隔声相关知识

隔声技术

用构件将噪声源和接收者分开或隔离，阻断空气声的传播，从而降低噪声的方法称为 隔声技术。隔声结构主要有单层结构、双层结构以及轻质复合结构等。采用隔声的方法是 控制工业噪声简便而有效的措施之一。隔声方法一般有以下几种形式：在噪声源与接收者 之间设置屏障物，阻断噪声的传播；把产生噪声的机械设备，如鼓风机、空压机、球磨 机、粉碎机等全部密闭在隔声间或隔声罩内，使声源与操作者之间隔开；在较大的车间 内，可把操作者置于隔声性能良好的控制室或隔声间内，与发声的机器隔绝。

1、隔声原理

声音以声波的形式在空气中传播，当声波在传播途径中，遇到均质屏障物(如木板、金属板、墙体等时，由于介质特性阻抗的变化，部分声能被屏障物反射回去，一部分被屏障物吸收，只有一部分声能可以透过屏障物辐射到另一空间去，由于透射声能的一部分被反射与吸收，从而降低噪声的传播。由于传出来的声能总是或多或少地小于传进来的能量，这种由屏障物引起的声能降低现象称为隔声。具有隔声能力的屏障称为隔声结构或隔声构件。隔声构件隔声量的大小与隔声构件的材料、结构和声波的频率有关。

（1）透射系数与隔声量

隔声构件透声能力的大小，用透射系数T 来表示，它等于透声功率与入射声功率的比值，即

式中 W_t——透过隔声构件的声功率，W；W——入射到隔声构件上的声功率，W。

由 T 的定义出发，又可写作：

式 中I,p₁——透射声波的声强和声压；I,p——入射声波的声强和声压。

r 又称为传声系数或透声系数，是一个无量纲量，它的值介于0～1。 T 值越小，表示隔声性能越好。通常所指的T 是无规则入射时各入射角度透声系数的平均值。

在实际工程中，一般隔声构件的π值很小，约在10^-1～10^-5,使用很不方便，故人们采用 来表示构件本身的隔声能力，称为隔声量(或透射损失、传声损失),记作R,单位为dB, 即。

可以看出， T 总是小于1, R 总是大于0;π越大则R 越小，隔声性能越差。透射系数和隔声量是两个相反的概念。例如，有两堵墙，透射系数分别为0.01 和0.001,则隔声 量分别为20dB 和30dB。用隔声量来衡量构件的隔声性能比透射系数更直观、明确，便于 隔声构件的比较和选择。

隔声量的大小与隔声构件的结构、性质有关，也与入射声波的频率有关。同一隔声墙对不同频率的声音，隔声性能可能有很大差异，故工程上常用10～4000kHz 的16个1/3 倍频程中心频率的隔声量的算术平均值，来表示某一构件的隔声性能，称为平均隔声 量 R。

值得强调的是，隔声和吸声是两个完全不同的概念。认为吸声板能把声音吸收在材料 内部，而起到隔声作用，这是错误的。因为，即使某种构件把入射声能吸收99.9%,余 下的声能透射过去，它的隔声效果也只有30dB。况且要达到吸声系数0.999,除非吸声材 料极其厚，否则是难以达到的。然而，混凝土、钢板等这类密实构件，要达到30dB 的隔声音量是比较容易的。

（2）隔声质量定律

均质实心隔墙的隔声能力大小取决于这些墙体的面质量，单位面积质量越大，隔声效 果越好，这种隔声量随面质量增加的规律，称为隔声的质量定律。

假设：(1)声波垂直入射到墙上；(2)墙把空间分为两个半无限空间，而且墙的两侧均为通常状况下的空气；(3)墙为无限大，即不考虑边界的影响；(4)把墙看做一个 质量系统，即不考虑墙的刚性、阻尼；(5)墙上各点以不同的速度振动，则从透声系数 的定义及平面声波理论，可以导出单层墙在声波垂直入射时的隔声量为：