海綿城市基本原理范文

時間:2023-07-24 17:22:52

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海綿城市基本原理

篇1

【關鍵詞】:海綿城市;綠色街道;低影響開發

1、城市道路系統的研究背景

1.1城市暴雨內澇現象

近年來,我內眾多大中型城市在暴雨過后頻頻陷入內澇災害,造成城市基本機能的癱瘓和市民生活的極度不便,而內澇之后城市水資源短缺的問題同樣突出。

1.2傳統城市道路雨水處理的問題

城市雨水徑流產生和排放的一個重要場所就是城市道路,傳統城市道路的排水設計思路主要是雨水沿路面的橫縱坡度產生徑流,通過雨水口收集后由雨管排至水體。而隨著城市化的發展,這種“以排為主,利用滯后”的排水方式問題日益凸顯,越來越不能適應現代化城市的需求。

2、海綿城市綠色道路系統分析

2.1海綿城市與綠色街道理論

2.1.1海綿城市的概念

海綿城市是指城市能夠像海綿一樣,在適應環境變化和應對自然災害等方面具有良好的“彈性”,下雨時吸水、蓄水、滲水、凈水,需要時將蓄存的水“釋放”并加以利用[1]。

2.1.2綠色街道理論

綠色街道的實質是生物滯留池等暴雨徑流管理設施在街道層面的應用。其對綠色的界定大多從暴雨徑流管理的角度,強調綠色街道去除地表徑流污染、補充地下水,減少暴雨徑流量,以及美化社區環境,改善街道物理環境的功能[2]。

2.2海綿城市道路c傳統道路的區別

傳統城市道路的硬質面積占道路面積的75%左右,道路綠帶面積僅占25%左右,透水鋪裝率不足30%,路緣石和綠化帶高出路面10-20厘米,雨水口設置在機動車道或者非機動車道上,綠化帶只能吸收自身區域的雨水,雨水口僅收集路面雨水,不能有效的實現雨水排放,容易造成路面積水,甚至內澇。

海綿城市道路采用LID 技術設施,不僅可以保證道路的通行,還能在解決道路排水問題的同時防止雨水對路面穩定性造成破壞。

3、海綿城市綠色道路系統規劃設計

3.1綠色街道設計原則:建設具生態功能的綠色街道

3.1.1 LID(低影響開發)理念

LID(低影響開發)是建設海綿城市的核心手段,其基本原理是在人工系統的開發建設活動中,盡最大可能減少對自然生態系統的破壞,強調保持場地開發前后水文特征不變[3]。

3.1.2 綠色街道的生態效益

綠色街道作為海綿城市雨水管理設施的一部分,不僅具有緩解城市內澇的作用,還能恢復自然水循環的蒸發、滲透和生物利用的功能,因此具有極高的生態效益。

3.2綠色街道組成模塊設計策略

3.2.1人行道設計

傳統的人行道在雨天容易路面濕滑、積水,影響出行的安全性和舒適度;同時也加劇了城市的熱島效應、阻止了地下水資源補給。透水人行道是一種可以使雨水透過鋪裝表面,不經過地下排水管道而直接滲透進入下層土壤的人工鋪筑的人行道路。透水人行道應滿足雨水滲透性和使用性兩方面的要求。其中雨水滲透性要求滿足滲透排水功能和生態蓄水功能;使用性方面需要具有足夠的強度、抗低溫能力和足夠的水穩定性。

3.2.2樹池設計

樹池作為雨水收集和排放的設施,首先應考慮到樹木生長的需要,許多行道樹種不具備很強的抗澇性,因此在綠色街道樹池的設計建造之初,必須對場地內原始土壤進行檢測。因此按照不同地域的氣候特點,應考慮土壤蓄水和排水能力后降雨量偏大的地區,應該使用沙土或砂質壤土。

3.3.3路緣石設計

路緣石是設置在中間分隔帶、兩側分隔帶及路側帶兩側的條形構造物。以下對幾種路緣石的優缺點進行分析。

(1)開口路緣石

開口路緣石在新建和改造項目中應用廣泛,加工簡單,開口的長度可以根據本地瞬時降雨量進行靈活調整。由于開口破壞了路緣石整體性,一定程度上會妨礙交通安全。

(2)預制穿孔路緣石

預制穿孔路緣石石適合安放在新開發的地塊上,鑰諑愿哂諑訪姹旮擼方便雨水流通過。其優點是占用道路空間小,不妨礙人行和車行交通。缺點是不具備過濾沉積物的作用,開口易堵塞,需要定期維護,維護人工成本高。

(3)溢流路緣石

溢流路緣石是可以最大限度地將來自街道的雨水均分散到道路旁的處理設施中,同時不需要很高的維護成本[4]。

3.3.4停車場設計

傳統停車場功能單一,設計時主要考慮如何利用有限場地以停放更多數量的車輛,而忽視了場地本身應具有的其他功能。海綿城市背景下的生態停車場應以促進城市雨水的生態循環作為設計的主要目標,建立具備雨水凈化、收集、再利用功能的綠色停車場。生態停車場的布局設計有很多限制因素,如功能定位、場地規模、氣候情況等。因此挖掘停車場的生態功能,需要依照不同的場地條件進行設計。

結論:

綠色街道的核心功能是利用景觀生態學的手段緩解城市水問題,城市道路低影響開發雨水系統對于緩解城市洪澇災害、控制徑流污染、凈化城市水質、補充地下水源具有重要的作用。當下海綿城市建設在全國范圍內如火如荼地展開,在看到全社會為解決城市問題積極努力的同時,設計者更不應該盲目,要對各技術問題進行認真思考,使海綿城市的理念真正落到實處,長期發揮其應有的作用。

【參考文獻】:

[1]趙慧芳.城市道路雨水就地利用技術研究[D].北京:北京林業大學,2008.

[2]李強,賈博,權海源,蘇月,趙萌.綠色街道理論與設計[J].建筑學報,2013(9):147.

[3]胡楠,李雄,戈曉宇.因水而變――從城市綠地系統視角談對海綿城市體系的理性認知[J].中國園林,2015,31(6):22.

篇2

三角柱式栽培設施

生產性應用一般將立柱缽串疊到180~200 cm高,將11~13 個立柱缽串疊而成;觀光農業上栽培使用一般立柱的高度沒有嚴格要求,可高可低或高低錯落結合;家庭陽臺栽培一般6~12 個立柱缽串疊即可。三角立柱缽串疊前需先裝基質,在缽的空腔內先襯墊一層無紡布,將基質或海綿灌注入無紡布中,至8~9成滿,再將無紡布邊沿覆蓋在基質表面,實際上是用無紡布把基質包裹起來,避免串疊立柱缽時出現基質撒溢現象。

將立柱缽一個個串疊在?50 mm的PVC管上,按柱中至柱中距離70~150 cm不等的間距進行布置定位。

立柱上方需要布設鋼管或網格,按栽培柱布設的位置,在頂部設縱橫交叉的柱管固定交會點,用鐵絲把柱芯管與交會點綁縛或螺絲固定。

在立柱頂部布設滴灌設施,按立柱的南北縱向布設供液支管,在溫室的南北中部或南北一端鋪設東西向主管路,主管路可根據栽培面積大小,考慮是否需要分區控制供液,安裝定時供液控制閥,即可實現分區定時供液。在每個立柱上方的支管上插2~3 根滴箭軟管或發絲管。

設施按裝完成后先進行試水,要使每個柱子上每一層立柱缽的定植孔中的基質、無紡布被水分充分濕潤,才能進行定植。定植時在定植口底部添加少許珍珠巖,將培育好的作物小苗帶杯直接插入定植孔中,完成定植作業。每次供液時間設在15~30 min不等,每天供液3~6 次。

三角立柱栽培模式可以栽培各種散葉或分枝型的綠葉菜及各種矮生花草,不適宜栽培草莓、結球葉菜(如結球生菜、卷心菜)根菜(蘿卜)等品種。一般常見的葉用甜菜、散葉生菜、木耳菜、番杏、紫背天葵、烏塌菜、奶白菜等品種都適宜栽培。

鏈條組合式墻體栽培

鏈條組合式墻體栽培一般不作為立體生產性使用,但可作為溫室東西分區的“生態隔離墻”、日光溫室的北墻、觀光農業的“景觀墻”、生態餐廳的“雅間裝飾墻”等立體綠化、美化、裝飾性種植景觀塑造使用,在這些場合應用,栽培墻的間距可以不受嚴格限制,但前提是要確保墻體立面上下能均勻接受到光照為度,才能確保墻面上的作物生長趨于一致。

墻體栽培槽內需要填充基質和無紡布,基本原理和方法同三角立柱栽培。

設施安裝 先砌墻體基座,基座寬度與墻體栽培槽外徑(以定植缽凸起尺寸為準)一致,基座中預埋?75~110 mm的回液管,在回液管上按墻體栽培集液槽底部的排液口設置回液口。也可直接在基座上砌一條回液槽,再排入地下管道回流至營養液池中。

組裝墻體時,底層先布置集液槽,第二層從左到右依次搭接栽培槽,第三層從右到左依次疊接栽培槽,使上下層栽培槽的定植口位置錯開,一層一層串疊栽培槽,至高度達到設計要求(一般正常栽培墻高度180~200 cm,也可做到300 cm高度)到頂部加蓋一層槽蓋,形成一面完全封閉的墻體栽培設施。栽培槽兩端的軸管下端固定在基座上,頂部與溫室柱進行連接固定。在栽培墻的頂槽蓋上布置供液支管,在支管上插入發絲管或滴管軟管,每根滴管間距為8~10 cm。

