建筑和结构上的消声、隔声措施

2023-02-22

建筑和结构上的消声、隔声技术手段发展已较为成熟, 应用广泛。实践表明, 针对不同性质噪声源, 合理选择消声、隔声措施, 可经济有效的控制系统噪声, 从而改善生产作业环境或减少系统噪声对外部环境的影响。

1 吸声

其作用旨在降低反射声, 对直达声无作用。吸声处理的降噪效果与处理面积不成正比。通常顶棚和墙壁上进行吸声处理的机器间和隔声室噪声声级可降低3-10d B, 混响时间可缩短5-10s。较常用的吸声处理结构主要有如下几类:

1.1 多孔性吸声结构:

利用其孔隙结构对声波产生阻滞作用, 使部分声能通过摩擦、振动转变为热能。此类结构常由玻璃棉、矿渣棉、岩棉、毛毡、木丝板等材料制成。多孔性吸声结构的密度对吸声性能影响较大。低频吸声性能随密度增加而改善, 但高频吸声性能却可能因此下降。

1.2 板状吸声结构:

通常由胶合板、硬质板、石膏板、石棉水泥板等板状材料和背后的空气层构成。吸声机理是:当入射声波振动频率和吸声结构的固有频率接近时发生共振, 声能由于振动转化为热能。吸声结构的共振频率一般在80-3000Hz内。因此特别适合于以低频噪声为主的站房内作吸声顶棚和墙面。

1.3 穿孔板共振吸声结构:

由穿孔板和板后空气层组成, 当入射波频率与穿孔板共振吸声结构的固有频率相近时发生共振而使声能转化为热能。穿孔板共振吸声结构一般分为普通穿孔板共振吸声结构和微穿孔板共振吸声结构两种。穿孔板吸声结构可用木板、硬质纤维板、胶合板、石棉水泥板和夹板、金属板等做穿孔板。为提高吸声系数加宽吸声频带, 工程上常常在板后留有空气层或在板后填充多孔吸声材料。

1.4 消声百叶窗在压缩机站的消声设计中常被采用。

特别对全封闭或半封闭的隔声站房, 为改善通风可选消声百叶窗。这种窗户的消声量为10-20d B。

2 隔声

隔声是建筑和结构上的噪声治理最为有效的措施之一。隔声处理效果通常可达20-40d B范围内, 较好的设计可使隔声量达到40-60d B。

2.1 单层隔声结构:

单层隔声结构的隔声效果在共振频率和临界频率之间遵循质量定律, 单位面积重量越大, 隔声效果越好。密度每增加一倍, 隔声量提高5-6d B。设计隔声结构时应尽可能选用重厚材料。

2.2 双层隔声结构:

(1) 中间留有空气层的双层隔声结构:这种结构主要利用空气层的弹性阻尼作用和不同媒质界面声阻抗率的不连续性, 使声波在受到每层构件的阻滞同时产生衰减。其隔声量通常比同重量的单层构件大6-10d B。

(2) 中间填充了多孔性吸声材料的双层隔声结构:在双层隔声结构的空腔中填充一些多孔性吸声材料, 主要是为了减弱低频共振现象和高频吻合效应对隔声量的影响。同时吸收部分声能, 消除空气层中的驻波共振, 从而提高双层隔声结构在低频区和高频区的隔声效果。若在填充了多孔性吸声材料的双层结构上涂贴一些阻尼材料或采用两种共振频率和临界频率完全不同的材料做双层结构, 其隔声性能更好。

(3) 隔声室的设计通常采用两种做法。以压缩机站为例, 一是当站外安静度要求较高时, 用隔声小室将压缩机逐台隔离, 或将整个机器间设计为全封闭, 可使站外lm处的声级低于75d B。二是在站内设置隔声值班室。值班室经隔声处理后声级可降至70d B以下, 从而保障工人的正常作业环境。值班室一般设有观察窗, 以固定式为佳, 其面积在保证正常观察情况下尽量减小, 如设置机械通风, 其进出风道应有必要的消声措施。隔声值班室的进、出门应做成隔声门, 若设消声门斗效果更好。

(4) 隔声屏障:隔声屏障是利用屏障本身对直达声的阻隔作用和对绕射声的衰减作用来达到局部减噪效果。它常在装置检修时作临时降噪用。隔声屏障的减噪效果与其尺寸、位置以及声频有关。宽度应保证能形成一定面积的声影区, 高度增加一倍减噪量增加约6d B;放置位置应靠近声源或作业点。声频越高, 减噪量越大。当声频大于2KHz时, 减噪量可达10-15d B。