在噪聲治理中,通常采取的工程技術措施,包括吸聲、隔聲、消聲、隔振與減振阻尼。主要應用于阻斷噪聲的傳播。
吸聲
利用可以吸收聲能的材料或物體的特殊結構,吸收入射的部分聲能,轉化為其他能量,達到降低噪聲目的的技術措施。
吸聲主要應用于降低封閉或半封閉空間中的混響聲,以及室外如隔聲屏的設計等。前者如普通廠房,操作室等,其內表面一般都是由平整堅硬的材料(混凝土、磚等)構成。當室內聲源發聲時,人們除了聽到由聲源傳來的直達聲外,還會聽到由室內表面一次和多次反射聲疊加而形成的混響聲,使室內接收者受到較室外同樣聲源更大的干擾。若在室內壁面布置或在空中懸吊吸聲材料制成的吸聲結構,便可減弱混響聲,達到降噪的目的。吸聲可使一般室內的噪聲降低3~8dB(A)。
降噪量計算在靠近聲源處,直達聲占優勢,吸聲處理不起作用;在距聲源一定距離之外,混響聲占優勢,吸聲處理的各頻帶降噪量可按下式計算:
式中△LP為某頻帶的吸聲降噪量,dB;分別為室內吸聲處理后與吸聲處理前的該頻帶的平均吸聲系數,無量綱。
式中Si為室內第i種壁面材料所占的面積,㎡;i=1、2、3、…、n;α1i為吸聲處理前第i種壁面材料的吸聲系數;α2為吸聲處理后第i種壁面材料的吸聲系數。T1、T2分別為吸聲處理前、后的同一頻帶的混響時間,S?;祉憰r間是指當室內聲場達到穩態后,聲源突然停止發聲,聲壓級衰減60dB所需要的時間??蓪嶋H測定或按下式計算:
式中S為室內各壁面的總表面積,㎡;V為房間的體積,m3。式(1)說明吸聲處理前廠房內的平均吸聲系數越小,吸聲處理效果越好。一般小于0.2的廠房,吸聲處理會有較好的效果。
吸聲系數用來表示吸聲材料吸聲能力的大小,是材料吸收聲能的百分率。α=Et/E0=(E0-Er)/E0。E0為入射聲能,Et為吸收聲能,Er為反射聲能。工程上,一種材料的吸聲能力常用125、250、500、1k、2k、4kHz6個倍頻程的吸聲系數來表示。用駐波管法(聲波垂直入射)測得的吸聲系數常記作α0,稱垂直入射吸聲系數,測法簡單;用混響室法(無規入射)測得的吸聲系數稱無規入射吸聲系數,記作αT,測定復雜,但較符合實際。兩者可以互相換算,實際中應用αT。
吸聲材料與結構常用的類型有(見表1):
(1)多孔吸聲材料。如玻璃棉、合成化纖棉、礦渣棉、巖棉、聚氨酯泡沫塑料、膨脹珍珠巖等,以及上述各種材料的成型制品,如氈、板、磚或可供懸掛的空間吸聲體等。主要適用于降低中、高頻噪聲。
表1 吸聲材料類型及其吸聲特性
(2)共振吸聲結構。主要有薄板共振吸聲結構和穿孔板共振吸聲結構等。前者是將硬質纖維板、膠合板、石棉蛭石板等板材用龍骨固定在剛性壁(墻壁、天花板等)上,板材與壁面之間留有一定深度的空腔,多用于吸收低頻噪聲;穿孔板共振吸聲結構的構造與薄板共振吸聲結構相同,只是板材上鉆有一定數量的小孔,穿孔率一般為0.5%~5%,孔徑約有3~6mm,宜用于吸收中、低頻噪聲。共振吸聲結構的吸聲頻帶較窄,可采用在空腔中填放多孔吸聲材料或使用多層穿孔板結構等方法展寬吸聲頻帶。
(3)微穿孔板吸聲結構、薄塑盒式吸聲體等。前者為中國科學家馬大猷等研制。結構與穿孔板共振吸聲結構類似,只是板材為鋁等金屬薄板,板厚與小孔孔徑皆在1mm以下,穿孔率約為0.5%~3%。吸聲頻帶寬,吸聲系數高,可用于吸收低、中、高頻噪聲。薄塑盒式吸聲體系采用特制塑料薄片制成,有若干排塑料小盒固定于塑料基板上,每個小盒均為封閉腔體,為展寬吸聲頻帶,每個小盒通常有兩個體積不等的空腔。使用時,將塑料基板固定于剛性壁上即可。若在基板與壁面間留一定空腔更好。這種結構吸聲系數也高,吸聲頻帶也寬,可用于吸收寬帶噪聲。
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