試水定植 設施按裝完成后先試水,要使整體栽培墻上的每一個定植孔中的基質、無紡布被水分充分濕潤,才可進行定植。定植時在定植口底部添加少許珍珠巖,將培育好的作物小苗帶杯直接插入定植孔中即可。每次供液時間設定在15~30 min,每天供液3~6 次。

墻體栽培與三角立柱栽培一樣,主要適合栽培散葉型和分枝型的綠葉蔬菜和各種矮生花草,不適宜栽培草莓、結球葉菜等。一般常見的葉用甜菜、散葉生菜、木耳菜、番杏、紫背天葵、烏塌菜、奶白菜等都可栽培。

模塊組拼式墻體栽培設施

模塊組拼式墻面立體栽培,一般也不適宜在園藝作物生產上使用,但可作為溫室功能分區的立體種植隔離、觀光農業的景觀造景、生態餐廳的雅間外墻裝飾或隔離,城市建筑外立面、居室外墻、方形柱體表面等場所的綠化、美化應用。

栽培盒、連接盒模塊內需要填充無紡布和基質,基本原理和方法同以上兩種模式。

安裝組拼式墻體栽培設施時,首先制作墻體設施的附著骨架,用于固定栽培盒和連接盒,也可直接在建筑外表面進行安裝。按栽培盒體的長寬尺寸在安裝面上畫線,標注好栽培盒與連接盒的固定位點,提前鉆固定孔,并確定好底部回水槽與頂部供液管的位置。用內徑寬30~40 mm,深40 mm的塑料槽作為集液槽,套在底層栽培盒的底部并固定,也可直接砌一條集液槽,收集墻體栽培盒的排出液,再排入地下管道回流至營養液池中。

組裝栽培墻時,根據栽培要求,從低層依次往上串疊栽培盒、連接盒模塊,通常是先布置一層栽培盒,再布置連接盒,又布置栽培盒,依次變換著布置兩種盒體模塊,每個盒子固定2~3 顆螺絲。這種模塊組拼式栽培設施的最大優點是可以自由組合成多種立體幾何造型與立面圖案。一般栽培墻正常高度為180~220 cm,也可做到300 cm以上,長度視綠化種植與景觀的需要而定,做成景觀墻或景觀柱。在最頂層栽培盒上布置供液支管,在支管上鉆直徑3~5 mm的滴管孔,插入等徑的滴管(發絲管或滴灌軟管),每盒插2 根。

設施安裝完成后先試水,在確保每個盒體中的基質、無紡布充分濕潤方可定植,定植方法、供液時間、次數參考以上兩種模式。

模塊組拼式墻體栽培適宜于栽培株形小的散葉和分枝型的綠葉菜,以及各種矮生花草。

螺旋仿生柱式立體水培設施

螺旋仿生柱式水培設施是根據一些寬葉植物葉片在主桿上螺旋著生的原理而“仿生”設計的,改變了傳統立柱栽培中柱粗大而種植孔偏小的結構特點。每個栽培缽在柱體上呈螺旋形疊加排列。作物根系伸展在栽培缽的營養液中,和中柱不發生關聯,植株定植位點與中柱有一定間距,從而把柱體結構對作物采光與作物橫向生長的影響降低到最低限度。

螺旋仿生水培設施較傳統立柱栽培設施,具有更廣泛的應用價值,即可用于葉菜、芽苗菜的立體生產,也可用于觀光場所的景觀造景,特別適用于家庭陽臺農業的種植。生產性應用,一般將栽培柱串疊到高180~200 cm,需要22~25 個栽培缽串疊而成;觀光場所應用對栽培柱高度沒有嚴格要求,可高可低或高低錯落設置;家庭陽臺栽培一般10~20 個栽培缽串疊即可。

栽培柱底部需要設回液管,根據栽培柱的行距,在對應位置的地下或地表安裝回液管路,在每柱底層栽培缽的排液口位置設回液管口。回液管口徑20 mm,地下回液管根據栽培面積、管線距離、營養液回流量進行設計,從直徑40~110 mm不等。

栽培柱的成型與定位:將栽培缽串疊在直徑75 mm的PVC柱芯軸管上,按柱中至柱中80~150 cm不等的間距進行定位布置。

栽培柱上方需要布設鋼管網格,按栽培柱的布局位點上方縱橫設置,管網交叉點即作為栽培柱頂端的固定點,用細鐵絲綁縛或螺絲固定。

供液管路設在栽培柱上方的鋼管網上,按栽培柱的南北縱向布設供液支管(直徑20~32 mm),在每個栽培柱的頂層栽培缽給液口位置,從支管上分出一個變徑三通(直徑20~32 mm×12 mm)和一個小球閥(直徑12 mm)及彎頭,將彎頭或引管插入栽培缽的給液口中。在溫室的南北中部或南、北一端鋪設東西向主管路,主管路根據栽培面積大小,可考慮進行分區供液。

篇3

理論上說來,任何一種材料(物質)都不同程度的具有減震、隔音、吸音的能力,哪怕是一張紙、一塊布。汽車隔音降噪網所要做的就是把這些常見隔音材料給大家做分析和對比,從而幫助汽車隔音愛好者正確選擇合適的材料來進行隔音施工。從前面的論述我們可以清楚,阻隔噪音傳播的有效途徑主要是:密封、止震、隔音、吸音。在減震基礎上再進行隔音、吸音以及密封處理,就可以達到安靜舒適的效果。在全車進行隔音降噪的過程中,使用的隔音產品本身具有的吸音性能好壞也會直接影響到降噪的效果。

車用降噪產品分成四類:A、減震材料

B、吸音材料

C、隔音材料

D

、密封材料,目前市面上有很多隔音品牌,但多數品牌并沒有生產和研發能力,只是將不同工業用料拿來變相使用,甚至冒充國外品牌牟取暴利。從輕量化的發展趨勢來講,理想的汽車隔音材料絕對不是減震、隔音、吸音產品的分別粘貼,而應該是一種產品對這幾種隔音原理的綜合運用。汽車隔音降噪網探尋的是在這多個方面綜合性能最佳的材料,而不是多種材料。

汽車隔音降噪網認為,在汽車上使用的隔音降噪材料應該盡可能滿足以下標準:

材料要輕,輕量化是整個汽車制造領域發展的大趨勢,輕量化材料施工后不會使車身自重增加太多,增加油耗。

在寬頻帶范圍內隔音性能和吸音性能好,隔音吸音性能長期穩定可靠。

有一定強度,安裝和使用過程中不易破損,不易老化,

耐候性能好,使用壽命長。

外觀整潔,沒有污染。

防潮防水,耐腐防蛀,不易發霉。

不易燃燒,最好能防火阻燃。

環保材料,不含石棉、玻璃纖維、重金屬鉛等有害物質。

材料本身便于施工,如:便于裁剪,粘貼牢固等。

常見隔音吸音材料對比分析

材料名稱

性能和使用分析

參考價格

施工建議

參考圖片

海綿

優點:海綿是一種性能非常好的吸音材料,不然也就不會在錄音棚內被大量使用了。表面做了吸音槽處理的海綿吸音效果更佳!這種海棉俗稱波浪棉。不足:海綿的減震和隔音性能較差。

吸水能力強、容易吸附灰塵,陰雨天或洗車后車重大大增加,容易引起對車身的銹腐!此外,未經過特別處理的海綿防火性差,一般不阻燃。

10

/

平米

不用或少用

改性海綿

其實就是海綿,汽車隔音降噪網兩年前為解決海綿的吸水問題,特意對海綿進行處理,在海綿一面熱附著一層黑色塑膜,吸水問題得到解決,但是吸音能力就差多了,此外海綿本身減震能力也弱,所以棄用。目前市面上仍有人在刷上不干膠后,掛以國外品牌,竟賣到每平米近百元的價格,隔音材料用不干膠的做法并不科學,具體請參閱汽車隔音常見誤區。

15

/

平米

可以使用

暫無圖片

瀝青板

建筑上原先使用的瀝青板具有較好的防水、減震、隔音效果。只是不能阻燃,自重較大且有污染。兩年前天堂鳥先生推薦不少車友使用。后來發現山東生產一種改性瀝青板,阻燃且環保,出廠時一面還可以附著一層鋁箔,較美觀。盡管施工時需要對材料加熱處理,效果還是不錯。優點:便宜。不足:自重大,吸音效果差。歐藍德的地板下加的就是瀝青板,車身的

A

B

C

柱填充了乙烯泡沫材料用于吸音降噪。

8~15

/

平米

不建議使用

橡膠板

橡膠板因原材料組成成分不同,所表現出的物理性質也相差較大。比如表面光潔度、硬度、耐火性能、可塑性均有極大的差異。但總的來說普通橡膠減震能力弱于瀝青板,隔音能力較強。

