消声室设计(专业版)
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背景噪声为负1分贝消声室设计
李犹胜（上海200000）
摘要：目前，随着技术水平的发展，对于消声室的背景噪声的要求越来越高，所以低背景噪声的消声室设计显得越来越重要。
本文从自己亲身设计一个项目出发，从环境要求，隔声技术，吸声吸声和高隔声量的隔声门及排风系统隔声等多方面介绍了负1分贝背景噪声的消声室设计过程。
关键字：消声室，背景噪声，低背景噪声，隔声门，
一、项目背景：
贵州省质量检测院在贵州省贵阳市白云区建立一个国家级质量检测中心。
在该检测中心内部建立一个背景噪声为8分贝的全消声室。
经过招投标，我公司中标了这个项目，本人荣幸担任这个项目的主设计师。
这个消声室共二层，包含地面一层和地下一层，施工难度很高；地下二层又是停车库，振动大，技术难度高；距消声室的50米处就是一个整座大楼的排风系统，消声室处的环境恶劣。
在我们国家，当时背景噪声低于10分贝的消声室只有在清华大学内有一间实验室，故没有成熟的经验可以借鉴。
综上所述，本项目的建设难度极高
1、顾客的关键技术要求
1、截止频率：63.5Hz
2、背景噪声：小于8分贝
3、消声室类型：全消声室和半消声室相互转换
二、技术总结
为了满足客户的技术要求，在设计消声室时需要
从多个方面进行思考。
（一）、浮置地板
本试验室必须采用隔振效果好的浮置地板形式。
由于本试验室的截止频率为63.5Hz，所减振系统的固有频率应小于5Hz。
选用隔而固公司的金属弹簧减振器。
1、确定减振弹簧的个数
-----------(1) 其中：
----- 弹簧的个数
----- 消声室完工后的总质量
-----弹簧的额定载荷
通过详细的计算，整个消声室完工后的总质
量为：G=198吨，根据隔而固公司提供的金属
弹簧减振器的额定载荷T=1.5吨，则弹簧减振
器的个数为132
2、确定减振弹簧的布置
132个弹簧减振器非均匀的分布在房间的中间，原因是在房间的四条边上的重量较为集中。
故
弹簧减振器的布置图（见图1所示）
3、 弹簧浮置地板的施工
（二）、钢架结构
本试验室采用轻质墙结构， 所以轻质墙墙板必须用钢架结构来固定。
故钢架结构设计的好坏直接影响到本试验室的强度。
1、 钢架结构的立柱采用100X100X5的方管直接焊接在浮置地板的预埋板上。
立柱的间距为1000mm ，
2、 用100X100X5的方管作为横梁， 与立柱焊接成网状结构。
横梁间距为2000mm ；
3、 顶部用9根23#槽钢做主梁，增加顶部的刚度。
4、 再在钢架上固定尖劈支持骨架。
5、钢架焊接完成后做防锈处理
（三）轻质墙板
轻质墙板设计和安装的好坏直接影响到消声室的隔声效果， 这是本试验室成败的关键，故这一环节非常重要。
1、 轻质墙板的结构
本试验室采用一种新型的轻质隔声板结构（如图5所示）， 本结构已经获得了适用新型专利。
本结构是用2mm 的钢板折弯成一个盒子，在板的内部依次放置8mmFC 阻尼隔声板， 100K 隔声岩棉， 8mmFC 阻尼隔声板再用2mm 钢
板封闭。
其产品图如图6所示
图1 减振器布置图
图2 减振器安装示意图
图3 减振器施工示意图
图4 钢架示意图
2、轻质墙板的安装
轻质墙的安装是一件非常重要的事情，安装不好，
就会导致隔声效果降低，同时会导致“声桥”的出现。
为了防止这种情况的发生，我在隔声板和钢管的接触面
上放置了橡胶垫。
其结构图如图7所示
3、轻质墙板的后期处理
为了进一步增强隔声效果，在隔声板和板之间的接
缝处涂上硅胶（硅胶需要用道康宁的环保型硅胶）。
（四）、吸声尖劈
吸声尖劈是一种特殊吸声体，它要求入射其表面的声
