V第四講建筑隔聲

1、12 本講主要內(nèi)容：本講主要內(nèi)容：344.1.1 人們對室內(nèi)安靜程度的要求人們對室內(nèi)安靜程度的要求日常：理想水平，室內(nèi)應(yīng)=50dB (A)會引 起居住用戶的普遍不滿睡眠：理想水平，室內(nèi)應(yīng)=45dB (A)會引 起50%居住用戶的不滿例：例：住宅住宅 A聲級聲級 dB(A)，民用建筑室內(nèi)允許噪聲級標(biāo)準(zhǔn)如下表：，民用建筑室內(nèi)允許噪聲級標(biāo)準(zhǔn)如下表：一級（高標(biāo)準(zhǔn)）一級（高標(biāo)準(zhǔn)） 二級（一般標(biāo)準(zhǔn)）二級（一般標(biāo)準(zhǔn)） 三級（最低標(biāo)準(zhǔn)）三級（最低標(biāo)準(zhǔn)）臥室臥室白天白天=40=45=50夜晚夜晚=30=35=40起居起居室室白天白天=45=50=50夜晚夜晚=35=40=50 dB 二級：二級： I =45dB

2、 三級：三級： I =40dB13（1）、單層墻隔聲頻率特性的一般規(guī)律）、單層墻隔聲頻率特性的一般規(guī)律影響隔聲的因素：單位面積質(zhì)量（面密度）、剛度、材影響隔聲的因素：單位面積質(zhì)量（面密度）、剛度、材料內(nèi)阻尼、邊界條件等。料內(nèi)阻尼、邊界條件等。單層勻質(zhì)密實(shí)墻是沒有孔隙傳聲，它通過墻體本身的振動(dòng)。單層勻質(zhì)密實(shí)墻是沒有孔隙傳聲，它通過墻體本身的振動(dòng)。將入射聲能的一部分傳播到墻體的另一側(cè)去。將入射聲能的一部分傳播到墻體的另一側(cè)去。圖中：單層勻質(zhì)密圖中：單層勻質(zhì)密實(shí)墻隔聲頻率特性實(shí)墻隔聲頻率特性曲線曲線縱軸：隔聲量縱軸：隔聲量 dB橫軸：頻率橫軸：頻率 Hz14（2）、）、 質(zhì)量定律質(zhì)量定律在理想情況下

3、，（無剛度、無阻尼、柔順質(zhì)量、忽略邊界條在理想情況下，（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)得到：件），單層墻體隔聲量理論推導(dǎo)得到： 隔聲量：隔聲量： R=20lg(fM0)-48得到質(zhì)量定律（得到質(zhì)量定律（mass law):墻體越重，空氣聲隔聲效果越好墻體越重，空氣聲隔聲效果越好。1）面密度增加一倍，隔聲量增加）面密度增加一倍，隔聲量增加6dB。2）頻率增加加一倍，隔聲量增加）頻率增加加一倍，隔聲量增加6dB。在實(shí)際情況下，在質(zhì)量控制的頻率范圍內(nèi)明顯出現(xiàn)質(zhì)量定在實(shí)際情況下，在質(zhì)量控制的頻率范圍內(nèi)明顯出現(xiàn)質(zhì)量定律的表現(xiàn)，但比律的表現(xiàn)，但比6dB要小，一般地，面密度

4、增加一倍，隔聲要小，一般地，面密度增加一倍，隔聲量增加量增加4-5dB。15（3）、吻合效應(yīng)）、吻合效應(yīng) 墻體在聲音激發(fā)下會產(chǎn)生受迫振動(dòng)，振動(dòng)既有垂直于墻面的墻體在聲音激發(fā)下會產(chǎn)生受迫振動(dòng)，振動(dòng)既有垂直于墻面的也有沿墻面?zhèn)鞑サ?。不同的入射頻率或入射角度將產(chǎn)生不同的沿也有沿墻面?zhèn)鞑サ摹２煌娜肷漕l率或入射角度將產(chǎn)生不同的沿墻面?zhèn)鞑サ膫鞑ニ俣葔γ鎮(zhèn)鞑サ膫鞑ニ俣菴 f 。然而，墻體本身存在著固有的自由彎曲。然而，墻體本身存在著固有的自由彎曲波傳播速度波傳播速度Cb 。 如果板在斜入射聲波激發(fā)下產(chǎn)生的受迫彎曲波的傳播速度如果板在斜入射聲波激發(fā)下產(chǎn)生的受迫彎曲波的傳播速度C f 等于板固有的自由彎曲波傳

