吸声材料与隔声材料.ppt

声波在围护结构中的传播传播途径可以有三种方式 a 通过空气直接传播 b 由围护结构的振动传播 由空气 围护结构 空气的传播 c 物体直接作用 固体撞击 机器运转 围护结构产生振动 并通过建筑结构传声 3 2 3建筑隔声 一 声波在建筑围护结构中的传播途径 隔声是控制噪声的重要措施 材料的隔声性能是一项重要的质量指标 声音在空气中的传播 称为空气声 前两种方式 围护结构直接受到撞击而发声 称为固体声 两种声音的传播方式不同 控制的方法也有区别 第3 2章建筑吸声扩散反射隔声材料 或结构 声波在建筑物中的传播途径控制空气噪声和固体噪声需用不同方法 表示声音透射多少 透射系数越小 隔声量就越大 隔声性能就越好 构件在各个频率下隔声性能不同 可用频带隔声量表示 或用一个平均的隔声量来表示 二 透射系数和隔声量 1 透射系数 2 隔声量 3 隔声指数 隔声频率特性 计权隔声量Rw 考虑了人耳听觉的频率特性和一般构件的隔声频率特性 与平均隔声量相比 Rw能较好地反映构件的隔声效果 使不同构件之间有一定的可比性 对于住宅建筑隔墙 国家规定 一级I 50dB 二级I 45dB 三级I 40dB 典型墙体构件的隔声指数I 4 空气声的两种透射方式 由噪声源和听闻地点之间的墙壁 或屋顶 直接透射 沿围护结构的相连接部件的间接透射 或侧向透射 各部件对声音的传播取决于部件的重量 位置 刚度以及各部件之间的连接等因素 影响声音在建筑材料中透射的主要因素 建筑构件的透射系数和表面情况 墙体的质量 共振 吻合现象 一 单层均质密实墙的隔声 1 质量定律 声波无规入射到有限大墙板时 单层均质墙对空气声的隔声能力与声音的频率 劲度 阻尼 质量等因素有关 单层墙隔声量与质量及频率的关系 3 2 4墙体 门窗及屋顶隔声 假设墙的面积无限大 墙是柔顺的板没有刚度和阻尼 声波垂直入射时 墙的理论隔声量为 墙的单位面积质量每增加一倍 隔声量增加6dB 同时入射声频率每增加一倍 隔声量也增加6dB 当时 上式简化为 考虑到声波无规则入射时 墙的隔声量 质量定律 例 为对1000Hz声音的隔声量达到38dB 砖砌的墙体应有多厚 查表知砖砌体容重为2000kg m3 单位面积重量 厚度 容重 则 38 20lg1000 20lg2000h 48 得h 0 3m 利用质量定律可估算墙的厚度 墙体是具有一定刚性的弹性板 当板被声音激发后会产生弯曲振动 2 吻合效应 当声波以 角斜入射时 墙板在声波作用下产生沿板面传播的受迫弯曲波 波速cf c sin 板本身存在固有的自由弯曲波 其传播速度与板的刚度 密度以及自由弯曲波的频率有关 当受迫弯曲波速度正好等于墙板自由弯曲波速度Cb 墙板的弯曲振动达到最大 这时墙板会非常 顺从 地跟随入射声波弯曲 使入射声能大量透射 降低隔声量 吻合现象只发生在一定频率范围内 当 2 声波斜入射时 可得到发生吻合效应的最低频率 临界频率 它与墙体材料的厚度 密度和弹性模量有关 应避免吻合效应发生在100 2500Hz内 通过改变墙壁的容重和厚度来改变吻合频率 采用硬而厚的材料来降低fc 用软而薄的材料来提高fc 若墙体上开孔或缝隙会使墙体的隔声量显著降低 声波正入射时 墙板纵振动 声波扩散入射时 隔声曲线fc附近出现吻合谷 吻合效应 几种材料的隔声量及其吻合效应 几种材料厚度和临界频率的关系 开孔的影响 采用有空气间层的双层墙或多层墙 具有相同隔声量时可以明显地减轻建筑结构的重量 在空气间层中还可填充吸声材料 二 双层均质密实墙的隔声 当第一层墙受到入射声波的作用振动时 墙间的空气层发生弹性变形 相当于具有减振作用的 弹簧 很大地减弱了传播到第二层墙面的振动 提高了墙体的隔声量 双层墙提高隔声性能的原理 影响双层墙隔声能力的因素 a 空气层的厚度最小厚度5cm 最佳厚度8 12cm b 双层墙的固有振动频率及共振 固有频率 砖墙 混凝土墙f0200Hz易发生共振 为了消除共振 可在空气层中悬挂或铺设多孔材料 当入射声的频率与固有共振频率接近时 发生共振 隔声量大幅度下降 当入射声频率时 双层墙的隔声量才有明显地提高 c 声桥 双层墙之间的刚性连接称为 声桥 在建筑施工中应注意避免碎砖 灰浆等落入空气层中 轻质墙需考虑两墙板间的支撑点 d 吻合效应 若两层墙的面密度和厚度均相同 隔声量曲线将出现深的吻合谷 轻型建筑材料的质量比较小 往往隔声量不能满足要求 建筑中的分户墙 