《噪声污染控制工程》期末重点

《噪声污染控制工程》期末重点

多孔吸声材料的吸声机理：声波入射到材料表面时，一部分在材料表面上反射，另一

部分则透入到材料内部向前传播。声波在传播过程中，引起空隙中的空气运动，与形成孔

壁的固体经络发生摩擦，由于粘滞性和热传导效应，将声能转变为热能而耗散掉。结构特性：材料的孔隙率要高，一般在70%以上，多数达到90%左右；空隙应该尽可能细小，

且均匀分布；微孔应该是相互贯通而不是封闭的；微孔要向外敞开，使声波易于进入微孔

内部。影响多孔吸声材料吸声特性的因素：空气流阻、孔隙率、结构因子、体积密度、厚

度等结构参数以及背后空腔、护面层、环境温度、湿度等有关。

薄膜共振吸声结构：皮革、人造革、塑料薄膜等材料具有不透气、柔软、受张拉时有

弹性等特性。共振频率有单位面积膜的质量、膜后空气层厚度及膜的张力大小决定。机理：当声波入射时，盒体的各个表面受迫做弯曲振动，由于塑料薄片弯曲劲变的作用，薄片将

产生许多振动模式，这些模式取决于它的边界条件。在振动过程中，薄片自身的阻尼作用

将声能转换为热能，从而起到了吸声的作用。

薄板共振吸声结构：胶合板、硬质纤维板、石膏板、石棉水泥板、金属板等板材周边

固定在框架上，连同板后的密闭空气层，就构成薄板共振吸声结构。机理：当声波入射到

薄板上时引起板面振动，薄板振动要克服本身的阻尼和板与框架之间的摩擦，使一部分声

能转化为热能耗散，由其当边缘的阻尼较大时，声能消耗就更大。当入射声波的频率接近

于振动系统的固有频率时将发生共振，吸收的声能达到最大值。

薄膜和薄板共振结构的共振频率主要取决于板的面密度和背后空气层的厚度。薄板厚

度常取3-6mm，空气层厚度一般取3-10cm，共振频率在80-300Hz属低频吸声。

穿孔板共振吸声结构机理：当外界入射声波频率f和系统固有频率fo相等时，孔颈中的空气柱就由于共振而产生剧烈振动。在振动过程中，由于克服摩擦阻力而消耗声能，从

而起到吸声效果。工程上一般取板厚2-5mm，孔径2-4mm，穿孔率1%-10%，空腔深以10-25cm为宜。为增大吸声系数与提高吸声带宽，可采取：（1）穿孔板孔径取偏小值，

以提高内阻尼；（2）在穿孔板后蒙一薄层玻璃丝巾等透声纺织品，以增加孔颈摩擦；（3）在穿孔板后面的空腔中填放一层多孔吸声材料，材料距板的距离视空腔而定；（4）组合各种不同尺寸的共振吸声结构，分别吸收一小段频带，使总的吸声频带变宽；（5）采用不同穿孔率和不同腔深的多孔穿孔板结构。

微穿孔板吸声结构：在板厚度小于1mm的薄板上穿以孔径小于1mm的微孔；穿孔率在1%-5%，后面留有一定厚度（如5-20cm）的空气层；空气层内不填任何吸声材料。特点：微穿孔板孔径很小，孔数很多，其声阻值比普通穿孔板大得多，而声质量又很小，故