5、播速度等于板固有的自由彎曲波傳播速度Cb時(shí)，即出現(xiàn)時(shí)，即出現(xiàn)C f = Cb時(shí)，將產(chǎn)時(shí)，將產(chǎn)生生“吻合效應(yīng)吻合效應(yīng)”，這時(shí)，墻板非常，這時(shí)，墻板非?！绊槒捻槒摹钡馗S入射聲波彎曲，地跟隨入射聲波彎曲，使大量聲能透射到另一側(cè)去，形成隔聲量的低谷。使大量聲能透射到另一側(cè)去，形成隔聲量的低谷。 16l聲波無規(guī)入射時(shí)，每種隔聲材料都會在某一頻率上聲波無規(guī)入射時(shí)，每種隔聲材料都會在某一頻率上發(fā)生吻合效應(yīng)，這一頻率被稱為發(fā)生吻合效應(yīng)，這一頻率被稱為“吻合頻率吻合頻率”，在，在隔聲曲線上的低谷稱為隔聲曲線上的低谷稱為“吻合谷吻合谷”。l 薄、輕、柔的墻體吻合頻率高；厚、重、剛的墻薄、輕、柔的墻體吻合頻率高；

6、厚、重、剛的墻體吻合頻率低。體吻合頻率低。 17空氣間層相當(dāng)于空氣間層相當(dāng)于“彈簧彈簧”，具有減振作用。，具有減振作用。即即空氣間層會產(chǎn)生一個(gè)附加隔聲量，其間層厚度超過空氣間層會產(chǎn)生一個(gè)附加隔聲量，其間層厚度超過10cm，隔聲量，隔聲量將不增加。將不增加。184.3.4 輕型墻的空氣聲隔絕輕型墻的空氣聲隔絕q 隨著大量的住宅建設(shè)與高層建筑的發(fā)展，要求建筑隨著大量的住宅建設(shè)與高層建筑的發(fā)展，要求建筑的工業(yè)化程度越來越高，同時(shí)還要求減輕建筑的自重，以的工業(yè)化程度越來越高，同時(shí)還要求減輕建筑的自重，以滿足建筑的高速發(fā)展。滿足建筑的高速發(fā)展。常用的輕型墻體有：常用的輕型墻體有：紙面石膏板、紙面石膏板、

7、圓孔珍珠巖石膏板、加氣混凝土板、碳化板等。圓孔珍珠巖石膏板、加氣混凝土板、碳化板等。q傳統(tǒng)的傳統(tǒng)的240mm厚的磚墻，其平均隔聲量約為厚的磚墻，其平均隔聲量約為53dB，而，而現(xiàn)有的輕型墻其平均隔聲量為現(xiàn)有的輕型墻其平均隔聲量為30dB。19l提高輕型墻隔聲能力的措施：提高輕型墻隔聲能力的措施：根據(jù)國內(nèi)外的經(jīng)驗(yàn)，采用的主要措施與效果如下根據(jù)國內(nèi)外的經(jīng)驗(yàn)，采用的主要措施與效果如下:l （1）將多層密實(shí)材料用多孔彈性材料（玻璃棉、巖棉、）將多層密實(shí)材料用多孔彈性材料（玻璃棉、巖棉、泡沫塑料）分隔，做成泡沫塑料）分隔，做成夾層結(jié)構(gòu)夾層結(jié)構(gòu)。則隔聲量比同重量單層。則隔聲量比同重量單層墻提高很多。用墻提

8、高很多。用松軟的吸聲材料填充空氣間層松軟的吸聲材料填充空氣間層，一般可以，一般可以提高輕型墻的隔聲量提高輕型墻的隔聲量28dB.l （2）薄板疊合）薄板疊合,避免板材的吻合效應(yīng)引起的諧振，應(yīng)使避免板材的吻合效應(yīng)引起的諧振，應(yīng)使各層材料的各層材料的體（面）密度不同而厚度相同體（面）密度不同而厚度相同，在質(zhì)量定律范，在質(zhì)量定律范圍內(nèi)，可以得到較理想的隔聲。圍內(nèi)，可以得到較理想的隔聲。l （3）彈性連接，雙墻分離，避免聲橋傳聲這種做法盡）彈性連接，雙墻分離，避免聲橋傳聲這種做法盡量提高空氣間層的厚度，量提高空氣間層的厚度， ,當(dāng)將當(dāng)將空氣層空氣層的厚度增加到的厚度增加到7.5cm以上時(shí)，在大多數(shù)的頻

