半消聲室的定義
半消聲室就是在一個閉合空間內(nèi)建立自由聲場,在這個空間內(nèi),傳播聲波的介質(zhì)均勻地向各個方向無限延伸,使聲源輻射的聲能“自由”地傳播, 即無障礙物反射, 也無環(huán)境噪聲的干擾。
半消聲室根據(jù)測試對象的狀況和測試內(nèi)容,以及所要求的精度分為全半消聲室和半聲室: 房間的六個界面全鋪吸聲材料的,稱為全消室。 房間的六個界面中有五個面鋪吸聲材料的,稱為半消室。
半消聲室的功能
半消聲室的功能主要體現(xiàn)在以下幾點:
自由場空間
自由場是指聲波在無限大空間里傳播時,不存在任何反射體和反射面。 半消聲室的主要功能
是為聲學(xué)測試提供一個自由場空間或半自由場空間。
自由場半徑是用于衡量自由場大小的指標(biāo), 一個設(shè)計良好的半消聲室,自由場半徑應(yīng)從中心點到離尖劈 1.0 m 的距離。
背景噪聲
半消聲室另一個功能是提供低背景噪聲的環(huán)境以適應(yīng)測試環(huán)境的要求。在測試頻率范圍內(nèi),背景噪聲的聲壓級至少要比被測聲源的聲壓級低 6dB,最好低 12dB。
截止頻率
在半消聲室設(shè)計中,通常把尖劈吸聲系數(shù)為0.99 的最低頻率稱為截止頻率。墻面的吸聲系統(tǒng)能保證 99%的吸聲系數(shù)時,可保證半消聲室在截止頻率以上是滿足自由場條件的。 在截止頻率以下的測量,可根據(jù) ISO 3746 和 ISO 3747 的標(biāo)準(zhǔn)進行修正測量。
半消聲室建造的設(shè)計要點
半消聲室設(shè)計的要點就是如何消除室內(nèi)的反射聲,半消聲室內(nèi)除了沒有障礙物外,室內(nèi)各界面上都要配置強吸聲材料,使入射于界面的聲波,在一定頻率范圍內(nèi)幾乎完全被吸收; 半消聲室的體積主要取決于試件的大小和測試距離。半消聲室的體積應(yīng)是被測物體物理體積的 200 倍。 被測物體的支架不計在體積內(nèi)。 配置在半消聲室各界面吸聲層的吸聲性能,對于室內(nèi)自由聲場范圍的大小具有決定性作用,同時也是決定半消聲室質(zhì)量的最重要的部分。 目前國內(nèi)外常用的強吸聲材料有玻璃纖維、吸聲海綿。 建立半消聲室是為了獲得自由聲場,因此,除了室內(nèi)各界面設(shè)置強吸聲材料以消除反射聲的影響外,為了消除外界的噪聲和振動的干擾,半消聲室必須有良好的隔聲和減振處理。 為了使半消聲室的墻體和頂板,具有足夠的隔聲量,特別是良好的低頻隔聲性能,一般采用雙層結(jié)構(gòu),墻間設(shè)通道或空氣間層。 為防止外界振動傳入半消聲室所產(chǎn)生的噪聲和振動的干擾, 必須要根據(jù)周圍的振動狀況和測試內(nèi)容采取相應(yīng)的基礎(chǔ)隔振措施。目前,常用如下三類:
半消聲室周圍有強振動源, 半消聲室的截止頻率fc<100Hz情況下,通常采用浮筑結(jié)構(gòu),用鋼彈簧和橡膠組合的隔振裝置,隔振裝置的自振頻率fo可控制在 1.5~6.0Hz 范圍內(nèi)。
半消聲室周圍有振源, 但不強或雖有強震源但離半消聲室較遠,半消聲室的截止頻率 fc<100Hz 情況下,仍需采用浮筑結(jié)構(gòu),隔振裝置的自振頻率fo可控制在5.0~8.0Hz范圍內(nèi)。
半消聲室周圍無振源,且半消聲室的截止頻率fc>100Hz情況下,無需采用浮筑結(jié)構(gòu),僅在半消聲室內(nèi)做浮筑地面即可。
半消聲室設(shè)計依據(jù)
《城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3096—96)
《民用建筑隔聲設(shè)計規(guī)范》(GBJ118—88)
《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T18883—2002)
ISO3822--1--1999聲學(xué),用于供水設(shè)施的裝置和設(shè)備發(fā)出的噪音的實驗室實驗,第一部分測量方法
《建筑設(shè)計防火規(guī)范》(GBJ16—87)(2001年版)
《電氣裝置安裝工程電氣照明裝置施工及驗收規(guī)范》(GB 50259—96)
甲方文件提供的現(xiàn)有建筑尺寸資料和設(shè)計要求
本公司同類隔音工程設(shè)計和施工參數(shù)
