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200km卧车动车组结构部件及材料隔音性能研究青岛理工大学 刘国丹 王帅彬 刘荣向 孟丹 胡松涛烟台经济技术开发区审计局 韩洪展摘 要：本文对不同构件及其与不同隔音材料复合后的隔声量进行了测试研究，通过比较得出了隔音效果比较好的构件与材料，对列车上选用隔音构件与隔音材料具有一定的现实意义。关键词：隔声量 隔音构件 隔音材料1 引言列车经过4次提速之后，主要干线上列车最高速度已经达到了160km/h1，现在200km/h的动车组已研制成功，列车的不断提速使人民的出行越来越方便，但随之带来的问题是列车噪音也越来越大。噪音不仅影响人的舒适感，而且在旅途过程中噪音过大会影响人的休息。列车高速运行时规定为一等车内的噪声不超过65dB，二等车不超过68dB，而200km/h列车的噪音均已超过70dB2。列车噪音太大，对人的舒适感造成严重影响，为了为旅客提供更舒适的出行环境，选择出隔音效果更好的隔音材料与构件组合，本文分别对不同的隔音构件及其与材料的组合进行了测试。2 测试仪器、原理与内容实验中用到的仪器有：组合式精密声级计，型号为B&K22600-102，具有倍频程、1/3倍频程实时数字滤波、频谱显示。内置噪声信号发生器，可以进行声压级、混响时间、隔声量的测试。非指向性声源，用来将噪声信号发生器的信号转化成各个频段的噪声。AWA噪声分析仪，用来计量各个频段噪音的声压级。测试在标准的声源实验室进行，标准实验室由两间相邻的混响室组成，体积均在50以上，发声室尺寸为7.285.644.45，受声室尺寸为6.574.273.553。测试标准中要求的测试构件面积为10，而实验中提供的测试构件面积为1.8，按照标准要求测试结果其实是隔音构件与墙体的组合隔声量，对实验结果进行修正才能得出构件本身的隔声量，修正方法如下： （1） （2）式中构件面积，；墙体面积，；构件的透射系数；墙体的透射系数；构件与墙体组合透射系数；组合墙体中第n部分隔声量，；组合墙体中第n部分透射系数。实验前先测出墙体的隔音量，求出墙体的透射系数，根据测得的，可以求出组合透射系数，通过（1）式求出构件的透射系数，由此便可求出构件本身的隔声量。理论上只要测量出发声室的声压级为与受声室的声压级可以得到测试隔声量。但实际上，声音的传播总是由一个房间进入另一个空间，透过组合墙体的声音强弱，不仅与本身的隔声性能有关,而且与他们的透射面积和进入空间内的吸声量A等因素有关。所以，隔声量除与两侧的声压级之差有关外，在计算时还须加上一个的修正项4。 测试的隔声量计算公式为： （3）通过公式（3）可以看出要想计算出测试隔声量，必须知道室内表面吸声量，它与混响时间及混响室的体积有关，其计算符合赛宾公式： （4）赛宾公式是长期以来人们对混响过程进行研究得出的适用于实际工程的混响时间计算公式。所谓混响时间是指在室内的声场达到稳态后，声源停止发声后，声压级降低60dB所经历的时间。它直接影响厅堂音质的效果，其前提条件是：首先，室内的声音是充分扩散的，即室内任一点的声音强度一样，而且任何方向的强度也一样；其次，室内声音按同样的比例被室内各表面吸收，即吸收是均匀的。测试在标准实验室进行，满足假设条件5。同一构件对不同频率时的隔声性能是不同的，实验中测试100-3150Hz16个1/3倍频带的隔声量，根据前面的修正方法求出空气声计权隔声量，用它来衡量构件隔音能力的大小。空气声计权隔声量考虑了人耳听觉的频率特性及典型噪声源的频率特性，能较好的反映构件的隔声能力，而且便于不同构件隔声能力的比较，其确定方法是：（1）按照GB/T 5012120055和ISO 717-16的规定：先在透明纸上画上规定的参考曲线，参考曲线规定为在100-400Hz每倍频程上升9dB；在400-1250Hz每倍频程上升3dB；在1250-3150Hz为水平直线。