第十章.阻尼减振降噪技术

阻尼降噪原理
阻尼降噪是指利用某些物质的弹性势能来消耗振动能量的方法，其实质是利用物质的某些特性，在结构中形成一个阻尼层，以降低振动速度和幅度。

例如，在有弹性夹层的梁中，当一阶弯曲振动通过弹性夹层时，由于有一定的阻尼作用，使梁中振动速度衰减较慢。

又如，在一个刚性圆板内装一块橡胶板和一块金属板，金属板置于圆板中。

当一阶弯曲振动通过圆板时，金属板会被压缩变形而与橡胶板一起向外运动。

此时如果在金属板面贴上橡胶板或在金属板面上涂上一些粘性流体（如水），当这两种物质混合在一起时会使金属板产生明显的阻尼力，从而使振动速度下降。

利用这种方法可以制造出具有消声效果的建筑物。

这种消声作用主要是由于建筑结构中某些部位采用了阻尼材料引起的。

阻尼降噪方法是利用某些物质的弹性势能来消耗振动能量，这种能量可以分为弹性、粘弹性和粘弹三种。

其中，弹性势能是通过阻尼材料本身的粘弹性而消耗振动能量；而粘弹性则是通过粘结在结构中的粘性流体（水）来消耗振动能量。

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幕墙设计中的减振与降噪技术创新幕墙作为现代建筑设计的重要组成部分，不仅美化了建筑外观，还具备了保温、隔热等功能。

然而，在大城市中，尤其是高密度建筑区域，城市噪音污染和地震风险成为了幕墙设计中需要解决的问题。

因此，如何通过技术创新来减振和降噪，成为了幕墙设计的重要课题。

一、减振技术的创新幕墙受到地震等外力作用时，会出现振动现象，这对于建筑结构的稳定性和幕墙的使用寿命都带来了挑战。

因此，在幕墙设计中采用减振技术是必不可少的。

1. 阻尼器技术的应用阻尼器是一种能够吸收和消耗能量的装置，可以有效减小幕墙振动的幅度。

传统的阻尼器主要采用阻尼器盘式结构，但这种结构存在重量大、体积大的问题。

近年来，一种新型的阻尼器材料——形状记忆合金，逐渐应用到幕墙设计中。

这种合金可以根据外界条件的变化，自主调节形状，从而实现良好的减振效果。

相比传统的阻尼器，形状记忆合金具有更小的体积和更轻的重量，可以提高幕墙的使用寿命。

2. 弹簧隔振器技术的应用弹簧隔振器是一种常用的减振技术，通过将弹簧装置嵌入幕墙系统内部，能够有效减少建筑结构和幕墙受到的振动。

同时，弹簧隔振器还可以提高幕墙的耐风能力和抗震能力，使建筑更加安全可靠。

二、降噪技术的创新城市噪音对人们的生活和健康造成了很大的影响，而高层建筑的幕墙往往是噪音传播的重要通道。

因此，在幕墙设计中采用降噪技术是十分重要的。

1. 窗户降噪技术的应用窗户是幕墙中噪音传播的主要通道，因此采用降噪技术来减少窗户传导的噪音是非常有效的。

一种常见的降噪技术是在窗户上安装多层玻璃，通过吸音膜、空气隔离层等结构，将噪音的传导和透射都大大减少，从而实现降噪效果。

2. 声学吸音材料的应用在幕墙设计中，通过使用声学吸音材料来减少噪音的反射和传播是一种常见的做法。

这些吸音材料可以通过吸收和散射噪音的能量，来减少噪音对建筑物内部的影响。

近年来，一种新型的声学吸音材料——纳米微孔陶瓷板，开始应用到幕墙设计中。

它具有良好的吸音性能和耐候性能，可以有效地减少噪音的传播，创造一个更加安静舒适的室内环境。

《环境噪声控制工程》课程教学指导一、本课程的性质、目的本课程是环境工程专业学生的专业必修课程，其目的在于使学生了解并掌握环境声学的基础理论，噪声控制的基本原理及方法,掌握环境噪声测试的基本知识及技能,为从事环境噪声污染治理奠定必要的理论基础。

