消声室是指一间没有反射的房间。在消声室的墙壁上均铺设得有吸声性能良好的吸声材料。因此,室内便不会有声波的反射。消声室是专门用来测试音箱、喇叭单元等。
消声室所用的吸声材料,要求吸声系数大于0.99。一般使用渐变吸收层,常用尖劈或圆锥结构,以玻璃棉作吸声材料,也有用软泡沫塑料的。例如一个10×10×10m的实验室,每面敷设1m长的吸声尖劈,其低频截止频率可达50Hz。在消声室中进行试验时,被测试的对象或声源等置于的尼龙丝网或钢丝网上,由于此类网能承受的重量有限,故只能测试重量轻、体积小的声源等。
一般消声室的建筑造型几乎不用球状、柱状或圆弧面的形状。因为如果吸声结构的吸声系数完全大于0.99,则壳体形状的影响不大;但在吸声系数甚低于0.99的情况,至少在吸声结构的截止频率以下,吸声系数急遽下降,则大的凹面会产生聚焦的声缺陷,完全不可能获得近似的自由声场。
由于实际需要,自70年代起发展了一种称为半消声室的声学实验室。此半消声室除要求地面为硬质刚性反射面外,其余与消声室相同。当声源或接收器置于地面上时,声源和接收器之间只有直达声而没有反射声,故在地面上的半空间中有同消声室中那样的自由场。半消声室的优点是由于地面是硬的,能承受较大的重量,适宜测量如车辆、大型机器、设备等的噪声功率且使用方便,造价比消声室低廉;缺点是当声源的等效声中心或接收器高出地面较多时,声反射的影响使声场严重偏离自由场,这种现象在频率高时更为显著,因此半消声室存在有高频限。
消声室是一个相邻的三个面为硬反射面,另三个面上装有吸声尖劈的实验室。三个反射面形成三面镜子,如声源或接收器置于此三反射面的交点上,则声源和接收器之间和半消声室相同,只有直达声而没有反射声,使在其中形成自由场。由于声源或接收器只能置于交点上,故在实际使用中将受到很大限制。
消声室不仅是声学测试的一个特殊实验室,而且是测试系统的重要组成部分,实际上它也是声学测试设备之一,其声学性能指标直接影响测试的精度。 消声室的主要用途是测试抗噪声送、受话器的灵敏度、频响和方向性等电声性能。这种送、受话器的频率范围要保证语言通信清晰,一般为200—4000Hz左右。
根据消声室用途及原有房间条件,声学设计指标如下:
( 1 )设计的消声室为一间全消声室,并要求设置工作地网。
( 2 )隔声设计实现本底噪声指标。
( 3 )吸声设计实现自由声场指标,要求测量误差在±1dB以内,或者有测量声源方向等特殊要求。
( 4 )消声设计实现空气动力学性能。
( 5)隔振设计实现隔离全消声室周围产生的低频振动。
(一)隔声和隔振
通过现场数据采集和实地考察,确定待建消声室位置附近的低频噪声源和环境噪声,根据采集结果分析确定设计方案,为了提高隔声和隔振效果,一般采取与原有建筑完全分离的“房中房”式隔声结构。
(二)浮筑地面
为了隔绝因撞击引起的固体声,采用弹性垫层的浮筑地面进行隔振。其做法是在原地面上铺上一层15cm厚(经压实后为10cm)的玻璃棉保温板作为隔振弹性垫层,在它的上面再做一层厚20cm的钢筋混凝土地板,与外墙留有5cm的问隙,以防止与外墙的刚性连接,隔绝大楼内和户外固体声的传入。
(三)隔墙
在浮筑地面上砌一层厚24cm的砖墙作为内墙,与外墙之间留有20cm的间隙,砌墙砖缝要求砂浆饱满,以防缝隙漏声。
(四)隔声吊顶
考虑到施工和减轻隔声平**的重量,采用双层钢丝网水泥抹灰,中间留有10cm空气层的隔声平**,其特点是隔声量高、重量轻。为了使消声室能获得尽量大的有效高度,支承楼板的大梁让其部分向下凸出。
(五)隔声门
消声室门具有隔声和吸声功能,它由隔声门和吸声尖劈门组成,设在与仪器室之间的分隔墙上,安装有两道单开钢质复合结构隔声门以及内壁的吸声扯门。其特点是大大缩小一般推拉式吸声尖劈门所占的空问位置,而且开关也很方便。由于消声室设计采用了短吸声尖劈,为此将靠壁面的一组吸声尖劈朝内安装,留空档解决扯门位置。
(六)吸声尖劈
吸声尖劈的设计是保证消声室声场特性和测试下限频率的决定因素。为了尽可能增大有效空间,尖劈的长度由截止频率暨1/4波长理论决定,具体的计算方法为L=1/4*(340/Fc)。其中Fc为截止频率;340为声波在空气中的传播速度,单位为m/s;L则为要达到截止频率的吸音消声尖劈理论上的长度。用4mm的冷拔钢丝做骨架,内填充环保型无甲醛吸音消声材料,采用定制模具切割,切割后整体填充,确保每一个尖劈的外型一致而美观,无碎棉和棉渣,确保玻璃棉不外漏、内层面采用新型高织数白色玻璃布整体套裁,接缝处用魔术贴粘接;外层面采用防火的灰白阻燃洞布,整体套裁确保规格统一,后接缝处都处于尖劈底部,手工封口。
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