缺點就是自重大,吸音效果差,施工難度大。

8

/

平米

不建議使用

材料名稱

性能和使用分析

參考價格

施工建議

參考圖片

纖維毯

工業毛氈

現在很多汽車生產廠家在生產線上使用的就是這種材料,你的愛車里多半也可以見到它的身影。只不過這種材料用在車底板和頂棚還可以,不適合其他部位使用。優點:成本低廉。缺點:減震效果一般,雖有一定吸音、隔音能力,但是不防水、不防火也不防腐。華普、夏利等車的前底板和頂棚等處可以見到,廣本3.0的后備廂內飾板及前車底板部位也有使用。

10元

/

平米

可部分使用

麻絨

價格便宜,原料來源豐富。防火、防潮性能差。在中華車的部分部位有使用。

10

/

平米

可局部使用

暫無圖片

硅酸鋁棉

白色或淡黃色,柔軟似棉花,耐火、吸水能力較差,不耐臟。對高頻噪音吸收能力較強,隔音效果較差。對人體有危害,不環保。

20

/

平米

不能使用

石油纖維棉

白色,柔軟似棉花,遇火既融,吸水能力較差,不耐臟。對高頻噪音吸收能力較強,隔音效果較差。

25

/

平米

可局部使用

玻璃纖維棉

吸聲性能好,吸水,保溫隔熱,不自燃,防腐防潮。外觀類似硅酸鋁棉,但是很不環保,工業領域也已經逐步淘汰,但個別施工店面卻依然在使用,有些引擎蓋防護墊是用它做的。松散纖維易污染環境;內有氣孔,相互連接,水汽能夠非常容易的浸入,個別產品外加防護層,如有破損,即可導致污染,對健康造成威脅。老款切諾基副駕駛地墊下有少量使用。

20

/

平米

不能使用

工業橡塑板

黑色、柔軟、防水、有一定耐火性。多用于建筑行業的保溫設備或空調行業。

優點:隔音、減震能力較強,價格便宜。不足:無吸音能力。有異味。目前被少數車友和部分汽車隔音店面使用,也有帶自粘膠(背膠)的產品,價格稍高,可少量適用于底板部位,其余部位容易發粘或脫落,要慎用。

20

30

/

平米

可以使用

材料名稱

性能和使用分析

參考價格

施工建議

參考圖片

發泡硅膠板

優點:柔軟、不易燃燒、防水、自重適中,環保。隔音效果和減震效果佳,使用壽命長。不足:吸音性能一般。成本太高:僅原材料就已經

90

多元每公斤

,因此性價比不高。

240

/

平米

可以使用

吸音涂料

灰黑色液體,噴涂使用。吸音、隔音效果一般,倒是多層涂刷后減震能力還可以。

35

/500ml

可部分使用

發泡膠

學名聚氨酯,白色偏黃、有些具有防火能力,不吸水,具有防火能力的價格較高。常用于建筑和保溫行業。減震、隔音能力還可以,吸音效果一般。在車輛上使用后會給日后維修帶來不便,不少隔音降噪網的網友在處理

A

B

C

柱時使用。

18

/500ml

不推薦使用

鋁箔復合材料

市面常見,無品牌居多。以鋁箔與海綿或多纖維材料復合而成,另一側粘有不干膠。多用于引擎蓋的隔音和防護。優點:質量輕、對聲波的反射性能好。不足:復合層一般吸水;防火性能差;鋁箔層向發動機和相鄰線路反射大量熱能,不利于發動機散熱,易加速線路老化;不干膠在高溫下容易發黏并脫落。

120

/

平米

不建議使用

鉛板復合材料

一般黑色外觀,由兩種泡沫材料與一層鉛板復合而成,鉛板居中,一般不引起注意,常用于對車輛底板部位的施工。優點:對中低頻的噪音抑制較明顯,施工便利。不足:不環保。長期與重金屬鉛相伴,易引發慢性鉛中毒,對孕婦和幼兒的危害尤甚。材料較重,影響加速性能和增加油耗。

價格不詳

不能使用

隔聲氈

主要由鐵粉、聚氯乙稀或瀝青等材料制成,防潮、防蛀設計,有阻燃產品,常用于自來水管道包裹,墻體粘貼等建筑領域。隔音性能較好,無吸音能力。

50

70

/

平米

不推薦使用

材料名稱

性能和使用分析

參考價格

施工建議

參考圖片

聚氨脂泡沫塑料

是構成發泡膠的主要成分。固化的聚氨脂泡沫材料能起到較好的隔音、吸音性能,防腐、防水,較好的聚氨脂材料有阻燃設計。但是吸聲性能不穩定。車輛的座椅多用該材料制成。中華車后排座位下有大量聚氨脂隔音吸音材料,廣本3.0的車門內飾板也有少許采用。

價格不詳

推薦部分使用

波峰海綿

海綿或橡塑制品,多數在高溫下釋放有毒物質,做過改性后的產品有一定阻燃性。不防水且容易吸塵,水浸或受潮后更易藏污納垢。有較好的吸音性能,海綿材質幾乎無任何隔音性能,厚度一般在3CM甚至更厚,不適于對汽車噪音的抑制,常與隔聲氈等材料搭配形成特殊聲結構在影院、錄音棚和KTV等場所做墻面吸音材料使用。

30~40元/平米

不推薦使用

平靜隔音吸音棉

以工業橡塑為主要載體,添加多種規格的隔音顆粒,氮氣發泡成型,灰黑色外觀。最具特色的是針對汽車噪音的異型吸音槽設計。防火、防水、柔軟、恢復性強,底面刷膠粘貼起到止震作用;正面被微型吸音孔和異型吸音槽覆蓋,對不同頻率及波長的噪音高效過濾。集成了止震、隔音、吸音功能,滿足車用降噪材料輕量化、環保等所有要求,性價比高。

90

110

/

平米

推薦使用

噪音的聲學常識

聲音的產生噪音及其類型噪音的物理量度噪音的傳播特性

汽車噪音的來源

汽車噪音的危害

噪音控制的途徑

噪音的聲學常識

聲音的產生

空氣中的各種聲音,不管它們具有何種形式,都是由于物體的振動所引起的:敲鼓時聽到了鼓聲,同時能摸到鼓面的振動;人能講話是由于喉嚨聲帶的振動;汽笛聲、噴氣飛機的轟鳴聲,是因為排氣時氣體振動而產生的。總之,物體的振動是產生聲音的根源,發出聲音的物體稱為聲源。聲源發出的聲音必須通過中間媒質才能傳播出去,人們最熟悉的傳聲媒質就是空氣,除了氣體外,液體和固體也都能傳播聲音。振動在媒質中傳播的速度叫聲速,在任一種媒質中的聲速取決于該媒質的彈性和密度,因此,聲音在不同媒質中傳播的速度是不同的:在液體和固體中的傳播速度一般要比在空氣中快得多,例如在水中聲速為

1450m/s

,而在銅中則為

5000m/s

。聲音在空氣中的傳播速度還隨空氣溫度的升高而增加。

向前推進著的空氣振動稱為聲波,有聲波傳播的空間叫聲場。當聲振動在空氣中傳播時空氣質點并不被帶走,它只是在原來位置附近來回振動,所以聲音的傳播是指振動的傳遞。如果物體振動的幅度隨時間的變化如正弦曲線那樣,那么這種振動稱為簡諧振動,物體作簡諧振動時周圍的空氣質點也作簡揩振動。物體離開靜止位置的距離稱位移χ,最大的位移叫振幅α,簡諧振動位移與時間的關系表示為χ=αsin(2πft+φ),其中f為頻率,(2πft+φ

)

叫簡諧振動的位相角,它是決定物體運動狀態的重要物理量,振幅α的大小決定了聲音的強弱。

物體在每秒內振動的次數稱為頻率,單位為赫茲

(Hz)。每秒鐘振動的次數愈多,其頻率愈高,人耳聽到的聲音就愈尖或者說音調愈高。人耳并不是對所有頻率的振動都能感受到的。一般說來,人耳只能聽到頻率為20~20000Hz

的聲音,通常把這一頻率范圍的聲音叫音頻聲。低于

20Hz

的聲音叫次聲,高于

20000Hz

的聲音叫超聲。次聲和超聲人耳都不能聽到,但有一些動物卻能聽到,例如老鼠能聽到次聲,蝙蝠能感受到超聲。

聲波中兩個相鄰的壓縮區或膨脹區之間的距離稱為波長λ,單位為米(m)

。波長是聲音在一個周期的時間中所行進的距離。波長和頻率成反比,頻率愈高、波長愈短;頻率愈低,波長愈長。

噪音及其類型

隨著現代工業、建筑業和交通運輸業的迅速發展,各種機械設備、交通工具在急劇增加,噪音污染日益嚴重,它影響和破壞人們的正常工作和生活,危害人體健康,在《中華人民共和國環境噪音污染防治法》中,環境噪音是指在工業生產、建筑施工、交通運輸和社會生活中所產生的影響周圍生活環境的聲音。

從物理學角度講,聲音可分為樂音和噪音兩種。表現在聽覺上,有的聲音很悅耳,有的卻很難聽甚至使人煩躁。當物體以某一固定頻率振動時,耳朵聽到的是具有單一音調的聲音,這種以單一頻率振動的聲音稱為純音。但是,實際物體產生的振動是很復雜的,它是由各種不同頻率的許多簡諧振動所組成的,把其中最低的頻率稱為基音,比基音高的各頻率稱為泛音。如果各次泛音的頻率是基音頻率的整數倍,那么這種泛音稱為諧音。基音和各次諧音組成的復合聲音聽起來很和諧悅耳,這種聲音稱為樂音。這些聲音隨時間變化的波形是有規律的,凡是有規律振動產生的聲音就叫樂音。