二、本课程的教学重点本课程的教学应着重立足于：1、掌握声学的基础知识。

声学的基础知识包括：声波的产生、描述声波的基本物理量、声波的基本类型、声波的叠加、声波的反射、透射和衍射等。

噪声污染控制所针对的三个环节：声源、传播途径和受主都和声波的特性密切相关。

只有在掌握声学基本知识的基础上，才能展开对噪声污染控制原理及技术的教学。

2、掌握环境噪声测试、监测及控制的基本方法。

包括环境噪声测量中常用的一些仪器设备和相关方法,各种噪声的监测方法,噪声控制的基本原则和基本程序以及实际工程中常用的几种控制方法.明确各种方法的特点和使用环境。

3、掌握环境噪声影响评价的工作程序和内容。

能运用各种方法，采用系统分析法从区域整体出发，进行环境噪声污染综合治理,并寻求解决问题的最佳方案。

此外，还应了解我国目前的环境噪声法规和环境噪声标准。

三、本课程教学中应注意的问题鉴于本课程的理论性与实际应用性联系甚密的特点及其内容体系的不断更新等特点，本课程的教学过程中应该注意：1、注重声学基础知识的掌握，在此基础上展开对环境噪声控制基本原理及方法的教学；2、除教材提供的教学内容外,适当介绍当前国内外的一些新技术；3、应多用教学案例与课程教学内容密切结合,增加学生的可接受性和兴趣。

四、本课程的教学目的通过本课程所有教学环节，应使学生：1、掌握声学的基础知识。

包括：声波的产生、描述声波的基本物理量、声波的基本类型、声波的叠加、声波的反射、透射和衍射等。

2、掌握环境噪声测试、监测及控制的基本方法。

包括环境噪声测量中常用的一些仪器设备和相关方法,各种噪声的监测方法,噪声控制的基本原则和基本程序以及实际工程中常用的几种控制方法.明确各种方法的特点和使用环境。

减振降噪技术在高速船舶上的应用随着高速船舶的发展，减振降噪技术在船舶设计和船舶运行中的应用日益重要。

高速船舶的运行带来了巨大的噪声和振动，在船舱内部会对乘客和船员的舒适性和健康造成不良影响。

减振降噪技术旨在减少船舶运行中产生的噪声和振动。

振动主要由船舶主机、推进器和船体运动产生，噪声主要由发动机、排气系统、船体与水面的相互作用等因素引起。

下面将详细介绍减振降噪技术在高速船舶上的应用。

对于船舶主机的振动和噪声控制，可以采用减振器和隔振装置来降低振动传递和噪声辐射。

减振器主要是通过消耗和转换振动能量来减少振动的传递。

常用的减振器有弹性支座和阻尼器等。

而隔振装置则是通过隔离振动源和振动接收体之间的直接传递路径，减少振动的传递。

采用悬浮结构和弹性支承，可以有效降低船舶主机的振动和噪声。

对于船体的振动和噪声控制，可以采用结构阻尼和减震材料来降低振动和噪声辐射。

结构阻尼可以通过在船舶结构上安装阻尼器和阻尼材料，改变结构的共振频率，降低振动和噪声辐射。

减震材料则是通过吸收和散射振动能量来减少振动和噪声的产生。

常用的减震材料有橡胶、泡沫塑料等。

针对船舶运行中产生的排气噪声，可以采用降噪器和消声器来降低噪声辐射。

降噪器主要是通过增加噪声传播路径长度和消音量来减少噪声的传播。

消声器则是通过吸收和散射噪声能量来降低噪声的辐射。

常用的消声器有消音波纹管和消声壳等。

除了上述技术，还可以通过优化船舶的结构设计和航行参数来降低振动和噪声。

在船舶设计中采用流线型船体和减阻设计，可以减少水动力噪声的产生。

在船舶运行中，通过优化船舶的航行速度和航向角度等参数，可以减少水动力和机械振动的产生。

减振降噪技术在高速船舶上的应用包括减振器和隔振装置的应用、结构阻尼和减震材料的应用、降噪器和消声器的应用，以及优化船舶的结构设计和航行参数。

这些技术可以有效降低高速船舶运行中产生的振动和噪声，提高乘客和船员的舒适性和健康。

声学⼩知识分享：隔声、吸声、消声原理及阻尼减振1、声波的产⽣①声⾳的三个基本要素：频率：每秒振动的次数。

可听声的频率在20-20KHz频率：波长：波长：声源完成⼀周的振动，声波所传播的距离。

可听声的波长在17m-17mm。

声速：每秒钟传播的距离。

声速与温度有关，c=331.4+0.6t m/s，其中：c=fλ。

声速：②频谱：频谱：通常噪声都是由许多频率组成的复合声。

声⾳不同，其组成的频率和能量的分布也不同。

正因如此，才能区别各⾊各样的声⾳，声⾳的这些组成频率和能量分布的关系，称为这⼀声⾳的频谱，不同的声⾳具有不同的频谱。

例如，⽤频率为横坐标，以声压级为纵坐标，即可做出此声⾳的声谱图。

声压：有声波时媒质中的压⼒和静压⼒的差值。

单位为Pa。

③声压：频谱：通常噪声都是由许多频率组成的复合声。

声⾳不同，其组成的频率和能量的分布也不④频谱：同。

正因如此，才能区别各⾊各样的声⾳,声⾳的这些组成频率和能量分布的关系，称为这⼀声⾳的频谱，不同的声⾳具有不同的频谱。

2、噪声污染①什么是噪声?噪声是⼈们不需要的声⾳，噪声是物理污染，噪声是现代⼯业化带来的后果，同时，噪声和噪声控制技术的进步也促进⼯业⽣产和交通运输的发展。

②噪声控制：噪声控制是研究如何获得适当声学环境的技术科学，即达到经济上、技术上和要求上合理的声学环境。

③噪声降低的标准《声环境质量标准》GB3096-2008《社会⽣活环境噪声排放标准》GB22337-2008《⼯业企业⼚界噪声标准》GB12348-2008ETSI 300 735欧洲通讯设备测量标准和限制噪声标准分三类：听⼒保护标准环境保护标准机电产品标准④噪声的危害噪声⾸先是对听⼒的影响，作⽤是累计性的。

噪声性⽿聋是不可逆的。

当对500、1000、2000HZ三个频率损失的平均值超过25—40分贝时，为轻度⽿聋；40--65分贝时为中度⽿聋；65分贝以上是重度⽿聋。

噪声对神经系统的影响，使⼤脑⽪层的兴奋和抑制平衡失调，长久接触产⽣头痛、头晕、⽿鸣、失眠多梦、记忆⼒减退称为神经衰弱或神经官能症。

“阻尼材料”在减振降噪方面的应用——医院设计（十一）随着现代工业的持续发展，产生剧烈振动的工具和大功率机械不断增多，各种机械设备在运转及工作过程中带来的振动危害也日益严重。

为了减少这类振动和噪声给人们的生活和工作带来影响，使用阻尼材料进行减振降噪成为了解决上述问题有效的手段之一。

那阻尼材料是一种什么材料？这个需要先从阻尼说起。

什么是阻尼？指任何振动系统在振动中，由于外界作用或系统本身固有的原因引起的振动幅度逐渐下降的特性。

从减振角度看，就是将机械振动的能量转变成热量和其他可消耗的能量，从而达到减振的目的。

< 阻尼示意图>而在振动物体产生高的共振振幅前，先将一部分振动能在自身中消耗，以达到减少振幅、降低振幅为目的的材料，我们统称为阻尼材料。

在市面上，其种类繁多，概括起来可分为以下几种：1、黏弹性阻尼材料（即高聚物阻尼材料）2、复合阻尼材料3、陶瓷类耐高温阻尼材料4、智能型阻尼材料因不同阻尼材料的阻尼性能相差极大，大多数结构材料如金属材料的损耗因子较小，高聚物黏弹材料的损耗因子则较大。