吸声带宽比普通穿孔板共振吸声结构宽得多。原理：声波穿过来时，小空中空气柱往复运

动造成摩擦消耗声能，而吸收峰的共振频率则由空腔的深度来控制，腔越深，共振频率越低。

吻合效应的控制措施：（1）选择轻型构件，减小结构的刚度（开槽），使吻合频率变大。使其发生在人耳不敏感的高频段（4KHz以上）；（2）采用增加阻尼（增厚，贴阻尼

材料）或增加阻尼条件提高刚度，使临界频率低到隔声下限频率之外;（3）对于钢板等金

属材料，贴一层阻尼材料增加阻尼作用，提高吻合区的隔声量，可使温和谷变浅；（4）选用多层结构错开吻合频率，

双层墙隔声机理：当声波透过第一层墙时，墙外即夹层中空气与夹板特性阻抗的差异，造成声波的两次反射，形成衰减；并且由于空气层的弹性和附加吸收作用，振动的能量衰

减较大，然后再传给第二层墙，又发生声波的两次反射，使透射声能再次减少，因而总的

透射损失更多。实验证明，只有当空气层的厚度在8-14cm时，隔声效果才较好。

阻性消声器原理：是一种吸收性消声器，利用声波在多孔性吸声材料中传播时，因摩

擦将声能转化为热能而散发掉，从而达到消声的目的。种类：直管式、片式、蜂窝式、折

板式、迷宫式、声流式、盘式、弯头式消声器。特点：消声频带宽，消声量大，制作简单

并且性能稳定。

抗性消声器原理：与阻性消声器不同，不使用吸声材料，仅仅依靠管道截面的突变或

旁接共振腔等在声波传播过程中引起阻抗的改变而产生声能的反射、干涉，从而降低由消

声器向外辐射的声能，达到消声目的。常用的有扩张式、共振腔式、插入管式、干涉式、

穿孔板式等。这类消声器的选择性强，适用于窄带噪声和中低频噪声的控制。改善消声频

率特性：（1）设计多节扩张式，使每节具有不同的通过频率，将他们串联起来；（2）将单节扩张室式改进为内插管式，即在扩张式两端各插入L/2和L/4的管，以分别消除n为

奇数和n为偶数的通过频率低谷，以便使消声器的频率响应特性曲线平直。但这种扩张室

式消声器，因为其截面是突变的，所以局部阻力损失较大。为了减少阻力损失，可将内插

管用穿孔率高于20%的穿孔管连接起来。消声量与消声频率范围矛盾，即要获得大的消声量应有足够大的扩张比m，但消声量上限截止频率随m的增大而降低，致使消声器的有效消声频率变窄，解决办法：（1）用一组并联的小通道代替一个大通道，在每个小通道上设计安装扩张室式消声器；（2）错开扩张室进、出气口管轴线，使得声波不能以窄束状直接穿过扩展式。

《声环境质量标准》规定了五类声环境功能区的环境噪声限值及测量方法，适用于声

环境质量评价与管理。0类声环境功能区指康复疗养区等特别需要安静的区域；1类声环境功能区指以居民住宅、医疗垃圾、文化教育、科研设计、行政办公为主要功能，需要保持

安静的区域；2类声环境功能区主要是指以商业金融、集市贸易为主要功能，或者居住、

商业、工业混杂，需要维护住宅安静的区域；3类声环境工业区指以工业生产、仓储物流

为主要功能，需要防止工业噪声对周围环境产生严重影响的区域；4类声环境功能区指交

通干线两侧一定距离内，需要防止交通噪声对周围环境产生严重影响的区域，又分为4a类和4b类两种。4a类为高速公路、一级公路、二级公路、城市快速路、城市主干路、城市

次干路、城市轨道交通（地面段）、内河航道两侧区域；4b类为铁路干线两侧区域。

城市区域环境噪声测量（1）网格测量法：每次每个测点测量10min的连续等效A声级。将全部网格中心测得的10min的连续等效A声级。将全部网格中心测点测得的10min 连续等效声级做算术平均数，所得到的平均值代表某一区域或全市的噪声水平；（2）定点测量法：选取一个或多个能代表某一区域或整个城市建设区域环境噪声平均水平的测点，