如果物體的復雜振動由許許多多頻率組成,而各頻率之間彼此不成簡單的整數比,這樣的聲音聽起來就不悅耳也不和諧,還會使人產生煩躁。這種頻率和強度都不同的各種聲音雜亂地組合而產生的聲音就稱為噪音。各種機器噪音之間的差異就在于它所包含的頻率成分和其相應的強度分布都不相同,因而使噪音具有各種不同的種類和性質。從環境和生理學的觀點分析,凡使人厭煩的、不愉快的和不需要的聲音都統稱為噪音,它包括危害人們身體健康的聲音,干擾人們學習、工作和休息的聲音及其它不需要的聲音。

根據噪聲源的不同,噪音可分為工業噪音、交通噪音和生活噪音三種,是構成環境噪音的三個主要來源。交通噪音是指飛機、火車、汽車等交通運輸工具在飛行和行駛中所產生的噪音,汽車隔音降噪網重點探討的是汽車在運轉或行駛中產生的交通噪音。噪音使人感到煩惱,強的噪音還會給人體健康帶來危害。

噪音的常見物理量度

當沒有聲波存在、大氣處于靜止狀態時,其壓強為大氣壓強

P0

;當有聲波存在時,局部空氣產生壓縮或膨脹,在壓縮的地方壓強增加,在膨脹的地方壓強減少,這樣就在原來大氣壓上又增加了一個壓強的變化。一般情況下,聲壓與大氣壓相比是很弱的。聲壓的大小與物體的振動有關,物體振動的振幅愈大,則壓強的變化也愈大,因而聲壓也愈大,我們聽起來就愈響,因此聲壓的大小表示了聲波的強弱。

由于正常人耳能聽到的最弱聲音的聲壓和能使人耳感到疼痛的聲音的聲壓大小之間相差一百萬倍,表達和應用起來很不便。同時,人耳對聲音大小的感受也不是線性的,它不是正比于聲壓絕對值的大小,而是同它的對數近似成正比。這種用對數標度來表示的聲壓稱為聲壓級,它用分貝

dB

來表示。

正常人的聽覺所能感到的最小聲音

即聽域的聲壓級約為

分貝

輕聲耳語約為

30

分貝

相距

1

米左右的會話語言約為

60

分貝

公共汽車中約為

80

分貝

重型載重車、織布車間、地鐵內噪聲約為

100

分貝

使人耳痛的聲壓級界限叫人耳閥,數值為

120

分貝

大炮轟鳴、噴氣機起飛約為

130

分貝。

由此可見,當采用聲壓級的概念后,聽域與痛域的聲壓之比從

100

萬倍的變化范圍變成

0~120

分貝的變化。所以對行駛中的汽車來說,在一定聲壓級范圍內,只要降低幾個分貝,人耳就會有明顯感受。許多手持聲級計的實際測量誤差在

2

分貝,也就是說,噪音源不變的情況下,兩次測量結果理論上可以相差

4

個分貝,換句話說,事實上聲噪降低

4

個分貝的時候,普通聲級計可能顯示沒有什么變化,但是人耳的感覺卻是噪音有明顯下降。用儀器對汽車噪音進行測量并進行評測和研究時,應當遵循嚴格的測試要求和科學的測試方法。

考慮到人們主觀上的響度感覺,人們設計一種儀器,經頻率計權后測量得到的dB數稱為計權聲級。因為要使儀器能適應所有不同強度的響度修正值是困難的。常用的有A

、B

、C

三種計權網絡,經過A計權曲線測量出的dB讀數稱

A計權聲級,簡稱A聲級或LA

,表示為分貝(A)或dB(A)。A聲級與人們的主觀反映有良好的相關性,即測得的A聲級大,人們聽起來也覺得響。當用A聲級大小對噪音排次序時,與人們主觀上的感覺是一致的。

A

聲級是目前廣泛應用的一個噪音評價量,已成為國際標準化組織和絕大多數國家用作評價噪音的主要指標,許多環境噪音的允許標準和機器噪音的評價標準都采用A聲級或以A聲級為基礎。

但是,A聲級并不反映頻率信息,即同一A聲級值的噪音,其頻譜差別可能非常大。若要比較車輛引發的頻譜很不相同的噪音,就要注意到A聲級的局限性。C計權與A計權在某些頻段測量結果的差別相當大,所以對于一些追求車輛降噪數據的消費者,個別經銷商會利用消費者對聲音測量標準缺乏認知,或者不熟悉測量儀器的操作,用不同的計權讀數來蒙騙消費者。這個時候,正是數字欺騙了大家。

噪音的傳播特性

噪聲源總是體現在一定的空間中,因此必須研究聲音在空間中傳播的特性,包括聲波傳播過程中的衰弱、反射、折射、繞射和干涉等現象。傳播聲波的空間稱為聲場,聲場分自由聲場、擴散聲場和半自由聲場。自由聲場是一種理想化的聲場,嚴格地說在自然界中不存在這種聲場,但是我們可以近似地將空曠的野外看成是自由聲場。在聲學研究中為了克服反射聲和防止外來環境噪音的干擾,專門創造一種自由聲場的環境,它可以用做聽力實驗,檢驗各種機器產品的噪音,測量聲源的聲功率,校準一些電聲設備等。擴散聲場與自由聲場完全相反。在擴散聲場中,聲波接近全反射的狀態。例如,在室內,人聽到的聲音除來自聲源的直達聲外,還有來自室內各表面的反射聲。如果室內各表面非常光滑,聲波傳到壁面上會完全反射回來。如果室內各處的聲壓幾乎相等,聲能密度也處處均勻相等,那么這樣的聲場就叫做擴散聲場(混響聲場)。在聲學研究中,可以專門創建具有擴散聲場特性的房間,即混響室。它可用來測試聲源的聲功率和做不同混響時間下語言清晰度試驗等。在實際生活中,遇到最多的情況,既不是完全的自由聲場,也不是完全的混響聲場,而是介于二者之間的半自由聲場。根據環境吸聲能力的不同,有些半自由聲場接近自由聲場一些,有的更接近擴散聲場。粘貼了平靜隔音吸音棉的車體,由于異型吸音槽對車輛噪音的高效抑制,可以有效改善駕駛室的聲場。

聲源發出的噪音在媒介中傳播時,其聲壓或聲強將隨著傳播距離的增加而逐漸衰減。高頻聲波比低頻聲波衰減得快,當傳播距離較大時其衰減值是很大的,因此高頻聲波是傳不遠的。從遠距離傳來的強噪音如飛機聲、炮聲等都是比較低沉的,這就是在長距離的傳播過程中高頻成份衰減得較快的緣故。除了空氣能吸收聲波外,一些材料例如玻璃、毛毯、泡沫塑料等也會吸收聲音,稱為吸聲材料。當聲波通過這些多孔性吸聲材料時,由于材料本身的內摩擦和材料小孔中的空氣與孔壁間的摩擦,使聲波能量受到很大的吸收并衰減,這種吸聲材料能有效地吸收入射到它上面的聲能。

噪音聲波在傳播過程中經常會遇到障礙物,這時聲波將從一個媒質(空氣)入射到另一媒質中去。由于這兩種媒質的聲學性質不同,一部份聲波從障礙物表面上反射回去,而另一部份聲波則透射到障礙物里面去。利用介質不同的特性阻抗,可以達到減噪目的。例如,在室外測量噪音時,堅硬的地面、公路和建筑物表面都是反射面,如果在反射面上鋪以吸聲材料,那么反射的聲能將減少。由于聲波的反射特性,在室內產生的某一噪音會從墻面、地面、天花板上及室內各種不同物體上多次反射,這種反射聲的存在使得噪聲在室內的聲壓級比在露天中相同距離上的聲壓級要提高

10~15dB

。為了降低室內反射聲的影響,在房間的內表面覆蓋一層吸聲性能良好的材料,就可以大大降低反射聲,從而使整體噪音得到減弱,

類似的情況體現在車輛上,駕駛室是一個縮小的房間,車輛復雜的噪音作用體現在駕駛室就可以看作是一個噪音源,平靜隔音吸音棉在粘貼過程中總是把帶有異型吸音槽的一面朝向車內,正是最大限度的降低車身雙層隔板之間以及駕駛室內部噪音的反射,同時對噪音起到高效的過濾吸收作用。

聲波在傳播途中遇到不同介質的分界面時,除了發生反射外,還會發生折射,聲波折射時傳播方向將改變。此外,聲波還會產生繞射現象。繞射現象與聲波的頻率、波長及障礙物的大小都有關系。如果聲波的頻率比較低、波長較長,而障礙物的大小比波長小得多,這時聲波能繞過障礙物,并在障礙物的后面繼續傳播,如果聲波的頻率比較高,波長較短,而障礙物又比波長大得多,這時繞射現象不明顯。在障礙物的后面聲波到達得就較少,形成一個明顯的影區。繞射現象在噪音控制中得到了應用。隔聲屏障常被用來減弱高頻噪音的影響,在幅射噪音的機器和工作人員之間,放置一道聲屏障,就可減弱高頻噪音,屏障的高度愈高、面積愈大,降噪效果就愈好,如果在屏障上再覆蓋一層吸音材料則效果更好。平靜引擎蓋防護墊正是利用這種原理起到降噪作用,發動機在引擎蓋下方,因此無需增加聲屏障的高度,只要在引擎蓋上粘貼防護墊,其兩倍于隔音面積的吸音層就會有效降低發動機傳向引擎蓋方向的噪音,使站在引擎艙一側的人有明顯感覺。