符合GB6882-2008《聲學(xué)、噪聲源聲功率級的測定半消聲室和半消聲室 精密法測定法》和國際標(biāo)準(zhǔn)ISO3745《聲學(xué)、噪聲功率級的測定、半消聲室和半消聲室精密法測定法》
半消聲室設(shè)計參數(shù)指標(biāo)
廠家對半消聲室外部尺寸要求7750*5190*3400mm
廠家對半消聲室的設(shè)計指標(biāo)要求是:
截止頻率:125Hz;
本底噪聲:Lp≤25dB(A)(不含固體聲)
測試精度誤差:±2.0~3.0dB
半消聲室內(nèi)部尺寸確定
考慮到設(shè)備的聲源指向性的特點以及尖劈長度、測試要求,截止頻率等因素,半消聲室內(nèi)安裝尖劈的長度設(shè)計為600mm,從而:
半消聲室未裝尖劈的凈空間尺寸:7250*4690*2900mm:(長×寬×高)
尖劈的的尺寸為400*400*600m,后空腔留100mm尖劈安裝后的總長度為700mm,從而尖劈安裝后的凈空間尺寸為:5850*3290*2200mm:(長×寬×高)
半消聲室的環(huán)境噪聲現(xiàn)狀及隔聲量指標(biāo)
半消聲室的隔聲量指標(biāo)
初步預(yù)計半消聲室的環(huán)境噪聲為60dB(A),為了保證半消聲室內(nèi)的本底噪聲Lp≤25dB(A),要求半消聲室的墻體、門等圍護結(jié)構(gòu)的隔聲量△Lp≥40dB(A)。 (Lp=60-25+5=40dB(A),其中5dB(A)為裕量)
半消聲室的隔聲處理方案
為了保證半消聲室的背景噪聲≤25dB(A),方案如下:
外層墻體采用方管框架配合隔音防潮板做100mm厚度墻體,外粘貼烤漆冷軋鋼板。墻體可拆卸組裝,內(nèi)層墻體同樣制作。頂板也采用雙層,由于跨度大,需要采用10#國標(biāo)槽鋼做鋼梁。
墻體的總厚度為250mm,雙層墻體之間填充高密度隔音棉。
半消聲室的門采用1×2m、隔聲量△Lp≥55dB(A)的聲閘門。
墻體隔聲設(shè)計
隔音墻體采用我公司最新開發(fā)的超耗能隔音墻,該墻體厚度小,隔音量大,在保證隔音效果的同時,最大限度的節(jié)省空間,提高操作環(huán)境的面積。外層墻體采用方管框架配合隔音防潮板做100mm厚度墻體,外粘貼烤漆冷軋鋼板。墻體可拆卸組裝,內(nèi)層墻體同樣制作。頂板也采用雙層,由于跨度大,需要采用10#國標(biāo)槽鋼做鋼梁。墻體的總厚度為250mm,雙層墻體之間填充高密度隔音棉。
隔音門的設(shè)計
外墻隔音門采用我公司專業(yè)設(shè)計研發(fā)的雙磁控隔音門,防止門框與墻體的空隙等薄弱環(huán)節(jié) 傳入室內(nèi)。采用CC-110避震霸進行阻尼處理后,可以有效抑制門頁受沖擊后引起的震動,明顯改善低頻隔聲效果,使其隔聲頻率范圍明顯增大。很好的解決了門頁的寬頻帶隔聲的問題,門頁的阻尼處理與門框的密封處理(同時采用磁控密封條處理)一起組成了隔聲門的雙重保險。
內(nèi)墻隔聲門的結(jié)構(gòu)采用 1.2mm 厚冷軋鋼板,內(nèi)加成型吸聲棉,鉸鏈采用進口產(chǎn)品,開門時整門上浮, 回門時高密度磁性封邊條完全封閉, 確保其聲學(xué)處理能與周邊其它部件的聲學(xué)處理相配以盡可能消除邊緣漏聲, 強度滿足操作需求,長期使用不發(fā)生形變,同時其外表面采用噴塑處理使顏色與尖劈相一致墻體的設(shè)計在考慮聲音的隔離的同時,十分注重聲音在傳播過程中的能量消耗過程,在墻體內(nèi)部設(shè)置了高性能的吸音耗能層,把聲能的消耗控制在最大。
隔振設(shè)計
設(shè)計原則主要針對振源,控制主要三方面:
①、控制振源②、傳播途徑③、影響對象。
減振器的選擇:一般樓內(nèi)結(jié)構(gòu)的振動頻率很低,在50Hz以下,因此,隔振裝置應(yīng)盡可能選擇很低的自振頻率,選用荷載范圍廣的阻尼彈簧減震器,單只減振器的荷載500kg-1000kg各類荷載下所應(yīng)對的固有頻率在1.6Hz-4.9Hz范圍內(nèi),阻尼比0.065。這樣可使自振頻率降低,從而使自振頻率<2.5HZ隔振器的配置。
建成后,隔振裝置的自振頻率為:半消聲室的自振頻率f2=2.1HZ,有效地隔離了各種振動源的干擾,隔振器的安裝位置要對準(zhǔn),保證受力均勻,且保證達到預(yù)期的減振效果。由于半消聲室設(shè)在大樓中,為了有效地隔離樓內(nèi)各種振動力源,采用完全分離式結(jié)構(gòu),即把半消聲室用減震器浮筑在地面上。如下圖: