改善。

　　孔隙率也是經(jīng)常采用的描述多孔材料特性的一個(gè)參數(shù)，定義為： 。 孔隙率; 材料中孔隙的體積; 材料總體積。

　　二、隔聲降噪

　　隔聲是噪聲控制工程中的主要技術(shù)措施之一。所謂隔聲，就是利用屏蔽物來改變從聲源至接受者之間途徑上的噪聲傳播。聲源由隔聲結(jié)構(gòu)傳遞能量的主要途徑可以分為三個(gè)方面：

　　(1)通過結(jié)構(gòu)傳播。聲波入射到隔聲結(jié)構(gòu)上時(shí)，激發(fā)結(jié)構(gòu)本身振動(dòng)，再向外輻射聲音。

　　(2)通過空氣直接傳播。聲波遇到結(jié)構(gòu)中一些孔洞和縫隙，直接向外輻射。

　　(3)聲源以振動(dòng)直接激發(fā)結(jié)構(gòu)振動(dòng)，并以彈性波的形式在結(jié)構(gòu)中傳播，在傳播中再向周圍輻射聲音。

　　1、空氣聲隔離

　　(1)空氣聲隔離的原理和評(píng)價(jià)方法

　　一個(gè)隔聲結(jié)構(gòu)如墻壁和隔聲板的隔聲效果，可以由于測(cè)試方法和接收空間的聲學(xué)條件不同而有不同的表達(dá)方式和評(píng)價(jià)方法。

　　當(dāng)聲波遇到一個(gè)墻壁時(shí)，將發(fā)生透射和反射。設(shè)入射聲波能量為 這個(gè)墻壁的隔聲效果可以用透射系數(shù) 來表示，它定義為： 對(duì)于大多數(shù)結(jié)構(gòu)，透射系數(shù) 遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于1。為了計(jì)算方便，在噪聲控制工程中，常采用隔聲量(又稱傳聲損失)表示隔聲結(jié)構(gòu)的隔聲效果，它定義為： 一個(gè)隔聲結(jié)構(gòu)的隔聲量與聲波入射角、頻率有關(guān)。

　　(2)隔聲測(cè)量方法

　　隔聲量的測(cè)量方法通常有實(shí)驗(yàn)室測(cè)量方法和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量方法兩類。

　?、賹?shí)驗(yàn)室隔聲測(cè)量：實(shí)驗(yàn)室測(cè)量要求在由兩個(gè)專門設(shè)計(jì)的混響室組成的隔聲試驗(yàn)室進(jìn)行。把試驗(yàn)結(jié)構(gòu)放在兩個(gè)互相隔聲的混響試驗(yàn)室間壁上，一個(gè)混響室作為聲源室，另一個(gè)混響室作為接收室。

　　隔聲量為： ②現(xiàn)場(chǎng)聲壓級(jí)差測(cè)量：使用聲壓級(jí)差D來表征隔聲結(jié)構(gòu)的實(shí)際隔聲效果，它定義為隔聲結(jié)構(gòu)兩側(cè)空間內(nèi)的聲壓級(jí)差： 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量可以在相鄰近的兩個(gè)房間的一個(gè)房間作為聲源室，放置聲源，另一個(gè)房間為接收室，測(cè)量?jī)蓚€(gè)房間的平均聲壓級(jí)差，來表示現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的隔聲性能。如果考慮接收室混響時(shí)間的修正，則可以得到標(biāo)準(zhǔn)聲壓級(jí)差： ③插入損失 測(cè)量：用插入損失 來表征隔聲結(jié)構(gòu)的實(shí)際隔聲效果，也是現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量經(jīng)常使用的一種方法。它定義為離聲源一定距離某固定測(cè)點(diǎn)，測(cè)得無隔聲構(gòu)件(或隔聲罩、隔聲間等隔聲結(jié)構(gòu))時(shí)間的聲壓級(jí) 和有隔墻(或隔聲罩、隔聲間等隔聲結(jié)構(gòu))時(shí)的聲壓級(jí) 之差： 。插入損失經(jīng)常被用來評(píng)價(jià)隔聲罩、隔聲間、隔聲屏障等的實(shí)際隔聲效果。

　　(3)隔聲指數(shù) 由于不同隔聲結(jié)構(gòu)的隔聲頻率特性差別可能很大，因此用平均隔聲量來表征結(jié)構(gòu)的隔聲性能就有一定的局限性。為克服平均隔聲量的這一缺點(diǎn)，對(duì)房屋圍護(hù)結(jié)構(gòu)隔聲性能，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)推薦了隔聲指數(shù) 方法。

　　圖22給出了評(píng)價(jià)隔絕空氣聲的標(biāo)準(zhǔn)折線，其評(píng)價(jià)結(jié)果稱為空氣聲隔聲指數(shù) ，折線的斜率為100～400Hz，9dB/oct;400～1250Hz，3dB/oct;1250～3150Hz，0dB/oct。評(píng)價(jià)曲線位置應(yīng)滿足下列條件：

