柴油机房采取双层介质吸声的机理及目的

摘要：在柴油机房吸声工程中，单层降噪构成的隔音量会随面密度的增加而提高，但大幅度增加面密度，既不经济，隔声量的提升也有限。实践发现，带有空气夹层的双层吸声结构比同样品质的单层组成效果好许多。因此，柴油柴发机房降噪隔音办法中选取双层介质（一般称为“质量-弹簧-质量”装置）的主要意义是显着提升隔音性能柴油发电机生产厂家，特别是针对中低频噪音。

  双层介质构造本质上是一个震动装置，两层有一定面密度和刚度的吸声板材（如砖墙、混凝土板、石膏板、金属板等），再加上两层之间的空气层或填充的柔性降噪材料（如玻璃棉、岩棉）。这个夹层起到弹性连接和阻尼的功能。

（1）突破单层构成的吸声极限：单层墙体或板材的吸声量受“品质定律”支配，即面密度增加一倍，隔声量理论上只增加约6分贝。要获得很高的隔音量（尤其是对于柴油发电机强劲的低频噪声），单层构成会变得非常笨重、昂贵且不现实。双层介质系统提供了更高效的诊断方法。

（2）有效抑制共振和吻合效应的影响：单层结构在其共振频率和临界频率（吻合效应发生处）吸声性能会大幅下降。柴油发电机噪声富含中低频成分，容易激发这些薄弱点。双层装置通过中间空气层或降噪材料的“弹簧”作用，可以阻尼和分散这些共振，使降噪曲线更加平滑、有效。

（3）针对性处理低频噪音：柴油发电机噪声的难点在于低沉的排气声、燃烧噪声和机械震动。双层介质构造，特别是其中设计的弹性空气层或减震层，对于隔离这些长波长的低频声波特别高效。

（1）防范声桥：两层固体介质之间必须杜绝任何刚性直接连接，否则震动会通过“桥”直接传导美国康明斯发电机官网，严重削弱隔音效果。

（3）填充吸声材料：在空腔内填充多孔降噪材料，可以进一步阻尼空气层的振动，吸收声音，并提高整体降噪量约5-10分贝。

（4）操作不同面密度和厚度的板材：两层板材的品质和厚度较好有所差异，这样可以错开它们的共振频率和吻合谷，使吸声频谱更平坦。

  设两层介质彼此平行，相距为D，在空气中无限延伸如图1所示，声波自左向右垂直射向介质，则在介质后存在的各列平面波为

  因为作用于同一层介质两侧的声压不相等，将使介质层发生运动，在x＝0处介质产生的运动为

                (1-1)

                    (1-2)

  联立式  (1-3)和式 (1-4)，得到入射波与透射声波声压之比为

TL＝13.51g(m1＋m2)＋13＋ΔTL (dB)                      (1-5)

TL＝181g(m1＋m2)＋8＋ΔTL (dB)                      (1-6)

  由图2可见，当中间空气层的厚度D小于10cm时，双层结构带来的附加降噪量ΔTL与D成正比；当D超过10cm时，ΔTL的值增加缓慢。因此在工程中，空气层厚度一般取5～10cm。如果双层构成中间的空气层填充降噪材料，可以减弱组成振动传声，使降噪量提高，但应注意不可使双层介质有刚性接触，以免因为震动的传递而使夹层的空气或吸声材料失去用途。

  只有当入射波的频率大于√2f共时，双层结构的隔声性能才显示出它的优越性。土建中由砖、混凝土等材料构造的双层隔音组成，其共振频率通常不超过15Hz，对隔声影响不大。但对一些轻质组成如薄钢板、纤维板等做成的双层构成，其共振频率产生在125～250Hz之间，一般采用增加层间距离D、增加质量和贴涂阻尼材料等举措来减轻其共振频率，提高降噪效果。

   另外，孔和缝隙对构件的吸声量影响也很大。如孔隙面积占整个面积1％时，该结构的隔声量不会超过20dB；当孔隙面积占1/10时，隔音量不会高于10dB。孔洞对隔音的影响详细在高频段。随着孔洞的加大，高频吸声量继续下降，同时向中、低频方向扩展康明斯发电机组厂家，而缝隙对吸声量的危害比孔洞更为严重。因此，为达到降噪的目的，应设法填塞降噪构造中的一切孔、缝，如通风孔、电缆孔等。

在柴油柴油机房降噪隔声中选择双层介质构造，其根本目的是通过“品质-弹簧-品质”的物理机理，以相对经济合理的构成毛重和厚度，实现对柴油发电机宽频带（尤其是棘手的中低频）噪音的有效隔离。这是达到高标准噪声控制目标（如达到国家《声环境质量标准》相关要点）的关键性和普遍性技术措施。

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