9、帶內(nèi)可以增加隔聲量以上時(shí)，在大多數(shù)的頻帶內(nèi)可以增加隔聲量810dB。20 （1）、面密度提高隔聲量：）、面密度提高隔聲量：對于要求隔聲較高的門對于要求隔聲較高的門(3045dB)，在某些場合下，可以，在某些場合下，可以采用構(gòu)造簡單的鋼筋混凝土門采用構(gòu)造簡單的鋼筋混凝土門扇扇，它有足夠的隔聲能力并能防火，但通常是使用復(fù)合結(jié)構(gòu)，它有足夠的隔聲能力并能防火，但通常是使用復(fù)合結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)由于阻抗的變化而使聲波反射，從而提高了隔聲量。這種結(jié)構(gòu)由于阻抗的變化而使聲波反射，從而提高了隔聲量。（2 2）、聲閘提高隔聲量：）、聲閘提高隔聲量：需要需要經(jīng)常開啟的門經(jīng)常開啟的門，門扇重量不，門扇重量不宜過大，門縫

10、也較難密封。為了達(dá)到較高的隔聲量，可以宜過大，門縫也較難密封。為了達(dá)到較高的隔聲量，可以設(shè)設(shè)置所謂置所謂“聲閘聲閘”來提高其隔聲能力。來提高其隔聲能力。（3 3）、注意使用窗玻璃：）、注意使用窗玻璃： 隔聲窗時(shí)，首先要隔聲窗時(shí)，首先要保證窗玻璃保證窗玻璃有足夠的厚度，層數(shù)應(yīng)在兩層以上，同時(shí)，兩層玻璃不應(yīng)平有足夠的厚度，層數(shù)應(yīng)在兩層以上，同時(shí)，兩層玻璃不應(yīng)平行，以免引起共振。為了避免隔聲窗的吻合效應(yīng)，雙層玻璃行，以免引起共振。為了避免隔聲窗的吻合效應(yīng)，雙層玻璃的厚度應(yīng)不相同。的厚度應(yīng)不相同。 2122 對于有門、窗和墻構(gòu)成的組合墻來說，墻體的隔聲量較對于有門、窗和墻構(gòu)成的組合墻來說，墻體的隔聲量

11、較高，而門、窗的隔聲能力往往比墻體低得多，這樣導(dǎo)致整個(gè)高，而門、窗的隔聲能力往往比墻體低得多，這樣導(dǎo)致整個(gè)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的隔聲量大大降低。圍護(hù)結(jié)構(gòu)的隔聲量大大降低。對于組合墻透射系數(shù)的求法可按下式：對于組合墻透射系數(shù)的求法可按下式：E = E (墻）墻）+ E (門或窗）門或窗） 平均透射系數(shù)：平均透射系數(shù)：=（ wSw+ dSd）/（Sw+Sd）23?為了提高組合墻的隔聲量，在設(shè)計(jì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí)應(yīng)遵循為了提高組合墻的隔聲量，在設(shè)計(jì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí)應(yīng)遵循等傳等傳聲量設(shè)計(jì)原則：聲量設(shè)計(jì)原則：墻上設(shè)計(jì)有門或窗時(shí)，最合理的隔聲設(shè)計(jì)是使墻體墻上設(shè)計(jì)有門或窗時(shí)，最合理的隔聲設(shè)計(jì)是使墻體和門兩者透射量相等。和門兩者透射量

12、相等。 即即wSw= dSd。從經(jīng)濟(jì)角度來講，通常，墻的隔聲量略大于門即可，最大可從經(jīng)濟(jì)角度來講，通常，墻的隔聲量略大于門即可，最大可不超過不超過10dB。244.3.7 房間噪聲的降低值房間噪聲的降低值 噪聲通過墻體傳至鄰室的聲壓級為噪聲通過墻體傳至鄰室的聲壓級為L2，而發(fā)聲室的聲壓級為，而發(fā)聲室的聲壓級為L1,兩室聲壓級差為兩室聲壓級差為 D=L1-L2。D的大小首先取決于隔墻的隔聲量的大小首先取決于隔墻的隔聲量R，而且而且還與接收室的總吸聲量、隔墻的面積還與接收室的總吸聲量、隔墻的面積S有關(guān)有關(guān)，關(guān)系為：，關(guān)系為： D=R+10LgA-10LgS=R+10LgA/S dB通過以上公式，一