汽車噪音的來源

汽車是一個高速運動的復雜組合式噪聲源。汽車發動機和傳動系工作時產生的震動、高速行駛中汽車輪胎在地面上的滾動、車身與空氣的作用,是產生汽車噪音的根本原因。

根據汽車噪音對環境的影響,可將汽車噪音分為車外噪音和車內噪音,車外噪音是指汽車各部分噪音輻射到車外空間的那部分噪音。主要包括發動機噪音、排氣噪音、輪胎噪音、制動噪音和傳動系噪音等。車內噪音是指車廂外的汽車各部分噪音通過各種途徑傳入車內的那部分噪音以及汽車各部分震動傳遞路徑激發車身各部件的結構震動向車廂內輻射的噪音,這些噪音聲波在車內空間聲學特性的制約下,生成較為復雜的混響聲場,從而形成車內噪音。平靜汽車隔音的研發人員通過實驗發現抑制車輛內部噪音,改善混響聲場最有效的方式就是選擇性能優異的隔音材料并利用異型吸音槽來緩沖并吸收汽車噪音,從而在止震和隔音的基礎上達到最佳的吸音降噪效果。

平靜隔音把汽車噪音來源簡要分為以下幾種:發動機噪音、排氣系統噪音、風扇噪音、傳動系統噪音、輪胎噪音、制動噪音、氣動噪音、車身結構噪音等等,由于車輛噪音的復雜性,以上噪音源并非僅是并列關系,而從平靜隔音實際研發的角度看,汽車噪音源還可以在目前的基礎上做更進一步的分析。

汽車噪音來源的深入剖析

發動機噪音

發動機噪音中,除了發動機機體發出的機械聲外,還包括進氣系統噪音,改裝族更換“冬菇頭”以后動力增大的同時發動機噪音也增加不少,就是因為對原車進氣系統做了改動的原因:高速氣體經空氣慮清器、進氣管、氣門進入氣缸,在流動過程中,會產生一種很強的氣動噪音。降低發動機本身產生的噪音及由發動機震動引起的其它噪音有若干辦法:

1

、改造發動機燃燒過程以降低燃燒爆發的沖擊;

2

、降低由此沖擊產生的激后力引起的發動機各部件震動;

3

、降低由活塞上下運動、曲軸轉動引起的不平衡力以及降低發動機機械震動。

發動機運轉的噪音主要由擋火墻和駕駛室的前底板部位傳入駕駛艙,因此,平靜汽車隔音通過在

U

槽、擋火墻及底板部位粘貼帶異型吸音槽的吸音棉來抑制噪音。

排氣系統噪音

是發動機噪音的一部分,主要包括消聲器支撐架及排氣管道震動輻射出的噪音,發動機震動及排氣動作引起的輻射噪音,還包括由排氣口出來的排氣噪音。主要降噪方法:

1

、利用消聲器降低排氣出口噪音,在生產消聲器的環節,通過提高仿真計算方法的精度,實現在不增加排氣阻力的條件下改善消聲效果。

2

、在排氣口對排氣噪音施加與其幅值大小相等,相位相反的二次聲源或震動源,可自動地消除存在的震動噪聲問題

,實現主動降低噪音。目前平靜隔音已組織專業人員涉足于這一領域的研究。

為降低發動機、傳動系統、排氣系統表面產生的輻射噪音,不僅要降低激勵力,而且要改善結構的震動特性,達到即使有激勵力,也不易產生噪音的效果。如:可以通過仿真計算推測發動機缸體等部位產生的輻射噪音,用震動特性優化方法,采取在輕量化基礎上達到最佳效果的措施。因此,好的隔音材料和降噪效果不應該以增加車輛自重,犧牲加速性能,增加油耗為代價。

風扇噪音

散熱風扇通常也稱為電子扇,是引擎艙內較大的噪音源。風扇噪音屬于空氣動力噪音,嚴格的說,也是構成發動機噪音的一部分。風扇運轉過程中,由散熱器隔柵吸入的冷卻氣流,經散熱器風扇葉片吸入,從發動機間隙排出,氣流運動的這一過程產生了旋轉噪音和渦流噪音。夏季在怠速狀態下開空調,風扇的運轉會明顯引起較大噪音。平靜隔音研究人員認為風扇的噪音與以下因素密切相關:

1、風扇的外形。風扇外形決定風扇本體的阻力系數。包括葉片數量、葉片間斷間隙、葉片角度及彎曲度等。

2、散熱器吸入氣流的紊流度。

3、風扇葉尖處及縫隙處產生的噪音。

因此,對風扇噪音的抑制也主要是從以上幾個方面入手。

傳動系統噪音

在傳動系中,噪音源主要包括變速器、分動器、傳動軸、差速器和減速器等,傳動系統噪音是由發動機傳來的震動引起離合器蓋、變速器蓋等輻射出的噪音以及齒輪嚙合激震引起殼體輻射發出的噪音。這些噪音既有內部齒輪和軸承運轉引起的,也有其它機構傳遞來的。傳動系統的噪音是在一輛車出廠前就決定了的,很難通過后期的降噪措施得到根本性的改善。有些發燒友通過更換變速器等改裝措施來提高操控性和舒適性,由于改裝會影響到車輛的性能,不在平靜隔音的研發范疇,在此不予論述。

輪胎噪音

輪胎噪音是由輪胎與路面摩擦所引起的,是構成底盤噪音的主要因素。一般的胎噪主要由三部分組成:一是輪胎花紋間隙的空氣流動和輪胎四周空氣擾動構成的空氣噪音;二是胎體和花紋部分震動引起的輪胎震動噪音;三是路面不平造成的路面噪音。特殊行駛環境下,輪胎還會發出震鳴聲和濺水聲。輪罩下部的凹凸導致氣流分離,也會產生較強的噪音,輪罩內車輪回轉的誘起風以及引擎室排出的風噪是輪罩下部噪音的主要來源。

不同類型路面對胎噪的影響是不同的,平靜隔音的技術人員通過對不同路面與胎噪的關系進行對比測試,發現路面狀況對某一車況的輪胎噪聲影響如下圖:

路面類型

噪聲級

dB

A

光滑混凝土路面

70

光滑柏油路面

72

磨損混凝土路面

72

粗糙混凝土路面

78

主動降低胎噪的辦法主要是:

1

、改善胎面形狀

2

、改善橡膠材質

3

、改善路面狀況

4

、阻隔胎噪向駕駛艙的傳播。

制動噪音

汽車制動而產生的噪音主要有制動器的尖叫聲、輪胎與地面的摩擦聲以及車身板件的震顫聲等,制動噪音一般是指制動器工作時產生的鳴叫。一個設計合理,裝配精準,保養良好的制動器是沒有或只有很小噪音的。車輛下坡時長時間踩踏剎車會因高溫造成剎車盤損壞,日后再工作的時候就會發生尖銳的鳴叫。平靜隔音對制動噪音處理的重點是通過粘貼吸音棉或隔音墊來減緩車輛緊急制動時引起的車身板件震顫。而對制動系統的改進,超出了平靜隔音研究的范疇,不在我們探討之列。

氣動噪音

行駛中的汽車由于其周圍的風而產生的噪音稱為氣動噪音,為尋求有效的隔音降噪方法,平靜隔音的技術人員又把這種噪音進一步分為三種類型:一是風噪,就是由車身周圍氣流分離導致壓力變化而產生的噪音;二是風漏,或叫吸出音,是由駕駛室及車身縫隙吸氣而與車身周圍氣流相互作用而產生的噪音;三是其它噪音,包括空腔共鳴、風扇噪音、導管管道噪音以及天線、雨刮器、后視鏡及擾流器等附件震動引起的噪音。

克制風漏及空腔共鳴的有效辦法是在車門以及引擎蓋周圍設計密封條,通過對不同車型的不同部位粘貼密封條,達到使開放氣流的背后不產生渦流,由流動再附著來達到有效抑止氣動噪音的目的,此外,不同規格的密封條也可以有效隔絕來自車身以外的噪音。車輛在高速行駛過程中,由于引擎蓋的側面和上部出現氣流分離,會產生數百赫茲以下震動頻率的氣動噪音,如果引擎蓋下沿有間隙,通過間隙還會發出很大噪音,平靜隔音對該處噪音的抑制主要從兩方面著手:一是在引擎蓋的邊沿部位粘貼專用密封條,二是在引擎蓋內沿雨刮器下部的

U

槽部位粘貼帶有異型吸音槽的吸音棉。

車身結構噪音

車身結構噪音主要包括兩個部分,一是車身震動噪音,二是空氣與車身之間的沖擊和摩擦聲,即氣動噪音。前者受車身結構形式、發動機安裝方式、各種激勵源特性等多種因素影響,后者受車身外形結構和行駛速度的影響。由于兩者都與車身結構密切相關,所以對其進行控制主要是改進車身的設計。包括改進車身結構;減少震動傳遞;改進車身外形等措施,車身上的板件由于在外力作用下極易產生震動而輻射噪音,而且輻射效率較高,因此成為主要控制對象,平靜隔音一般采取以下措施控制其震動和噪音:一是通過粘貼平靜隔音墊適當增加板件的剛度,減弱板件震動;二是通過粘貼隔音吸音棉,減少震動傳遞同時提高板件對震動的衰減;三是平靜專用膠粘劑固化后自然形成膠粘阻尼層,有效降低了震動引起的輻射噪音。

