第4章 建筑隔聲

1、聲音傳播途徑聲音傳播途徑 空氣聲：通過空氣傳播 固體聲（撞擊聲）通過結(jié)構(gòu)傳播第4章 建筑隔聲4.1 空氣聲隔絕空氣聲隔絕4.2 撞擊聲隔絕4.1 空氣聲隔絕空氣聲隔絕一、一、 透射系數(shù)與隔聲量透射系數(shù)與隔聲量1）透射系數(shù) 定義：=E透射/E總 入射聲能1/100透過構(gòu)件，則 =0.01 2) 隔聲量隔聲量R 定義：R=10lg(1/) (dB) =0.01R=10lg(1/0.01)=20dB3) 換算關(guān)系：已知已知R，則，則=10-R/10 隔墻隔聲量二二、組合組合隔聲量隔聲量組合墻=墻+門或窗+孔洞按面積加權(quán)平均按面積加權(quán)平均當(dāng)隔墻上有一孔洞時(shí)，當(dāng)隔墻上有一孔洞時(shí)，孔洞隔聲量孔洞隔聲量R=

2、0dB 組合隔聲量ii1 122nn12niSSSSSSSS1lg10R【例】：有一面尺寸為【例】：有一面尺寸為4m3m的墻，已知其隔聲量為的墻，已知其隔聲量為40dB，試問，試問，若在墻上開一尺寸為若在墻上開一尺寸為0.2m0.2m的孔洞，此時(shí)該墻實(shí)的孔洞，此時(shí)該墻實(shí)際隔聲量為多少？際隔聲量為多少？解：組合墻平均透射系數(shù)： 平均=（ wSw+ dSd）/（Sw+Sd） 其中：Rw=40dB w=10-4 , Rd=0dB d=100故平均=(1210-4 + 0.04100)/(12+0.04)=3.4 10-3故 組合R=10lg(1/ )=25dB例題三、空氣聲隔聲的測量與計(jì)權(quán)三、空氣聲

3、隔聲的測量與計(jì)權(quán)同一構(gòu)件或結(jié)構(gòu)，對不同頻率聲波的透射能力不同，隔聲量也不同，形成隔聲曲線。空氣聲隔聲頻率空氣聲隔聲頻率特性曲線特性曲線1、測量（現(xiàn)場或?qū)嶒?yàn)室）、測量（現(xiàn)場或?qū)嶒?yàn)室）R=L1-L2+10lgS/A S：被測構(gòu)件面積； A：接收室吸聲量； L1：發(fā)聲室聲壓級； L2：受聲室（接收室）聲壓級（允許噪聲級）。 房間實(shí)際降低噪聲值D： D=L1-L2=R+10lgA/S意義意義： 1、已知、已知L1、L2，接收，接收室吸聲室吸聲量量A與隔墻面積與隔墻面積S，可求可求出隔出隔墻墻隔聲量隔聲量R選擇選擇恰當(dāng)?shù)母魤?gòu)造方案恰當(dāng)?shù)母魤?gòu)造方案。 2、已知、已知R、L1、L2，接收室的吸聲量，接收

4、室的吸聲量A與隔墻面積與隔墻面積S，可判可判斷斷隔聲量隔聲量R是否滿足隔聲要求。若是否滿足隔聲要求。若DL1-L2隔墻隔墻設(shè)計(jì)滿足設(shè)計(jì)滿足隔聲要求隔聲要求。公式意義【例例】甲乙兩室相鄰，其隔墻甲乙兩室相鄰，其隔墻面積面積18m2，甲室有一臺，甲室有一臺風(fēng)機(jī)發(fā)出風(fēng)機(jī)發(fā)出噪聲噪聲95dB。乙室為一計(jì)算機(jī)房，其允許。乙室為一計(jì)算機(jī)房，其允許噪聲噪聲為為40dB 。已知。已知乙乙室尺寸為室尺寸為3m6m12m，室內(nèi)室內(nèi)混響時(shí)混響時(shí)間間0.8s。問。問該隔墻應(yīng)具有的隔聲量為多少？該隔墻應(yīng)具有的隔聲量為多少？ T60=0.161V/A A=0.161V/ T60 =0.16136 12/0.8 =43.2

