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不透气的固体材料,对于空气中传播的声波都有隔声效果,隔声效果的好坏根本的一点是取决于材料单位面积的质量。一个面积非常大的隔层,其单位面积质量为ms,当声波从左面垂直入射时,激发隔层作整体振动,此振动再向右面空间辐射声波。以单位面积考虑,透射到右面空间的声能与入射到隔层上的声能之比称透射系数 τ 。定义无限大隔层材料的传递损失(也称透射损失)tl:tl=101g1/ г (7)上述简单情况下可计算得到传递损失近似为:tl=20lg ω ms/2 ρ oco (db) (8)式中 ω=2πf 为圆频率, ρ0 、c0为空气的密度和声波传播速度。tl的大小表示材料的隔声能力。(8)式的一个重要特点,即材料单位面积质量增加一倍,则传递损失增加6db。这一隔声的基本规律称 “ 质量定律 ” ,也就是说隔声靠重量。所以像砖墙、水泥墙或厚钢板、铅板等单位面积质量大的材料,隔声效果都比较好。(8)式也表明,单层隔声的高频隔声好,低频差。频率每提高一倍,传递损失就增加6db。
需要说明的是:传递损失tl是隔层面积为无限大时的理论 “ 隔声量 ” ,作为一垛墙或楼板,它都有边缘与其它建筑构件连接,这时的 “ 隔声量 ” 与(7)式所表示的传递损失有差别。既有因边缘接近于固定而增大隔声能力,也有作为边缘固定的板振动有一定的共振频率,使某些共振频率点上隔声效果降低的现象。而当作为两相邻房间之间的隔墙或楼板,因为两室之间有多条传声(或振动)通道,这两个房间之间的隔声量(只能称声级差)更不能以该隔层的传递损失来代表。
隔声材料在物理上有一定弹性,当声波入射时便激发振动在隔层内传播。当声波不是垂直入射,而是与隔层呈一角度 θ 入射时,声波波前依次到达隔层表面,而先到隔层的声波激发隔层内弯曲振动波沿隔层横向传播,若弯曲波传播速度与空气中声波渐次到达隔层表面的行进速度一致时,声波便加强弯曲波的振动,这一现象称吻合效应。这时弯曲波振动的辐度特别大,并向另一面空气中辐射声波的能量也特别大,从而降低隔声效果。产生吻合效应的频率fc为:fc=co2/2 π sin2 θ [12 ρ (1- σ 2)/eh2]1/2 (9)式中 ρ 、 σ 、e分别为隔层材料的密度、泊松比和杨氏模量,h是隔层厚度。任意吻合频率fc与声波入射角 θ 有关。在大多数房间中的声场都接近于混响声场,到达隔层的入射角从0°到90°都有可能,因此吻合频率出现在从掠入射( θ=90°) 的fc0开始的一个频率范围,也就是说吻合效应使某一频率范围的隔声效果变差。一般这一频率范围发生在中高频。从质量定律知道,中高频隔声量较大,除了内阻尼很小的金属板外,因吻合效应使中高频隔声量降低的现象,不会引起很大的麻烦。
双层隔声结构:根据质量定律,频率降低一半,传递损失要降6db;而要提高隔声效果时,质量增加一倍,传递损失增加6db。在这一定律支配下,若要显著地提高隔声能力,单靠增加隔层的质量,例如增加墙的厚度,显然不能行之有效,有时甚至是不可能的,如航空器上的隔声结构。这时解决的途径主要是采用双层以至多层隔声结构。双层隔声结构,单位面积质量分别为m1、m2,中间空气层厚度为l。双层结构的传递损失可以进行理论计算,结果比较复杂,在不同频率范围可以得到不同的简化表示,这里只作定性介绍。两个隔层与中间空气层组成一个共振系统,共振频率为fr(m的单位为kg/m2,l的单位为m):fr=60/√m1m2l/(m1+m2) (10)
目前市面上流行的用于制作隔音窗的玻璃有中空玻璃、真空玻璃和夹胶玻璃三种,这三种玻璃各有什么不同呢?中空玻璃起初被应用于隔热,正规的中空玻璃,玻璃中气体为惰性气体。这样的结构使得真正的中空玻璃门窗具有良好的隔音、隔热性能。从噪音控制角度看,中空玻璃的空气层越大,噪音的控制效果就越好。一般情况下,中空玻璃空气层厚度常用9mm和12mm两种规格;特殊情况可拉宽到20~100mm之间。真空玻璃并不是真的真空,一般会有30%或以上的空气残留。一般而言真空玻璃并不耐用,使用多年后会发生漏气现象,导致隔音效果变差。适合作为隔音窗的玻璃是PVB夹层玻璃。这种玻璃的夹层膜是由聚乙烯醇缩丁醛树脂,经增塑剂塑化挤压而成型的一种高分子材料。对无机玻璃有良好的粘结性。而且有透明、耐热、耐寒、耐湿、机械强度高等特性。