　?、僭嚰?/3倍頻程隔聲量與相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)折線的差值不大于8dB(即平均1/3倍頻程偏差數(shù)不大于2dB)。

　　②任意一個(gè)1/3倍頻程隔聲量小于相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)折線的差值不大于8dB。

　　(4)插入損失 插入損失是經(jīng)常用來在現(xiàn)場(chǎng)評(píng)價(jià)隔聲設(shè)備降低噪聲效果的一個(gè)評(píng)價(jià)量。插入損失 表示一個(gè)隔聲構(gòu)件被插入前后(被使用前后)在同一接受點(diǎn)的聲壓級(jí)差或聲功率級(jí)差，即： 或 2、撞擊聲的隔離

　　(1)撞擊聲的隔離的測(cè)量和評(píng)價(jià)

　　在建筑隔聲測(cè)量中，為了衡量樓板撞擊聲的特性或樓板面層減弱撞擊聲的性能，普遍采用一種撞擊器作為聲源，用來模擬腳步、移動(dòng)或敲打等產(chǎn)生的撞擊聲(或固體聲)，在另一個(gè)接受室測(cè)量接受到的平均聲壓級(jí)。

　　為了測(cè)量在接受室的撞擊聲壓級(jí) ，一般都轉(zhuǎn)換為在標(biāo)準(zhǔn)撞擊下，經(jīng)過混響時(shí)間修正之后，接收室內(nèi)測(cè)得的標(biāo)準(zhǔn)撞擊聲壓級(jí) ;

　　(2)撞擊隔聲指數(shù) 為了便于比較，通常希望用單值指標(biāo)來表征樓板的撞擊隔聲效果，而不用各頻率下撞擊噪聲的整個(gè)測(cè)試曲線結(jié)果。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO/R717推薦撞擊隔聲指數(shù)作為撞擊聲隔離的單一評(píng)價(jià)指數(shù)。

　　三、消聲降噪

　　采用消聲器降低噪聲是主要噪聲控制措施之一，對(duì)于大多數(shù)以氣流噪聲為主要噪聲源的設(shè)備和以氣流通道為主要噪聲傳播途徑的場(chǎng)所，消聲器往往是有效的控制措施。消聲器是控制氣流噪聲的有效裝置，它在允許氣流通過的同時(shí)，又減弱了噪聲的傳播和輻射。

　　1、 消聲器的分類和特征

　　根據(jù)其消聲機(jī)理和應(yīng)用的對(duì)象，基本可以分成：阻性消聲器、抗性消聲器、微穿孔板消聲器和擴(kuò)散消聲器等。

　　阻性消聲器是利用多孔性吸聲材料來實(shí)現(xiàn)消聲，它的特點(diǎn)是中、高頻消聲特性好，加工制造簡(jiǎn)單。

　　抗性消聲器是通過管道系統(tǒng)的聲阻抗不匹配，反射聲波，實(shí)現(xiàn)消聲。

　　微穿孔板消聲器主要通過微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)消聲。如果設(shè)計(jì)合理，這種消聲器可以實(shí)現(xiàn)寬頻帶消聲和較低的阻損。

　　擴(kuò)散消聲器的特點(diǎn)也是寬頻帶的消聲特性。

　　其他類型的消聲器還有噴霧消聲器、有源消聲器等。

　　2、 消聲器設(shè)計(jì)的基本要求

　　(1)聲學(xué)方面

　　(2)空氣動(dòng)力性能方面

　　(3)結(jié)構(gòu)方面

　　(4)外形方面

　　(5)經(jīng)濟(jì)方面

　　消聲器的加工工藝和安裝質(zhì)量對(duì)消聲器的性能均有較大影響。

　　3、 消聲器聲學(xué)性能的評(píng)價(jià)

　　消聲量越大，表示消聲器的消聲效果越好。

　　(1)插入損失 ：消聲器的插入損失是指在聲源與測(cè)點(diǎn)之間插入消聲器前后，排氣口輻射功率級(jí)之差。

　　或 (2)傳遞損失 ：消聲器的傳遞損失是指消聲器進(jìn)口端入射聲的聲功率級(jí)與消聲器出口端透射聲功率級(jí)之差，單位是dB。傳遞損失的數(shù)學(xué)表達(dá)式為： 為了測(cè)量消聲器的傳遞損失中的消聲器進(jìn)口端入射聲的聲功率級(jí)與消聲器出口端透射聲功率級(jí)，通常要在消聲器管道的末端設(shè)置一個(gè)消聲末端，以避免末端聲反射對(duì)測(cè)量的影響。

　　用插入損失作為評(píng)價(jià)量的優(yōu)點(diǎn)是比較直觀、實(shí)用、測(cè)量也簡(jiǎn)單。但插入損失往往不僅決定于消聲器本身特有性能而且與聲源、末端負(fù)載以及系統(tǒng)總體裝置的情況緊密相關(guān)。因此，適于在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量中用來評(píng)價(jià)安裝消聲器前后的綜合效果。而傳遞損失僅僅反映了消聲器自身的特性，和聲源、末端負(fù)載等因素?zé)o關(guān)。

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