13、方面在隔墻隔聲量通過以上公式，一方面在隔墻隔聲量R已知的情況下可以預(yù)測隔已知的情況下可以預(yù)測隔墻墻房間噪聲的降低量房間噪聲的降低量D，另一方面，為了滿足，另一方面，為了滿足“允許噪聲允許噪聲”的條的條件下，應(yīng)采用何種隔聲量的隔墻。由以上公式可以得到，在件下，應(yīng)采用何種隔聲量的隔墻。由以上公式可以得到，在D被被認(rèn)為是已知的條件下，有：認(rèn)為是已知的條件下，有： R=D-10LgA/S這是選用這是選用隔墻隔聲降噪的一個(gè)基本公式。隔墻隔聲降噪的一個(gè)基本公式。25撞擊聲隔絕的復(fù)雜性撞擊聲隔絕的復(fù)雜性 對撞擊聲的激發(fā)、傳播和輻射等原理雖有一定的研對撞擊聲的激發(fā)、傳播和輻射等原理雖有一定的研究，但由于問題的

14、復(fù)雜性，至今沒有滿意的結(jié)果。究，但由于問題的復(fù)雜性，至今沒有滿意的結(jié)果。 隔絕撞擊聲的材料發(fā)展緩慢，撞擊聲的控制尚無很隔絕撞擊聲的材料發(fā)展緩慢，撞擊聲的控制尚無很好的辦法。好的辦法。 一些隔絕措施往往造價(jià)很高，難以廣泛應(yīng)用。一些隔絕措施往往造價(jià)很高，難以廣泛應(yīng)用。 撞擊聲隔絕是目前大量民用建筑中噪聲隔絕的薄弱環(huán)節(jié)。撞擊聲隔絕是目前大量民用建筑中噪聲隔絕的薄弱環(huán)節(jié)。264.4.1、撞擊聲的計(jì)量、撞擊聲的計(jì)量 撞擊聲是建筑空間圍蔽結(jié)構(gòu)（通常是樓板）在撞擊聲是建筑空間圍蔽結(jié)構(gòu)（通常是樓板）在外側(cè)直接撞外側(cè)直接撞擊擊而激法的，但接收的是被撞結(jié)構(gòu)向建筑空間輻射的空氣聲。而激法的，但接收的是被撞結(jié)構(gòu)向建筑

15、空間輻射的空氣聲。 為了能比較為了能比較不同材料和構(gòu)造方式的樓板不同材料和構(gòu)造方式的樓板對撞擊聲的隔絕性對撞擊聲的隔絕性能，須保證能，須保證各自的撞擊能量和形態(tài)各自的撞擊能量和形態(tài)是是一樣的，為此，需使用一一樣的，為此，需使用一個(gè)個(gè)國際標(biāo)準(zhǔn)的打擊器國際標(biāo)準(zhǔn)的打擊器。 當(dāng)樓板受到撞擊時(shí)，樓板成為聲源直接向四周輻射聲能，用當(dāng)樓板受到撞擊時(shí)，樓板成為聲源直接向四周輻射聲能，用標(biāo)準(zhǔn)撞擊聲級標(biāo)準(zhǔn)撞擊聲級作為評價(jià)指標(biāo)作為評價(jià)指標(biāo)27的確定方法：的確定方法：(撞擊撞擊聲隔聲指數(shù)）聲隔聲指數(shù)）1）使用撞擊聲評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)曲線與實(shí)）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)行比際撞擊聲壓級頻率特性曲線進(jìn)行比

16、對，同時(shí)滿足對，同時(shí)滿足8分貝原則和分貝原則和32分貝分貝原則的原則的隔聲最小的標(biāo)準(zhǔn)曲線的隔聲最小的標(biāo)準(zhǔn)曲線的500Hz的聲壓級為的聲壓級為Lpn,w。2）8分貝原則：分貝原則： 任一任一100-4000Hz的的17個(gè)個(gè)1/3倍頻程的比撞擊聲壓級倍頻程的比撞擊聲壓級標(biāo)準(zhǔn)曲線標(biāo)準(zhǔn)曲線高的高的分貝數(shù)不超過分貝數(shù)不超過8dB。3） 32分貝原則：分貝原則：100-4000Hz的的17個(gè)個(gè)1/3倍頻程的撞擊聲壓級比標(biāo)準(zhǔn)倍頻程的撞擊聲壓級比標(biāo)準(zhǔn)曲線曲線高的高的分貝數(shù)總和不大于分貝數(shù)總和不大于32dB。28振源撞擊樓板，樓板受迫振動(dòng)而發(fā)聲；同時(shí)由于樓板與四周墻振源撞擊樓板，樓板受迫振動(dòng)而發(fā)聲；同時(shí)由于樓板