5、 R=L1-L2+10lgS/A =（95-40）+10lg18/43.2 =52dB例題2、計(jì)權(quán)、計(jì)權(quán)單值評價(jià)量單值評價(jià)量 空氣聲隔聲標(biāo)準(zhǔn)計(jì)權(quán)隔聲量Rw，單值評價(jià)量隔聲量低不利使用Rw的原因： 1）考慮到人耳聽覺特性和大部分構(gòu)件隔聲特性。 2）以單值形式單值形式比較不同構(gòu)件的隔聲效果。RW確定方法確定方法 1）使用空氣聲隔聲的標(biāo)準(zhǔn)曲線與實(shí)際隔聲頻率特性曲線進(jìn)行比較，同時(shí)滿足32分貝原則和8分貝原則的隔聲最大的標(biāo)準(zhǔn)曲線的500Hz的隔聲量為Rw。 2）32分貝原則：1003150Hz的16個1/3倍頻程構(gòu)件隔聲量比標(biāo)準(zhǔn)曲線低低的分貝數(shù)總和總和不大于32dB。 3）8分貝原則： 任一任一1003

6、150Hz的1/3倍頻程構(gòu)件隔聲量比標(biāo)準(zhǔn)曲線低低的分貝數(shù)不超過10dB。單值頻率參考量100-19125-16160-13200-10250-7315-4400-1500063018002100031250416004200042500431504空氣聲計(jì)權(quán)隔聲量Rw： 典型墻體構(gòu)件的Rw構(gòu)件構(gòu)件Rw(dB)240磚墻，兩面20mm抹灰54120磚墻，兩面20mm抹灰48100mm厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土墻板48180mm厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土墻板52290mm厚水泥空心砌塊，兩面20mm抹灰54190mm厚水泥空心砌塊，兩面20mm抹灰4975mm輕鋼龍骨雙面雙層12mm紙面石膏板墻，內(nèi)填玻璃棉或礦棉50

7、5375mm輕鋼龍骨雙面雙層12mm紙面石膏板墻4244四、單層密致勻?qū)崏Φ目諝饴暩羲摹螌用苤聞驅(qū)崏Φ目諝饴暩艚^絕1、單層墻隔聲頻率特性的一般規(guī)律 影響因素：單位面積質(zhì)量（面密度）、剛度、材料內(nèi)阻尼、邊界條件等。重點(diǎn)考慮：質(zhì)量定律重點(diǎn)考慮：吻合效應(yīng)聲頻范圍內(nèi)聲頻范圍內(nèi)質(zhì)量控制是決定隔質(zhì)量控制是決定隔聲性能最重要聲性能最重要的因的因素素2、質(zhì)量定律（、質(zhì)量定律（mass law) 理想情況下（無剛度、無阻尼、柔順質(zhì)量、忽略邊界條件），單層墻體隔聲量理論推導(dǎo)： 隔聲量隔聲量R=20lg( f m ) 481）面密度面密度 m 增加一倍，隔聲量增加增加一倍，隔聲量增加6B。2）頻率）頻率 f 增加

8、一倍，隔聲量增加增加一倍，隔聲量增加6B。實(shí)際面密度增加一倍，隔聲量增加45dB。理論上【例例】理論上，理論上，240厚單厚單層勻質(zhì)磚墻，當(dāng)改為層勻質(zhì)磚墻，當(dāng)改為120厚時(shí)其厚時(shí)其隔聲量約減少多少？隔聲量約減少多少？ 根據(jù)質(zhì)量定律，面密度減少一倍，隔聲量將減少6dB。 一般240厚磚墻隔聲量為52dB，則120厚磚墻隔聲量為46dB?！纠繅w面墻體面密度密度為為265kg/m2，其，其隔聲量為隔聲量為27dB，當(dāng)面，當(dāng)面密度提高到密度提高到530kg/m2時(shí)，其隔聲量應(yīng)為多少？時(shí)，其隔聲量應(yīng)為多少？ 根據(jù)質(zhì)量定律，面密度增加一倍，隔聲量將增加6dB，故隔聲量為27+6=33dB例題3、吻合