此外,因組裝工藝問題或設計不良也會引起各種雜音,比如常見的螺絲松動、裝配精度不夠引起的部件之間空隙過大以及發動機支架設計不合理、減震橡膠墊老化等等。除了更換減震橡膠墊和緊固螺絲之外,粘貼平靜多功能密封條或專業密封條也可以改善因裝配不良引起的噪音。

噪音控制的基本途徑

隨著經濟水平及城市化的快速發展,轎車迅速普及,為了達到人類與汽車共存,降低噪音污染和危害,必須保護好環境,合理實施降低噪音的應對措施。從未來的發展趨勢看,今后為確保汽車噪音對環境的影響,行駛噪音的限制措施會得到強制執行;也會通過改變交通流量以改變區域交通形態來降低噪音;此外,研究開發電動汽車、混合動力汽車也是降低噪音的有效措施;道路修建方面,公路的形狀、結構鋪裝面材料等方面的改善也會起到積極作用。

噪音的控制具體到技術層面,又分為機械原理噪音控制和聲學原理噪音控制兩種類型:

從機械原理出發的噪音控制措施:

改進機械設備結構、應用新材料來降噪。隨著材料科技的發展,各種新型材料應運而生,用一些內摩擦較大、高阻尼合金、高強度塑料生產機器零部件已變成現實。例如,在汽車生產中就經常采用高強度塑料機件。對于風扇,不同形式的葉片,產生的噪音也不一樣,選擇最佳葉片形狀,可降低噪音。例如,把風扇葉片由直片式改成后彎形,或者將葉片的長度減小,都可以降低噪音。一般齒輪傳動裝置產生的噪音較大,達

90dB

,如果改用斜齒輪或螺旋齒輪,嚙合時重合系數大,可降低噪音

3~16dB

。若改用皮帶傳動代替一般齒輪轉動,由于皮帶能起到減振阻尼作用,因此可降低噪音15dB

左右

。對于齒輪類的傳動裝置,通過減小齒輪的線速度,選擇合適的傳動比,也能降低噪音。試驗表明,若將齒輪的線速度減低一半,噪音就會降低

6dB

左右。

提高零部件加工精度和裝配質量。零部件加工精度的提高,使機件間摩擦盡量減少,從而使噪音降低。提高裝配質量,減少偏心振動,以及提高機殼的剛度等,都能使機器設備的噪音減小。對于軸承,若將滾子加工精度提高一級,軸承噪音可降低10dB

。從機械原理出發的噪音控制主要取決于汽車的研發和生產組裝等環節,一般是在車輛出廠之前采取的降噪措施。后期的使用和維護過程中,避免機械設備和車輛的空載和超載,選用好的油脂,都可以減輕噪音。

從聲學原理出發的噪音控制措施:

除了以上幾種降低噪音的辦法外,還可以采用聲學控制方法降低噪音,主要包括吸音、隔音、減震、密封等。

對于汽車噪音控制來說,由于發動機、排氣管、輪胎等引發噪音的部件在車輛出廠的時候就定型了,因此各部件的設計水平和組裝工藝就決定了噪音的大小,也同時體現了一部車子的技術水平和科技含量。平靜汽車隔音主要是從控制阻隔傳播途徑入手進行研發。

在汽車有限空間內的噪音包括直達噪音和反射噪音兩部分。吸音是用特種被動式材料來改變聲波的方向,以吸收其能量。合理的布置吸音材料,能有效降低聲能的反射量,達到吸音降噪的目的。常用的吸音材料由于受環保、防水、防火、輕量化等條件的限制,能夠用于汽車的吸音材料比較少見,平靜隔音吸音棉是研發人員在研究分析多款車型噪音特點的基礎上,針對汽車噪音特點創造性的開發出異型吸音槽設計,在傳統的一個單位的隔音面積上集成了

2

倍以上的吸音面積,每個吸音槽的寬窄、深淺、坡度和曲率都是針對轎車噪音的特點經數學算法仿真模擬并精確確定的。由于吸聲層的逐漸過渡性質,材料的聲阻抗與空氣的聲阻抗能較好地匹配,使較寬頻段的聲波都能被高效地吸收。

隔音方法就是用某種隔音材料將聲源與周圍環境隔離,使其輻射的噪聲不能直接傳播到周圍區域,從而達到控制噪音的目的。隔音的實質是盡量衰減從聲源輻射出的聲音,常用措施有隔音材料和隔音結構。一般理論認為,單層隔板的隔音效果與隔板的面密度有密切關系,平靜隔音的技術人員通過試驗進一步發現,同一材質相同面密度的隔板在低、中、高等不同的頻段會表現出不同的隔音性能。汽車的地板、車身等部位一般是采用雙層隔板的地方,這些部位一般由外圍板和內飾板組成,雙層之間是空氣層,利用這些雙層隔板,可以起到很好的隔音作用。如果在雙層隔板之間粘貼帶有吸音槽的吸音棉,降噪效果會有明顯提升。

汽車的外殼一般都是由金屬薄板制成,車輛行駛過程中,震源把它的震動傳給車體,在車體中以彈性波形式進行傳播,這些薄板受激震動時會產生噪音,同時引起車體上其它部件的震動,這些部件又向外輻射噪音,在該傳播途徑上安裝彈性材料或元件,隔絕或衰減震動的傳播,就可以實現減震降噪的目的。可用的減震措施主要有隔震減震和阻尼減震,平靜汽車阻尼防護膠就是在阻尼減震原理的基礎上研發的。此外,平靜吸音棉在粘貼過程中采用人工刷膠的方式,專用的膠粘劑在固化以后會具有良好的彈性和柔韌性,形成一道阻尼減震層,可以耐受車體的沖擊與振動。

大量試驗表明:車內整體噪音的控制與車體的密封性能密切相關。好的密封可以有效降低車輛整體噪音,尤其對高速行駛過程中的風噪有很好的抑制效果。車輛行駛過程中產生的擾流是引起風噪的根源——車輛高速行駛過程中車身某一部件處會出現周期性氣流分離,渦從車身兩側拖出,順氣流方向移動,從而產生噪音。預防這種噪音產生的辦法是盡量避免產生氣流分離并用恰當的方法擾亂周期性的尾流。一般的密封僅僅是利用密封性的提高把噪音阻隔在外,平靜專業密封條在阻隔噪音的同時,還會避免氣流分離并對周期性的尾流達到擾亂,從根本上降低風噪。

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隔音行業暴利誤區

材料的選擇誤區

對隔音的認識誤區

數字游戲的誤區

經過與眾多隔音愛好者的交流和四年來對中國汽車隔音行業的認識,汽車隔音降噪網歸納了當前隔音工程中常見的幾個誤區,主要是:隔音行業暴利誤區、隔音材料選擇誤區、對隔音的認識誤區和數字游戲誤區,具體分析如下:

隔音行業暴利誤區

目前的隔音行業還很不規范,主要體現在價格的不透明,服務規范不統一,施工工藝不科學,隔音材料濫用等問題,許多施工店面跟風模仿,人云亦云,只知其然而不知其所以然。定價也走了兩個極端:要么為追求低成本,只要便宜的材料就稱之為隔音材料。要么把國產的材料冠以洋品牌,或假冒別人的品牌,以這樣的名義要高價。其實兩種極端都是一個目的——追求暴利。在中國汽車市場迅猛發展,越來越多車型與國外市場同步上市的時候,唯獨汽車隔音用品的商家卻眾口一詞,一口咬定自己賣的是進口材料——其動機難道不讓人生疑嗎?

材料的選擇誤區

汽車隔音常見的誤區是對隔音材料選擇不慎造成的:不是隔音或者吸音性能好的任何材料都可以用在車上,汽車作為一種特殊的交通工具,因為與人的安全、健康息息相關,所以對好的隔音材料有著近乎苛刻的要求。防水、防腐、耐火阻燃、環保、輕量化以及良好的隔音吸音或減震性能、較長的使用壽命等等。車上不太適用的隔音材料主要有以下幾種,汽車隔音降噪網將其優缺點分析如下:

玻璃纖維或石棉制品:成本低,吸音性能好,自身防火阻燃性能好,但是不防水,洗車或雨天行駛過程中吸水以后,造成車身自重大幅增加,加速性能下降,短期內水分難以揮發,潮濕的部分易造成車體腐蝕。此外,還有眾所周知的不環保問題,同時也是較強的致癌物質。

毛氈纖維棉:本身具有良好的吸音性能,也被許多經濟型車用作隔音吸音材料使用在底板處,市面上也有其制成的隔音材料,但是材料本身吸水且不防火,如不慎進水,很難干透且車重大增,易發生腐爛和霉變,決不能用于引擎蓋以及車門內部,可以適量用于車輛底板部位。使用