波几乎全被吸收。
吸声尖劈由基部和劈部组成，基部为
底部截面不变部分，劈部为截面从尖头开始逐渐增大部
分。
由于吸声尖劈的劈部截面从小逐渐增大，使之与空
气特性阻抗比较匹配，从而达到入射声波几乎毫无反射
地全被吸收。
1、吸声尖劈的尺寸
吸声尖劈的尺寸按照公式2确定
--------2
其中 L-------吸声尖劈的长度（m）
λ--------在截止频率处的波长（m）
--------3
c-----声音的传播速度（340m/S）
f------消声室的截止频率
图5 隔声板结构示意图
图6 隔声板示意图
图7 隔声板安装结构示意图
通过上述公式2和公式3的计算，得到吸声尖劈的长度为1.25米
吸声尖劈的基部（截面不变部分）与尖劈的劈部（截面变化部分）长度比例通常控制在1:4左右。
故本吸声尖劈的基本尺寸为250mm，如图8所示
2、尖劈的安装方式
尖劈是采用挂钩的形式挂在焊接在钢架上的滑轨上，
如图9所示
（五）、空调系统
由于该实验室位于地下一层和地面一层。
所以地面会
有潮湿的可能，考虑到实验室的舒适性，所以该试验
室设置了空调系统。
空调系统的噪声和振动会影响到实
验室的背景噪声，所以空调系统本身的噪声是我们考虑
的重点。
空调系统的噪声分为空调系统本身的噪声和出风口
的风噪声两种。
空调系统本身的噪声可以通过将空调主
机安装远离实验室的地方和在风道上按照消声器来控制。
而出风口的风噪声是通过减少出风口的风速来控制。
1、空调系统本身的噪声控制
前面已经说到，空调系统本身的噪声可以通过将空调
主机安装远离实验室的地方和在风道上按照消声器来控
制。
但受到按照条件的控制，我们将空调主机放置在
实验室外的控制室内，并将其悬挂在空中，如图10所示。
同时在空调主机和出风口之间设置有10米长的消声器
（如图11所示）。
这样将空调主机的噪声控制在设计范
围内。
图8 吸声尖劈
图9 尖劈安装示意图
图10 空调主机安装示意图
2、出风口噪声的控制
为了控制出风口的风速， 将实验室内的风管设计成600X600， 这样风的速度小于5m/S 。
同时将风管上面的出风口设计大，下面的出风口小， 这样风管内有一定的风压（如图12所示）。
（六）、隔声门
隔声门的隔声量也是本实验室能否满足要求的重要指标。
为了达到较高的隔声量， 本实验室采取了以下几
种措施：
1、设置了“声闸”
所谓“声闸”， 就是一种设计结构， 能够将外部声
音阻止在这种结构中。
简言之，“声闸”就是通过隔声，吸声的方法来阻止声音的传播。
本实验室设置了一个声闸（如图13所示）
2、高隔声量的隔声门
由于该隔声门需要确保铲车进入实验室内， 所以该
图11 风管布置图
图12 风管设计图 图13 声闸
隔声门的尺寸设计成宽1800mm，高度2400mm。
这种大的隔声门要达到高的隔声量是很困难的。
我们采取了特殊的结构（如图14所示），到达了高的隔声量，该隔声门通过上海同济大学声学实验室检测，计权隔声量达到了52dB(A)。
该隔声门已经申请了专利（专利号为）
四、经验总结
这个项目有许多经验可以总结
1、在设计吸声尖劈的尺寸时，没有考虑吸声尖劈的制造误差对安装的影响。
由于房间框架结构的尺寸是一定的，尖劈尺寸的积累误差导致尖劈的安装困难。
所以在今后设计同类产品时要将吸声尖劈的宽度尺寸缩小5mm。
2、墙板是通过企口的形式安装的，企口的方向影响到安装的顺利进行。
有大量的板的企口是反的，导致安装是需要切割，影响到安装的进度。
在今后的设计过程中，尽量用3D 软件来绘图，这会防止企口做反。
3、风管的口部上下部齐。
导致外观难看。
在今后的设计过程中，用一条包边来修饰。
图14 隔声门结构示意图
图16 隔声门隔声量测试结果
图17 隔声门。