< 高分子阻尼材料：Soundbox隔声毡>其中，高聚物阻尼材料作为一类新的功能材料，其阻尼性能比高阻尼合金要高出1-2个数量级。

具有一定优势的阻尼性能，已广泛应用于民用建筑、尖端武器装备、航天飞行器、航海、环境保护等各个方面。

那高聚物阻尼材料到底是一种怎样的材料，有什么作用？主要用在哪里？什么是高聚物阻尼材料？高聚物阻尼材料是以高分子量的聚合物制成的一种高分子阻尼材料，也可以说聚合度很高的聚合物是高分子，属于功能性阻尼材料。

< 高聚合物是高分子，高分子不局限于聚合物>它是一种具有吸声、隔热、防振等功能，多用在使用温度、使用频率下有较大内耗峰的材料。

如聚丙烯酸酯、聚氨酯、环氧树脂、丁基橡胶及丁腈橡胶等。

按使用方法可分喷涂型、自粘型和胶片型3种：1.喷涂型可直接通过喷涂或辊涂、刮涂的方式附着在结构基材表面上，如水性阻尼涂料；2.自粘型阻尼材料可直接粘在结构件表面；3.胶片型则用作垫片或用热压、涂施胶黏剂等方法粘接。

噪声学-复习整理环境噪声控制⼯程第⼀章：绪论⼀、环境噪声标准分为以下三种：1.城市区域环境噪声标准GB3096-93;2.⼯业企业⼚界标准GB12348-90;3.⼯业企业⼚区各类场所噪声限制（噪声卫⽣标准）GBJ87-85。

掌握1和2的功能区分类等，如下：第⼆章：声波的物理基础⼀、频谱频谱图：把某⼀信号中所包含的频率成分，按其幅值或相位作为频率的函数作出的分布图，称作该信号的频谱图。

分：1.离散谱：2.连续谱3.复合谱（见书11）⼆、频程把某⼀范围的频率划分成若⼲⼩的频率段，每⼀段以它的中⼼频率为代表，然后求出声信号在各频率段的中⼼频率上的幅值，作为⼀种频谱，将这样分出来的频率段叫频程。

在划分频程时，使每⼀个频率段的下限频率与上限频率的⽐值为确定的常数。

掌握概念：倍频程和1/3倍频程（见书11）三、声强级、声压级、声功率级定义声强级：⼀个声⾳的声强级L I是该声⾳的声强与基准声强之⽐的常⽤对数乘以10，以分贝计，即: 基准声强I0在空⽓中为10－12W／m2,它是1000Hz声⾳的可听阈声强。

声压级：某声压p与基准声压p0之⽐的常⽤对数乘以20称为该乘以的声压级，以分贝计，即: 基准声压p0在空⽓中为2×10-5Pa。

声功率级：某声功率W与基准声功率W0之⽐的常⽤对数乘以10称为该乘以的声功率级，以分贝计，即:基准声压p0在空⽓中为10-12W。

四、声压级的叠加（计算）有n个不同的噪声源互不相⼲，其中第i个噪声源在某测点处测得的声压级为Lpi,当n个噪声源同时发声，在该点处产⽣的总声压级为：注意：2个⼤⼩相等的噪声叠加后，总声压级⽐原来单独时⾼3（dB）五、声波的反射和透射反射系数r p:反射声压幅值与⼊射声压幅值之⽐。

r p⼤，则吸声差，r值⼩的材料称为吸声材料。

声压透射系数t p：透射声压幅值与⼊射声压幅值之⽐。

t p⼤，则隔声差，t p值⼩的材料称为隔声材料。

六、声传播中的距离衰减（计算）点源：计算从距离r1传播到距离r2时，声强级或声压级衰减量△L，则有：连续线声源：当传播距离从r0⾄r2时，声压级或声强级的衰减量为：第三章：噪声基本评价量⼀、响度级以1KHz纯⾳为基准声⾳，任何声⾳如果听起来和某个1KHz纯⾳⼀样响，那么这个1KHz纯⾳声压级的分贝值就是该声⾳的响度级，单位phon。