3

年以上的車輛應注意檢查地膠下原車隔音棉有無腐爛和銹蝕車底板,如有此類現象,可以在隔音時用平靜隔音吸音棉更換。

鋁箔復合材料:有些隔音店面常將此類產品粘貼在引擎蓋下,用于對引擎蓋漆面的防護。由于鋁箔對熱量的高反射性能(可達

95

%以上),粘貼了這種鋁箔復合材料以后,發動機散發的熱量絕大多數又被其反射回發動機本身以及周圍的線路,雖然有效保護了漆面,卻不利于發動機長期穩定工作,加速了引擎艙線路的老化,易引發安全問題。此外,與鋁箔復合的材料通常不是防水設計,下雨或洗車過程中還會帶來車身加重的問題。好的引擎蓋防護用品應該是隔熱、阻燃和防水設計,最好能有隔音吸音作用,外觀應以深色比較理想。鋁箔在車上的正確用途舉例:利用其對熱的高反射特性與其它材料復合后做成汽車遮陽罩或排氣管防熱罩使用。

帶自粘膠的材料:自粘膠也稱背膠或不干膠,市面上常見許多隔音材料都是帶自粘膠的設計,揭開材料背后的貼紙就可以進行粘貼,操作十分便捷,這主要是為了降低成本和便于施工考慮,因為這種自粘膠本身不耐老化,強度較低,寒冷季節容易發脆和出現裂紋,夏季車輛在陽光直曬的時候,由于車內溫度迅速上升,使得背膠迅速軟化甚至流淌,污染車體,導致開膠從而失去隔音作用,因此,自粘膠的隔音材料只能部分使用于車輛底板部位。車門、后備箱以及車身的其它部位就要慎用。

棉毯、毛氈等材料:許多經濟型車出廠時就用了棉毯和毛氈之類的材料,一般鋪在正副駕駛員腳下的底板部位,起隔音吸音的作用,主要是出于低成本考慮,這種材料一般由紡織行業垃圾或廢品制成,成本低廉,吸音效果較好,但是不防火、不防水、不防腐,只能部分應用于車輛的底板部位。這也是被原車使用的材料,由此可以看出,原車使用的,未必專業,效果也未必就好。

鉛的復合材料:有些品牌的隔音材料中復合了一層鉛板,一般鉛板被復合在隔音材料的中間,不易被消費者發現。材料本身較重,使車輛增重明顯,最嚴重的是,由于它的長期使用會造成污染——鉛是人體唯一不需要的微量元素,它性質穩定、不可降解、阻礙血細胞形成,當人體內的鉛積蓄到一定程度,就會出現噩夢、失眠、頭痛等慢性中毒癥狀,嚴重者乏力、食欲不振、惡心、腹瀉等。鉛對孕婦和兒童的危害尤甚。汽車隔音降噪網認為,隔音不能以家人的身體健康為代價,因此,這種含有鉛板的復合隔音材料一定要慎用!

綜上所述,汽車用隔音材料的好壞主要取決于以下因素:是否防水、防火、防腐,是否環保以及輕量化,當然,還有材料本身的隔音吸音性能,只有滿足上述約束條件的材料才能算是好的隔音材料。

對隔音的認識誤區

每個做汽車隔音的車主都希望隔音的效果好,甚至有人希望聽不到發動機的任何聲響,這樣的期望顯然是不能通過隔音來實現,隔音處理后,好的聲噪系統并不意味著能消除所有聲音,因為有些聲音,如發動機或路面的聲音,可以為駕駛者提供相應的信息——乘駕人員如果坐在完全沒有聲音的空間就會失去方向感;此外,如果聽不到前后方車輛的鳴笛也會給自身安全帶來威脅。噪音是令人生厭和不受歡迎的,

平靜隔音要做的就是去除這些令人生厭的噪音并保證來自道路和動力系統的聲音都是和諧的(合適的聲音)。因此,對車友來說,對汽車隔音有一個科學的認識很關鍵:提高乘坐舒適性雖然重要,但是第一位的總是安全。

數字游戲的誤區

有些車友很關心隔音前后噪音的變化情況,希望能有一個客觀公正的數字拿出讓人信服的說明,有的商家為了拉攏消費者,也會信誓旦旦的保證隔音效果,并且用手持聲級計進行測量,然而,如何進行車輛噪音的測試是有嚴格要求的,如果是進行測量,用數字說話,就要遵循測量過程中多方面的嚴格要求,這些因素主要有:載重、行駛路面、同一路面干燥程度、路面坡度、溫度、濕度、風速、周圍建筑物的距離及高度、發動機轉速、檔位、行駛勻速度、背景噪音、儀器精度、計權標準、測量儀器感應頭的位置和朝向等等,在這二十多項基本要求都滿足的條件下,測得的數據才具有說服性和研究價值。否則,只是尋求一種心理滿足和暗示。這些做測試的商家,恐怕很難找到一處符合要求的環境并愿意花費幾個小時為消費者進行測試。那些商家隔音前后測出的數字差距就是借助于這些因素變化來實現的,比如外界風速風向、路面坡度變化、感應頭的位置變化等,最簡單的就是直接采用不同的計權讀數來迷惑車主。其實,汽車隔音降噪網早有論述,任何材料的隔音都會有效果,哪怕是一張紙、一片布。寬容的車主可以把這些商家的做法當作善意的欺騙,“眼見為實,耳聽為虛”的古訓并不適用于一般隔音。其實在某些敏感頻段,人耳對

4

分貝的聲音變化會比普通精度的測量儀要敏感,究竟有沒有隔音效果,人耳的判斷還是很準確的,此外,換檔時轉速表的讀數和

CD

的音量讀數也可以與隔音前做比較。如果您是一名狂熱的汽車隔音愛好者,又對隔音的數字測量結果非常感興趣的話,也可以參照《平靜汽車隔音車內噪音簡易測量法》進行測試,以便于參考。

最后,汽車隔音降噪網提醒您影響降噪效果的幾個關鍵因素:隔音材料的隔音性能、吸音性能、隔音的施工面積和吸音面積、施工的重點部位和工藝,施工過程的細心程度等等。

平靜隔音產品研發理念

平靜汽車隔音——專業致力于汽車隔音用品的研發和生產;以科學嚴謹的態度始終倡導輕量、環保的隔音理念;在不影響整車機械性能和安全性能的前提下,為不同車輛的噪音控制提供量身定做的解決方案。

平靜隔音理念之一——輕量化:

汽車的輕量化是降低油耗、節約能源的一項重要措施,全世界的轎車生產企業和設計師都在向減輕車身重量,提高車輛安全的方面努力,輕量化正是整個汽車行業發展的大勢所趨,因此,不斷研發輕量化的隔音材料是我們一貫的追求。

平靜隔音理念之二——環保:

噪音本身就是不環保的產物,如果為了降低噪音的危害而采用了不環保的材料,就難免會顧此失彼,得不償失。平靜隔音所有產品都是由環保材料制成,最大限度保障了乘駕人員的身體健康。

平靜隔音理念之三——性能不變:

整車機械性能和安全性能不變。雖然有些車輛可以通過更換配件等措施降低噪音,但這已經屬于改裝的范疇,為避免給日后的維修保養、年審、事故索賠等造成不必要的麻煩,平靜隔音一直是在不改動車輛各部件總成的基本結構,不影響車輛機械性能和安全性能的大前提下來進行隔音產品研發的。

平靜隔音理念之四——量身定做:不同的車輛有不同的聲場特性和噪音特點,要達到理想的降噪效果,就需要有針對性的解決方案。體現在用料類型、數量和施工部位上,都會因車型不同而有所區別,平靜隔音甚至為同一車型的不同部位都研發了不同規格的密封條,可謂量身定做。

安全性能不變、機械性能不變、健康環保、輕量化等主要因素就構成了我們研究開發的約束條件,是平靜隔音所有產品研發的基本前提。

平靜隔音技術人員把汽車噪音控制過程中涉及的多種聲音概括為以下三類:第一是提供有用信息的聲音。駕駛者應該可以聽到他想聽到的,如發動機點火或者按動某個開關的響應,這類聲音是平靜隔音要予以保留的;第二是令人愉悅的聲音。這時噪音轉變成好聽的聲音,例如發動機低沉平順的運轉,或者關門時沉穩厚重的聲音,平靜隔音可以幫助車友實現。第三是煩人的聲音,這樣的噪音我們根本不喜歡聽到,例如車門密封不好引起的轟鳴聲和喀啦聲,這類聲音是平靜隔音要努力消除的。對于汽車噪聲控制來說,控制噪聲源和阻隔傳播途徑是最常用的控制方法。由于發動機、排氣管、輪胎等引發噪音的部件在車輛出廠的時候就定型了,因此各部件的設計水平和組裝工藝就決定了噪音的大小,也同時體現了一部車子的技術水平和科技含量。平靜隔音的系列產品主要是從控制阻隔傳播途徑入手進行研發和生產的,平靜隔音抑止噪音的主要途徑是密封、隔音、吸音和減震。

平靜汽車隔音的基本原理------密封、隔音、吸音、減震

密封:

大量試驗表明:車內整體噪音與車體的密封性能密切相關。好的密封可以有效降低車輛整體噪音,尤其對高速行駛過程中的風噪有很好的抑制效果。車輛行駛過程中產生的擾流是引起風噪的根源——車輛高速行駛過程中車身某一部件處會出現周期性氣流分離,渦從車身兩側拖出,順氣流方向移動,從而產生噪音。