开窗方式会影响隔音窗的密闭程度,常见的方式有两种:平开窗,推拉窗。平开窗较小,主受力杆件的抗风压性能较好;推拉窗相对较大,抗风压性能不够理想。平开窗一般用密封胶条进行密封,推拉窗用毛条,胶条的密封效果普遍优于毛条。平开窗采用两点锁或天地锁密封,效果较佳。推拉窗采用勾锁或碰锁,密封效果不够。因此,平开窗在抗风压、密闭性、保温、隔音等方面,都要比推拉窗好。除此之外,还有一些新式的开窗方式也可以考虑。悬窗和倒窗,这两个都具有良好的密闭性,只能打开100mm左右的缝隙,除了具有良好的防盗性外,刮风下雨时也不影响开窗,缺点是价格相对较高。
酒吧噪声以低频噪声为主,穿透性强,影响范围广,酒吧营业主要在晚上,严重影响人们的休息,所以酒吧一般需要通过减震隔音吸声的方法来控制噪声。1、酒吧进出通道设计成“声闸”结构。在现实中,大部分酒吧仅设一道门,无论该道大门隔声性能如何优越,在客人进出开关的时间里,酒吧声波不可避免地产生泄漏。因此,设计上应在原大门距离不低于1.5M处再加设一道隔声门,目的是使客人开启第二道门时 道门已经关闭,声波无法泄出。2、门缝、门槛、门碰减少漏声。过多的门缝间隙使大门隔声效果大大降低,因此必须在该些部位采用胶条设计成密闭结构,通过胶条压紧和空气压缩变形确保声波无法从缝隙处漏声。3、排气口安装宽频消声器。空调、排气口在排放过程中会把噪声一并带出。必须加装复合消声器,在不影响正常排风前提下,将高中低宽频声波在消声器内得到基本。4、酒吧内增设吸声软包。酒吧墙面、沙发、座椅应多采用吸声材料,以降低室内声场的声压,同时也可调节酒吧音量音调更趋和谐动听。5、梁柱及楼板增设减振阻尼层和隔声层。音箱声波发出后,声波在空气中产生高能量振动,一波一波对墙柱梁楼板产生声波撞击,其中低频部分可以穿透水泥墙面并迅速上传居民室内。因此,必须将主梁、主柱及楼板加设弹性面层或吸隔声中空共振层,以高能量声波对主梁、主柱及楼板产生的撞击。6、安装音箱减振器或减振吊钩。酒吧音箱通常放置地面或悬吊于横梁四周,在播放强劲音乐时,音箱对地面、梁柱体或楼板产生与音乐频率谐振的撞击,进而以固体传声的形式以弹性波传至楼上居民室内。因此,必须采用铺垫减振系统、增加减振吊钩的形式,将点声源所带振动与建筑联接点进行隔离。
隔声材料(Soundproof Materials),是指把空气中传播的噪声隔绝、隔断、分离的一种材料、构件或结构。对于隔声材料,要减弱透射声能,阻挡声音的传播,就不能如同吸声材料那样多孔、疏松、透气,相反它的材质应该是重而密实的,如钢板、铅板、砖墙等一类材料。隔声材料材质的要求是密实无孔隙或缝隙;有较大的重量。由于这类隔声材料密实,难于吸收和透过声能而反射能强,所以它的吸声性能差。
隔声材料:材料一、能过共振吸声的方式的隔音材料有:石膏板、石棉水泥、胶合板、钢板、铝板以及硬质纤维板。材料二、玻璃棉、麻棉毛毡、有机纤维材料、岩棉、矿棉以及聚苯乙烯泡沫塑料这几种。材料三、石膏板、硬质纤维板等能够将板块四周固定,然后连通板后的封闭空气层,从而达到吸音隔音的效果。材料四、皮革、塑料薄膜、人造革等具有不透气、张拉能力强而且柔软的材料,通过声音的共振频率能够有效阻隔声音传播。材料五、具有特殊功能的窗幕以及空间吸声体。
凡是能用来阻断噪声的材料,统称为隔声材料。 隔音材料五花八门,日常人们比较常见的有实心砖块、钢筋混泥土墙、木版、石膏板、铁板、隔声毡、纤维板等等。 严格意义上说,几乎所有的材料都具有隔音作用,其区别就是不同材料间隔音量的大小不同而已。同一种材料,由于面密度不同,其隔音量存在比较大的变化。 隔声量遵循质量定律原则,就是隔音材料的单位密集面密度越大,隔音量就越大,面密度与隔音量成正比关系。
隔音材料在物理上有一定弹性,当声波入射时便激发振动在隔层内传播。当声波不是垂直入射,而是与隔层呈一角度 θ 入射时,声波波前依次到达隔层表面,而先到隔层的声波激发隔层内弯曲振动波沿隔层横向传播,若弯曲波传播速度与空气中声波渐次到达隔层表面的行进速度一致时,声波便加强弯曲波的振动,这一现象称吻合效应。这时弯曲波振动的辐度特别大,并向另一面空气中辐射声波的能量也特别大,从而降低隔声效果。
产生吻合效应的频率fc为: fc=co2/2 π sin2 θ [12 ρ (1- σ 2)/eh2]1/2 式中 ρ 、 σ 、e分别为隔层材料的密度、泊松比和杨氏模量,h是隔层厚度。任意吻合频率fc与声波入射角 θ 有关。在大多数房间中的声场都接近于混响声场,到达隔层的入射角从0°到90°都有可能,因此吻合频率出现在从掠入射( θ=90°) 的fc0开始的一个频率范围,也就是说吻合效应使某一频率范围的隔声效果变差。一般这一频率范围发生在中高频。从质量定律知道,中高频隔声量较大,除了内阻尼很小的金属板外,因吻合效应使中高频隔声量降低的现象,不会引起很大的麻烦。
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