9、效應(yīng)(coincidence effect)聲波斜入射墻體，使墻體發(fā)生彎曲振動，當(dāng)彎曲振動頻率和墻體的固有頻率相吻合，發(fā)生墻體彎曲共振，隔聲量大大減小吻合效應(yīng)。 沿墻面?zhèn)鞑サ膫鞑ニ俣菴f與墻體本身存在沿墻面?zhèn)鞑ス逃袀鞑ニ俣菴b相等時(shí)，將產(chǎn)生“吻合效應(yīng)”，墻板非?！绊槒摹钡馗S入射聲波彎曲，使大量聲能透射到另一側(cè)去，形成隔聲量的低谷。 自由彎曲波受迫彎曲波 考慮到噪聲對人影響頻率范圍主要在1002500Hz，故應(yīng)設(shè)法使吻合效應(yīng)不發(fā)生在此范圍。222c12122ccfDhE采用采用厚、重、剛的墻體來降低吻合厚、重、剛的墻體來降低吻合頻率；頻率；采用采用薄、輕、柔的墻體或薄、輕、柔的墻體或采用不同厚

10、度采用不同厚度來提來提高吻合頻率。高吻合頻率。相同材料雙層結(jié)構(gòu)厚度相同時(shí)，吻合效應(yīng)低谷較深。五、五、 雙層墻的空氣聲隔聲雙層墻的空氣聲隔聲 根據(jù)質(zhì)量定律，靠增加墻質(zhì)量來提高其隔聲量不合理采用雙層墻加空氣層（彈簧），起減振作用附加隔聲量，從而提高隔聲量。 聲橋聲橋(sound bridge)： 若兩層墻板間有剛性連接，較多傳播聲能，使附加隔聲量降低。 雙層墻的空氣層中填充多孔材料，可提高全頻帶上隔聲量 增加12dB理論增加6dB增加6dB增加11dB六、提高輕質(zhì)隔墻的空氣聲隔聲量六、提高輕質(zhì)隔墻的空氣聲隔聲量 輕質(zhì)隔墻如紙面石膏板、FC板、加氣砼板，其隔聲量僅30dB，遠(yuǎn)不能滿足墻體隔聲要求。

11、1、多層復(fù)合、多層復(fù)合 多層密實(shí)材料用多孔材料（玻璃棉或泡沫塑料）等分隔，做成夾層結(jié)構(gòu)。 2、多層薄板疊合多層薄板疊合 采用多層薄板疊合構(gòu)造，與同重量的單層厚板相比，可避免板材的吻合頻率落在主要聲頻范圍（1002500Hz）。 如 25mm厚紙面石膏板約1250Hz；而兩層12mm板疊合約2600Hz 。3、雙墻分立雙墻分立分離式雙層墻，（木或輕鋼龍骨）分離式雙層墻，（木或輕鋼龍骨） （1）設(shè)空氣間層：厚7.5，隔聲量提高810 dB。 （2）空氣間層中填吸聲材料，隔聲量提高28 dB。 （3）彈性連接：輕型板材輕型板材固定在龍骨上，板材與龍骨間用彈性墊層（橡膠墊塊）。石膏板、石膏板、加氣混凝

12、土加氣混凝土板板最常用最常用典型輕質(zhì)隔墻石膏板七、門窗隔聲七、門窗隔聲 由于門窗結(jié)構(gòu)輕薄，且存在較多縫隙，故隔聲能力較差隔聲薄弱環(huán)節(jié)。1、隔聲門、隔聲門：（3050dB）應(yīng)重重（復(fù)合結(jié)構(gòu)）且填縫。木質(zhì)、鋼質(zhì)隔聲門較重開啟不方便。隔聲門鋼制隔聲門鋼制隔聲門為提高隔聲同時(shí)開啟方便引入2、聲閘、聲閘：兩道門間兩道門間的門斗內(nèi)布置強(qiáng)吸聲材料，從而達(dá)到的門斗內(nèi)布置強(qiáng)吸聲材料，從而達(dá)到兩道門的兩道門的隔聲量。隔聲量。適用適用：有音質(zhì)要求廳堂如報(bào)告廳，公建須經(jīng)常開啟經(jīng)常開啟，隔聲門重且難密封（開啟不便），使用聲閘后隔絕外來噪聲。聲閘聲閘示意圖聲閘聲閘又稱聲鎖聲閘（或聲鎖）同濟(jì)大學(xué)文遠(yuǎn)樓大講堂平面圖聲閘聲閘聲