17、與四周墻體的剛性連接，將振動(dòng)能量沿結(jié)構(gòu)向四處傳播，導(dǎo)致其它結(jié)構(gòu)體的剛性連接，將振動(dòng)能量沿結(jié)構(gòu)向四處傳播，導(dǎo)致其它結(jié)構(gòu)也輻射聲能。也輻射聲能。 改善樓板隔絕撞擊聲的性能。其主要措施有三：改善樓板隔絕撞擊聲的性能。其主要措施有三：(1)在在樓板面層處樓板面層處進(jìn)行處理，使撞擊聲能減弱，以降低樓板本身進(jìn)行處理，使撞擊聲能減弱，以降低樓板本身的振動(dòng)。的振動(dòng)。 (2)在樓板面層受撞擊產(chǎn)生振動(dòng)后，使面層與結(jié)構(gòu)層之間在樓板面層受撞擊產(chǎn)生振動(dòng)后，使面層與結(jié)構(gòu)層之間進(jìn)行減進(jìn)行減振而減弱振動(dòng)的傳播，并使振動(dòng)不致傳給其他剛性結(jié)構(gòu)。振而減弱振動(dòng)的傳播，并使振動(dòng)不致傳給其他剛性結(jié)構(gòu)。(3)當(dāng)樓板整體已被撞擊而產(chǎn)生振動(dòng)時(shí)

18、，則可當(dāng)樓板整體已被撞擊而產(chǎn)生振動(dòng)時(shí)，則可用空氣聲隔絕的辦用空氣聲隔絕的辦法來降低樓板產(chǎn)生的固體聲。法來降低樓板產(chǎn)生的固體聲。29304.4.3 其他的隔聲結(jié)構(gòu)其他的隔聲結(jié)構(gòu)1、隔聲間、隔聲間 在噪聲強(qiáng)烈的環(huán)靜內(nèi)建造隔聲性能良好的小室，對工在噪聲強(qiáng)烈的環(huán)靜內(nèi)建造隔聲性能良好的小室，對工作人員的聽力進(jìn)行保護(hù)，這種隔聲設(shè)施是隔聲間。作人員的聽力進(jìn)行保護(hù)，這種隔聲設(shè)施是隔聲間。隔聲間隔聲間不但要考慮隔聲性能，還要考慮到觀察方便、出入方便、不但要考慮隔聲性能，還要考慮到觀察方便、出入方便、不影響車間內(nèi)正常運(yùn)輸、以及房間內(nèi)供電、通風(fēng)等。不影響車間內(nèi)正常運(yùn)輸、以及房間內(nèi)供電、通風(fēng)等。 一般隔聲間一般隔聲間

19、外墻用隔聲性能較好的材料或結(jié)構(gòu)外墻用隔聲性能較好的材料或結(jié)構(gòu)，如磚、，如磚、混凝土、紙面石膏板墻等，觀察部分使用混凝土、紙面石膏板墻等，觀察部分使用隔聲窗隔聲窗，進(jìn)出部，進(jìn)出部分使用分使用隔聲門或吸聲迷道隔聲門或吸聲迷道等。等。31隔聲間隔聲間室內(nèi)一般使用較多吸聲材料室內(nèi)一般使用較多吸聲材料，如穿孔吸聲板吊頂、如穿孔吸聲板吊頂、軟包墻面、以及吊掛空間吸聲體等。軟包墻面、以及吊掛空間吸聲體等。觀察部分使用觀察部分使用隔聲窗隔聲窗，進(jìn)出部分使用，進(jìn)出部分使用隔聲門或吸聲迷道隔聲門或吸聲迷道等。等。322、隔聲屏障：、隔聲屏障：是用來是用來遮擋聲源和接受點(diǎn)之間的直達(dá)聲遮擋聲源和接受點(diǎn)之間的直達(dá)聲。常用在街道兩側(cè)，。常用在街道兩側(cè)