預防這種噪音產生的辦法是盡量避免產生氣流分離并用恰當的方法擾亂周期性的尾流。普通的密封僅僅是利用密封性的提高把噪音阻隔在外,專業的密封在阻隔噪音的同時,還會避免氣流分離并對周期性的尾流達到擾亂,從根本上降低風噪。平靜汽車專業密封條就是從這個角度出發研制的降噪產品。關于密封條的詳細介紹,請參閱產品介紹欄目的密封系列。

隔音:

隔音方法就是用某種隔音材料將聲源與周圍環境隔離,使其輻射的噪聲不能直接傳播到周圍區域,從而達到控制噪音的目的。隔音的實質是盡量衰減從聲源輻射出的聲音,常用措施有隔音材料和隔音結構。平靜汽車隔音致力于隔音材料的研發以及對隔音結構的改善和應用。

對于不同的隔音結構,其隔音性能相差很大,目前汽車上經常采用的隔音結構有單層隔板和雙層隔板結構。隔板的主要目的是構成車廂、駕駛室、行李艙等,在汽車噪音控制中,隔板的隔音性能不容忽視。一般理論認為,單層隔板的隔音效果與隔板的面密度有密切關系,平靜隔音的技術人員通過試驗進一步發現,同一材質相同面密度的隔板在低、中、高等不同的頻段會表現出不同的隔音性能。汽車的地板、車身等部位一般是采用雙層隔板的地方,這些部位一般由外圍板和內飾板組成,雙層之間是空氣層,利用這些雙層隔板,可以起到很好的隔音作用。

聲音在雙層隔板結構的傳播過程如下:聲音傳到第一層隔板時,引起震動,同時會向隔板間的空氣層輻射噪音,空氣夾層中的聲波在兩層隔板之間來回反射,形成激勵第二層隔板震動的聲波,第二層隔板再向外輻射噪音,聲音實現傳播。顯然,雙層隔板會比單層隔板的隔音效果好很多。聲學理論認為,雙層隔板的隔音效果會隨著空氣層厚度的增加而增加,平靜隔音在進一步分析汽車車身構造以后得出結論:雙層隔板之間的密封性能對隔音效果也起了至關重要的作用,同時,空氣層的厚度并非越大越好,從隔音角度分析,就汽車車門來說,

10

厘米的厚度是最理想的,高于這個厚度,隔音效果不會有明顯改善;而低于這個厚度,隔音效果及乘坐的舒適性就會大打折扣。此外,當雙層隔板被引發共震時,隔音效果也會大大下降。平靜汽車隔音通過粘貼不同規格的吸音棉來改善隔音結構,同時,為轎車量身定做的施工工藝也有效緩解了雙層隔板的共震。

吸音:

在汽車有限空間內的噪音包括直達噪音和反射噪音兩部分。吸音是用特種被動式材料來改變聲波的方向,以吸收其能量。合理的布置吸音材料,能有效降低聲能的反射量,達到吸音降噪的目的。

吸音材料是指能夠把入射到其上的聲能大量吸收的材料,常用的吸音材料有礦渣棉、石棉、玻璃棉、毛氈、木絲板以及低密度聚合物和泡沫材料等。這些材料在自然界非常普遍,但是由于環保、防水、防火、輕量化等條件的限制,能夠用于汽車的吸音材料卻很少見,平靜隔音吸音棉滿足車用隔音材料的所有要求,并且研發人員在研究分析多款車型噪音特點的基礎上,針對汽車噪音特點在材料生產過程中創造性的開發出異型吸音槽設計,在傳統的一個單位的隔音面積上集成了

2

倍以上的吸音面積,每個吸音槽的寬窄、深淺、坡度和曲率都是針對轎車噪音的特點經數學算法仿真模擬并精確確定。由于吸聲層的逐漸過渡性質,材料的聲阻抗與空氣的聲阻抗能較好地匹配,使較寬頻段的聲波都能被高效地吸收。除了吸聲結構的設計之外,平靜隔音吸音棉的表面富含微孔——與內部的孔穴結構不同,表面的微型孔穴是開孔設計,當聲波到達材料表面的孔穴時,會產生粘滯損耗,引起孔穴中的空氣和孔壁的細小纖維波動,由于摩擦和粘滯阻尼作用,將聲能轉變為熱能而耗散掉,從而達到吸音的目的。

通過吸音材料和吸音結構的合理搭配,平靜隔音吸音棉確保了在隔音的基礎上針對汽車噪音達到了優秀的吸音效果。

減震:

汽車的外殼一般都是由金屬薄板制成,車輛行駛過程中,震源把它的震動傳給車體,在車體中以彈性波形式進行傳播,這些薄板受激震動時會產生噪音,同時引起車體上其它部件的震動,這些部件又向外輻射噪音,在該傳播途徑上安裝彈性材料或元件,隔絕或衰減震動的傳播,就可以實現減震降噪的目的。常用的減震措施主要有隔震減震和阻尼減震。

隔震減震主要有兩類彈性支撐:一類是隔震器,它是專門制造的具有一定形狀和規格的彈性元件,如:彈簧隔震器、橡膠隔震器、空氣彈簧隔震器等,被車輛廣泛使用;另一類是隔震墊層,它利用彈性材料本身的自然特性,形狀尺寸按具體需要拼接或剪切而成,目前車上常用的有毛氈、泡沫塑料等。平靜汽車隔音墊的設計原理就是主要通過止震隔音來達到降噪目的。

阻尼減震的原理與隔震減震類似,是在發生震動的金屬薄板上涂貼阻尼材料,通過抑止其震動來降低噪音。阻尼層減少了金屬薄板彎曲震動的幅度,從而減少板的輻射噪音,當金屬薄板受激發而產生彎曲震動時,其震動能迅速傳遞給緊密涂貼在上面的阻尼材料,引起阻尼材料內部相應錯動和摩擦,從而使震動能量變為熱能而損耗,最終實現減少震動,降低噪音。

平靜隔音的技術人員以阻尼減震原理為出發點,研制并推出了汽車阻尼防護膠。阻尼減震的原理也被平靜隔音系列產品采用,隔音吸音棉在粘貼過程中采用人工刷膠方式,一方面,平靜膠粘劑本身所含的溶劑揮發后使膠體具有耐高溫和耐寒作用,克服了其它品牌自粘膠產品壽命短的缺點,另一方面,膠粘劑具有良好的彈性和柔韌性,形成了阻尼減震層,可以耐受車體的沖擊與振動。

除了研究上述密封、隔音、吸音、減震等降噪措施并推出一系列汽車隔音用品之外,平靜隔音也涉足于從噪聲源上尋求主動降噪措施的研究,包括車輛外形的設計,電子散熱扇的改進以及有源消聲技術等。

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標準隔音套材

產品資料

價格:650元(不含膠粘劑)

包裝規格:一箱包裝,包裝箱規格:35cm×55cm×65cm,由

4

張超強隔音吸音棉和

1

張標準隔音吸音棉組成,此外還有引擎蓋防護墊。總隔音面積

6.3

平米,吸音面積約

14

平米

購買標準隔音套材無需再購買引擎蓋防護墊。需要車主有一定動手能力,對車身結構基本常識有一定了解,比如:車門內飾板的拆卸和回裝、備胎的拆卸和回裝等。適用于絕大多數希望體會隔音的車主,勞動強度中等,施工簡便,趣味性強,主觀感覺隔音前后效果明顯,按照操作規范施工一般可降噪

6dB

(A)左右。

配合平靜專業密封條使用降噪效果會更好。附帶全車隔音施工演示盤一套、圖文并茂的施工說明書一份,使稍具動手能力的車友都可以自己完成汽車隔音,供施工操作中參考。施工部位以引擎蓋、四車門、U型槽、后翼子板、后備箱底板為主,由于同一車型使用情況不同或者車主主觀感受差異,也可以把隔音棉重點粘貼在自己認為噪音較大的地方,如:底板或防火墻部位。

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汽車隔音新技術

高科技復合材料的汽車隔音工程。這項技術無需拆卸發動機、儀表盤、不改動任何線路、油路和電腦等關鍵部位,不使用高溫烘烤的傳統作法。新的技術和工藝的使用,大大縮短

了作業時間,全車隔音施載工序僅需6~8個小時,便可達到最高降噪17個分貝的奇佳效果,并可以保證永久不致老化脫落。

汽車噪音來源可以分為四類:1、車輛本身發出的機械噪音;2、輪胎與地面磨擦的路噪;3、高速行駛產生的風噪;4、來自外部各方的混合噪音。

不需花太多的錢就可以升級換代,擁有高檔轎車的享受。最簡單的做法,將車門密封條做隔音處理,不僅提高車輛的密封性,足以抵擋北方肆虐的風,還可以享有高檔車關門的厚重聲效,同時在車內已能感受到輕微的耳壓。

系統的隔音工程是要通過減振、降噪、密封三個步驟來完成,需要做隔音處理的位置依次是:車門、后備箱、車底盤、引擎蓋和車頂。絕大部分的噪音是通過車的懸掛系統、底盤、后備箱、車門而傳入車內的,所以最起碼要做車門和后備箱的隔音處理,你可別小看這后備箱,它可是個很大的噪音源,因其內部是個大空腔,會產生很大的共鳴。車爵仕隔音材料全部采用進口材料,施工后可增強車身強度,改變其原有的物理性質,有效減低車體振動從而降低噪音。