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隔声
 
摘要: 隔声是将声源与周围环境隔绝,使噪声在传播过程中受到阻挡而降低。



隔声是将声源与周围环境隔绝,使噪声在传播过程中受到阻挡而降低。

噪声可以通过空气和固体传播。通过空气传播的称为空气声;通过固体传播的称为固体声。

声波在传播过程中遇到屏障时,声能的一部分被屏障反射,一部分被屏障吸收,还有一部分能透过屏障。透过隔声屏障的声能(Et)与入射声能(Ei)之比,称为透声系数或透射系数(τ)。 透声系数的大小与声波入射屏障时的入射角有关。垂直入射时的透声系数为τ0。 通常τ为无规则入射时在不同的入射角条件下透声系数的均值。

隔声量或透射损失(TL)为透声系数倒数的对数,即:

τ为千分之一(10-3)时,隔声量(TL)为30dB。不同屏障对不同频率的声波,隔声量是不同的。为简便起见,可用频率分别为125、250、500、1000、2000、4000Hz时的隔声量加以平均,称为平均隔声量(TL)。更简化的也可用频率为500Hz时的隔声量表示屏障材料的隔声能力。

单层密实结构 声音的透射是由于声波对墙壁、门窗等建筑构件的振动而引起的。材料愈厚重密实,引起振动的振辐愈小,透射的声能也愈少。所以材料的隔声能力取决于材料单位面积的重量或面密度(kg/m2)。面密度愈大,材料愈不易为声波所振动,隔声效果愈好。如为同一种材料,则厚度愈大,隔声效果愈好。

当声波垂直入射于墙面或门窗表面,且面积为无穷大时,隔声量TL0=201gM+201gf-42.2(dB)式中: M 墙壁等构件的面密度(kg/m2);

f 声波的频率(Hz)。

从上式可以看出,隔声量随材料质量的增大而增高。这就是隔声的“质量定律”。如材料的面密度加倍,或声波的频率加倍,都可以使隔声量增加6dB左右。对高频声的隔声量比对低频声为好。

实际上,声波无规则地入射于墙面或门窗表面,而且墙壁、门窗的面积又都是有限的。在这种情况下,其隔声量为:

TL=14.51gM+14.51gf-26(dB)

双层墙 双层墙的隔声量,在两层墙之间无刚性连接,在空气层很厚的条件下,可达两单层墙隔声量之和。但实际上,两层墙之间总会有一些刚性连接的地方,两层墙中间的空气层也不可能很厚。如果空气层厚10cm,双层墙的隔声量可比单层墙高8~12dB。如空气层较薄,双层墙的隔声量可比单层墙高5~10dB。

另一方面,双层墙因为中间有空气层,由于有弹性作用,可使整个双层结构发生共振。其共振频率f0为:

式中:m1m 双层结构各层的面密度(kg/m2);

D空气层厚度(m);

r 空气容量,1.41kg/m3;

P0 大气压力,5N/m2

当m1=m2时,上式可简化为:

当入射声波的频率与上述共振频率f0相同时,会产生共振现象,使双层墙隔声能力显著下降。只有当入射声波的频率f>f0时,才会有良好的隔声效果。

用厚重密实材料制成的双层墙或楼板,因其共振频率f0很低(<15~30Hz),而一般可闻声的频率都比它高,不致引起共振。用轻质材料制成的隔声构件,共振频率高(100~300Hz),在可闻声的作用下,就有发生共振的可能,使隔声能力下降。为了防止双层结构发生共振透声,可在两层之间的空气层中充填玻璃棉等吸声材料,以提高隔声效果。

实际上,隔声量不仅与组成隔声设备的各种材料的透射损失(TL)有关,还与隔声设备内表面的吸声能力、面积、相邻空间的声压级等有关。

在两层金属薄板中间夹一层弹性材料组成复合隔声材料,由于各界面对声波的反射作用,透射的声能可显著减少,而且对低频声和高频声都有比较明显的隔声效果。

门窗是隔声墙的薄弱环节。门窗的隔声能力约为15~20dB,一般隔墙(一砖墙)的隔声量约为40dB。如果墙壁上有门或窗,墙的隔声量按各部分材料的透声系数(τ)和这些部分在隔墙上所占的面积(s)而定:

显然,如果门窗的隔声量很差,隔墙的隔声能力即使再好也是没有意义的。

隔声室 在噪声高的环境中用隔声材料建立隔声室时,隔声室内的声级可用下式计算:

式中: Si 隔声室内表面的透声面积(m2);

Li 对应于Si的隔声室外的声压级(dB);

TLi 隔声室内表面对某种频率噪声的隔声量 (dB);

α1 隔声室某一内表面的吸声系数。

隔声罩 对较小的噪声源,可用隔声罩隔声。隔声罩以采用分层复合结构为好,其隔声量为:

式中:

隔声罩内表面的平均吸声系数;

隔声罩外表面的平均透射系数。

隔声屏 隔声屏是使噪声源与周围环境隔开的一种措施。当声波的波长比隔声屏的尺寸小时,声音经过反射,在隔声屏后面形成“声影区”。声影区内的噪声明显降低。

12>11,且11>H时,隔声屏的隔声量为:

式中: H 隔声屏高度(m);

λ 声波的波长(m);

11 声源离隔声屏的距离(m);

12 隔声屏至受声点的距离(m)。

改善楼板隔声性能为了改善楼板的隔声性能,可采用浮筑地板和在楼板下吊平顶的办法(图)。

浮筑地板和吊平顶除可增加对空气声的隔声量以外,还可以降低固体声。地板上铺地毯,或在木地板与混凝土楼板之间铺设隔声层,可减少固体声的传播。

浮筑地板

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  • 发布时间: 2013-01-06
  • 更新时间: 2013-01-06

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