进行长期噪声定点监测，每次测量的位置、高度应保持不变。监测至少进行一昼夜24h连

续监测，测量每小时的等效A声级及昼间A声级的能量平均值、夜间A声级的能量平均值和最大声级。

用惠更斯原理解释衍射现象：介质中，波传播的各点不论在同一波阵面还是不同波阵

面上，都可看做是发射子波的波源，在任一时刻，这些子波的波迹就是该时刻的波阵面，

设波阵面为直线形的水波，到达障碍物的缝时，缝上各点成为新的子波源，从这些子波源

为中心做半径为vt（v-波速）的半圆面，再作与半圆面相切的包面，这个包面就是波通过

后在时刻t的波面，直线形水波通过缝后，除与缝的宽度相等部分的波面仍为直线外，在

缝的边缘处，波面大部分发生弯曲，传播到了障碍物的后面，这就是衍射现象。

噪声控制措施：（1）声源处抑制噪声：降低激发力，改造工艺过程等；（2）声传播途径中控制：包括隔声、吸声、消声、阻尼减震等措施；（3）接收器的保护措施：可佩带耳塞、耳罩、有源消声头盔等，精密仪器设备，可将其安装在隔声间内或隔震台上。

噪声控制原则：应坚持科学性、先进性和经济性原则。（1）科学性原则：分析发生机理，包括空气动力学噪声、机械噪声或电磁噪声；还是高频噪声或中低频噪声，然后确定

针对性的相应措施；（2）先进性原则：控制设计应建立有可能实施的基础中，并且控制技术不能影响原有设备的技术性能或工艺要求；（3）经济性原则：经济上的合理性也是设计追求的目标之一。控制目标为达到允许的标准值，但国家制定标准有阶段性，必须考虑当

时在经济上的承受能力。

干涉现象：相干波叠加后相位差与时间无关，仅与空间位置有关，在空间的某些位置

振动始终加强，在另一些位置振动始终减弱。

为什么使用计权声级而引入计权网络，为什么A计权网络得到广泛应用：人耳对不同频率的声波反应的敏感程度是不一样的。对高频声音，特别是频率在1000Hz-5000Hz之间的声音比较敏感；而对低频声音，特别是100Hz以下的声音不敏感。为了使声音的客观量度和人耳的听觉主观感觉近似取得一致，通常对不同频率声音的声压级经某一特定的加权

修正后，在叠加计算可得到噪声总的声压级，此声压级成为计权声级。A计权的频率响应

与人耳对宽频带的声音的敏感度相当，目前A计权已被所有管理机构和工业部门的管理条例所普遍采用，成为最广泛的评价参量。

为什么要引入等效连续声级：A计权声级对于敏感的宽频带噪声是一种很好的评价方法，但对于一个声级起伏和不连续的噪声，A计权声级就很难确切的反映噪声的状况。等

效连续A声级又称等能量A计权声级，它等效于在相同的时间T内与不稳定噪声能量相同的连续稳定噪声的A声级。

如何理解昼夜等效声级：昼夜等效声级是为了考虑噪声在夜间对人们烦恼的增加，规

定在夜间测得的所有声级均加上10dB作为修正值，再计算昼夜噪声能量的加权平均。昼

夜等效声级主要预计人们昼夜长期暴露在噪声环境中所受到的影响。

噪声控制程序：（1）调查噪声源；（2）确定减噪量；（3）选定噪声控制措施；（4）降噪效果评价

计算公式：

声强级LI=10lg I

Io =Lp+10lg400

ρc

（基准声强Io=10?12N/m2）

声压级Lp=20lg P

Po =10lg P2

Po2

（基准声压Po=2×10?5Pa）

声功率级Lw=10lg W Wo =LI+10log S （基准声功率Wo=10?12W ）

声能量叠加：总声压级Lpt=10log 100.1Lpi

背景噪声声压级Lpb ，背景噪声和机器噪声的总声压级Lpt,机器真实声压级Lps ：Lpt=10lg 100.1Lps +100.1Lpb

A 计权声级：Lpt=10lg 10

0.1 Lpi +?Ai n i=1 等效连续A 声级:Leq=10lg 1T 100.1LAi τi N i=1 累计百分数声级:Leq=L50+ L10?L90 260 一个工作日（8h ）：Leq=80+10lg

10n ?12n 480 Tn I =Pe 2

ρc （I 声强，Pe 声压，ρ介质密度，c 介质声速）

点声源：Lp2=Lp1?20lg r2r1

全空间：Lp=Lw ?20lg r ?11

半空间：Lp=Lw ?20lg r ?8

线声源：Lp2=Lp1?10lg r2r1