（2）将参考曲线覆盖在修正后所得的构件的隔声曲线上，使频率对齐，并将参考曲线沿垂直方向相对测得的构件隔声量曲线移动，直至不利偏差（指某一1/3倍频带上测得的曲线比参考曲线小的分贝数）的总和增大到32dB或某一1/3倍频带的不利偏差达到8dB为止。这时参考曲线上500Hz所对应的隔声量读数，即为构件的空气声计权隔声量6。3 测试结果及分析实验中测试的隔音构件与隔音材料名称及其材料组成如表1；测试过程中它们的组合方式及向声面如表2：表1 测试材料及其组成名称隔音构件隔音材料平铝板防雪板型材地板HG阻尼浆HY阻尼浆材料组成三层平铝板四层不锈钢板六层铝材料汉高123SFW海员表2 测试组合方式名称构件一构件二构件三构件四构件五构件六构件七组合方式平铝板2mm 平铝板2mm+阻尼浆HY型平铝板2mm+阻尼浆HG型防雪板2mm型材地板2mm防雪板2mm+阻尼浆HY型型材地板2mm+阻尼浆HY型向声面平铝板平铝板平铝板防雪板型材地板防雪板型材地板3.1 同一构件与两种不同隔音材料组合的隔声性能测试以平铝板为例，测试了它本身以及与两种隔音材料组合后的隔声量，图1为得到的隔声性能曲线汇总图。根据得到的隔声性能曲线，按照GB/T 501212005和ISO 717-1的规定，得到三种构件的空气声计权隔声量分别为25 dB、29 dB与30 dB。而且从图1可以看出，平铝板与两种阻尼浆组合后的隔声效果较平铝板都有了明显的提高，在低频时的效果更明显，隔声量分别提高4 dB 与5 dB。从整体上看两种阻尼浆对平铝板隔声量的提高基本相同，但是由于HG型阻尼浆在400-1000HZ时改善效果比HY型阻尼浆更好，根据标准，相当于使标准曲线的隔声量“提升”高了，而空气声计权隔声量是500HZ时标准曲线对应的隔声量，因此HG型的阻尼浆隔声效果好一些。3.2 三种不同构件的隔音性能测试对平铝板、防雪板、型材地板三种基础构件进行了测试，它们的隔声性能曲线如图2。由图2可以看出，在对空气声计权隔声量起主要作用的400-1000HZ频率段，型材地板的隔声量较其他两种构件大一些，其次为防雪板，平铝板最小，实验最后所得的结果也很好的验证了这一点，三者的空气声计权隔声量分别为30 dB、27 dB、25 dB。 3.3 构件与材料优化组合的测试结果由以上测试可以看出，在构件中型材地板的隔声效果最好，而在隔音材料中HG型阻尼浆隔音效果好一些，因此实验对型材地板与HG型阻尼浆的组合进行了测试，并与平铝板、防雪板与HG型阻尼浆组合时的隔声量进行了对比，实验结果如图3：通过图3可以看出，经过实验验证，隔声效果好的HG型阻尼浆与隔声效果好的型材地板组合后的隔声量依然是最好的，在各个频率上隔声量均比平铝板和防雪板的效果要好。4 结论通过对防雪板、平铝板、型材地板三种构件以及它们与不同隔音材料组合后进行的测试，可以得出以下结论：（1）低频时材料的隔声量对空气声计权隔声量的影响是很大的，尤其是400HZ至1000HZ时的隔声量影响较为明显，所以在选择隔音构件与隔音材料时应优先考虑在一频段隔音效果好的构件与材料。（2）通过比较可以看出，型材地板的隔声效果比平铝板和防雪板要好，HG型阻尼浆比HY型阻尼浆的隔声效果要好，隔声效果好的构件与材料组合后隔声效果依然是最好的，为我们选择隔音构件与材料提供一定的现实依据。1 刘慧玲环境噪声控制M哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2002.102 曹孝振等编著建筑中的噪声控制M北京：国防工业出版社，2