13、閘（或聲鎖）音樂院練習(xí)室平面圖聲閘3、隔、隔聲窗聲窗 一般用于隔聲要求較高廳堂與聲控室間窗（如演播室與聲控室）；臨街房間噪聲控制（如臨街教室與住宅的窗）。 隔聲窗兩層玻璃平行：夾膠玻璃 （1）玻璃足夠厚，層數(shù)層數(shù)應(yīng)兩應(yīng)兩層層以上以上，兩層玻璃不應(yīng)平行，以兩層玻璃不應(yīng)平行，以免免引起共振引起共振；為為避免吻合效應(yīng)避免吻合效應(yīng)，雙層雙層玻璃厚度玻璃厚度應(yīng)應(yīng)不一樣不一樣。 提高隔聲窗性能窗玻璃：多層、不平行、不同厚度（2）雙層玻璃間應(yīng)有足夠間隔。中空玻璃窗，因間隔小（10mm），不起隔聲作用，僅具有良好保溫隔熱效果（因窄縫內(nèi)空氣不易對流）。（3）保證玻璃與窗框、窗框與墻壁間密封。兩層玻璃窗樘上應(yīng)布置

14、吸聲材料（玻璃棉）。窗玻璃：足夠間距、密封間隔密封吸聲4.2 撞擊聲隔絕1、測量、測量標(biāo)準(zhǔn)撞擊聲級 Ln=Li+10lg(A/A0)A：接收室的吸聲量 A0=10m2 (規(guī)定面積標(biāo)準(zhǔn)）使用標(biāo)準(zhǔn)打擊器打擊樓板，在樓下的房間中距地板1.5m高度處測出倍頻帶的撞擊聲級Li，然后根據(jù)接收室的吸聲量對Li進(jìn)行修正。2、標(biāo)準(zhǔn)撞擊聲壓級 Lpn,w的計(jì)權(quán)聲壓級高不利聲壓級高不利頻率參考量100+2125+2160+2200+2250+2315+2400+15000630-1800-21000-31250-41600-72000-102500-133150-16Lpn,w的確定方法：標(biāo)準(zhǔn)撞擊聲級又稱撞擊聲的隔

15、聲指數(shù)Ii。聲壓級越高越不利1）使用撞擊聲評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)曲線與實(shí)際撞擊聲壓級頻率特性曲線進(jìn)行對比對比，同時(shí)滿足32分貝原則和8分貝原則的隔聲最小的標(biāo)準(zhǔn)曲線上500Hz聲壓級為Lpn,w。2）32分貝原則分貝原則：1003150Hz的16個1/3倍頻程的撞擊聲壓級比標(biāo)準(zhǔn)曲線高高的分貝數(shù)總和不大于32dB。3）10分貝分貝原則原則： 任一1003150Hz的1/3倍頻程的比撞擊聲壓級標(biāo)準(zhǔn)曲線高高的分貝數(shù)不超過10dB。不利單值不利總和三、撞擊聲隔三、撞擊聲隔聲處理聲處理彈性面層：彈性面層：阻尼作用阻尼作用在面層（聲源）處減弱沖擊，軟質(zhì)面層；在面層（聲源）處減弱沖擊，軟質(zhì)面層；彈性面層對中高頻撞擊聲改善明

16、顯；彈性面層對中高頻撞擊聲改善明顯；彈性面層對隔絕空氣聲沒有效果。彈性面層對隔絕空氣聲沒有效果。彈性面層彈性面層彈性墊層彈性墊層面層與結(jié)構(gòu)層間用彈性材料分隔面層與結(jié)構(gòu)層間用彈性材料分隔 ；彈性面層對中高頻撞擊聲改善明顯；彈性面層對中高頻撞擊聲改善明顯；彈性墊層對隔絕空氣聲和撞擊聲均有效果。彈性墊層對隔絕空氣聲和撞擊聲均有效果。彈性墊層彈性墊層浮筑構(gòu)造浮筑構(gòu)造中間墊層中間墊層彈性吊頂彈性吊頂彈性吊頂：用彈彈性吊頂：用彈性連接的構(gòu)造吊性連接的構(gòu)造吊掛在承重樓板下掛在承重樓板下吸聲和隔聲的區(qū)別吸聲和隔聲的區(qū)別 材料吸聲著眼于聲源一側(cè)反射聲能的大小反射聲能要?。?材料隔聲著眼于入射聲源另一側(cè)的透射聲能的大小透射聲能要小。吸聲與隔聲材料的差異 吸聲材料吸聲材料反射聲能要小，聲能易聲能易進(jìn)入進(jìn)入和透過和透過；應(yīng)多孔而疏松多孔而疏松典