24墙 平均隔声量为53dB 而轻型墙体的平均隔声量只有30dB 噪声干扰大 轻型墙体材料主要有 纸面石膏板 珍珠岩石膏板 加气混凝土板等 m约几十kg m2 砖墙为530kg m2 三 轻质墙的隔声 为提高轻质墙的隔声效果 可采取以下措施 增加空气层厚度到7 5cm以上 隔声量可提高8 10dB 用松软材料填充空气层可提高隔声量2 8dB 将多层密实材料用多孔弹性材料分隔 做成夹层结构 应使各层材料的质量不同 避免吻合效应引起结构的共振 对于多孔性墙板 应降低其透气性 可在墙板两侧抹上石灰砂浆 轻质墙通常固定在龙骨上 在板材和龙骨间加弹性垫层会增加隔声量 多层复合 双墙分立 薄板叠合 弹性联结 加填吸声材料 增加结构阻尼 门窗结构较单薄 存在许多缝隙 隔声量要比墙体低得多 四 门窗隔声 隔声要求较高的门 30 45dB a 可以增加门的质量 采用实心重型结构 如钢筋混凝土门 b 严密封堵缝隙 在门缝处加橡胶 垫圈等弹性物质 c 设置 声闸 采用双层门 并在门斗内布置强吸声材料 1 门的隔声 延长声音的传播路径 A d 愈大 隔声量愈大 d A 空心门 无垫片 实心门 有垫片 绒面 蒙特利尔无线电播音室平面布置 蒙特利尔电视演播室平面布置 23 可编辑 狭缝消声门 为提高窗的隔声性能 可以 a 采用较厚的玻璃或双层 多层玻璃 为避免吻合效应 玻璃的厚度不应相同 b 窗设两层以上的玻璃 为了防止共振的影响 玻璃之间应不平行 c 玻璃与窗框 窗框与墙壁之间应有良好的密封 d 玻璃安放在弹性材料上 窗玻璃间沿周边可以设置强吸声材料 2 窗的隔声 玻璃厚度相同时之吻合效应 玻璃厚度不同时之吻合效应 播音室隔音窗的构造 带有门和窗的隔墙称为组合墙 门窗的影响使其隔声性能要低于单纯墙体 孤立地提高墙体的隔声能力效果差 通常按照 等传声量 的设计原则来处理组合墙的隔声量 等传声量设计原则 通常墙的隔声量比门窗的隔声量高出10dB即可 五 组合墙的隔声设计 组合墙隔声量的计算图 具有几种类型门的组合墙的隔声量 撞击声为固体声 对此尚无行之有效的控制方法 现仅讨论一些基本问题 楼板下的撞击声声压级取决于楼板的弹性 容重 厚度等因素 主要取决于厚度 3 2 5楼板撞击声的隔绝措施 首先应对声源进行控制 其次才是改善楼板隔绝撞击声的性能 提高楼板隔绝撞击声的三种措施 a 声源处 可铺设弹性面层以减弱撞击声能 降低楼板本身的振动 b 传播途径上 可在楼层之间或楼板与墙之间加弹性垫层 使楼板面层受到撞击产生的振动不会传递给其它结构 c 接收处 在楼板下增加弹性悬吊式顶棚 或做吸声处理 利用空气声隔绝的办法降低楼板整体振动产生的固体声 弹性面层处理 在楼板的表面铺设柔软材料 如地毯 橡胶板 塑料板 软木板等 可以有效地降低高频声 弹性垫层处理 在楼板和结构层之间做弹性垫层 垫层可以是片状 条状或块状 应注意楼板面层和墙的交接处采取隔离措施以免引起墙体振动 吊顶处理 主要是隔绝楼板因撞击振动传递的空气声 吊顶的隔声能力主要取决于吊顶的质量 吊顶与楼板的弹性连接程度 发声室与相邻的受声室声压级分别为Lp1 Lp2 两声压级差和隔墙的隔声量R 受声室吸声量A 隔墙面积S相关 有 提高隔墙隔声量 增加房间吸声量 减小隔墙面积都有助于降低房间噪声 此式用于检验和选择隔墙的隔声量 1 空气声隔声量 3 2 6建筑隔声测量与单值评价量 现场测试修正后的计算式为 首先在坐标纸上绘出隔墙的隔声量曲线 然后将绘制在透明纸上的隔声标准曲线按照频率对齐的方式与隔声特性曲线重合 2 空气声隔声计权隔声量 隔声指数Ia 书P358图3 2 36 由下往上移动隔声标准曲线使其满足以下两个条件 低于标准曲线的隔声量与标准曲线隔声量的差的总和不大于32dB 32分贝原则 低于标准曲线的任意一个隔声量与标准曲线隔声量的差不大于8dB 8分贝原则500Hz处标准曲线对应的隔声量即为此材料的计权隔声量 物体与楼板发生撞击时 楼板作为声源而直接向四周辐射声能 不用隔声量而用标准撞击声级作为评价指标 采用标准的打击器撞击预测的楼板 在楼下距地面1 5m高度处测出100 3150Hz范围内1 3倍频带声压级Lpi 经过接受房间吸声量的修正 就得到了规范化撞击声级Lpn 3 标准撞击声级 A0 标准条件下的吸声量 取10m2 现场测试修正后的计算式为 T0 参考的混响时间 可取0 5s 首先在坐标纸上绘出楼板的撞击声级特性曲线 将绘制在透明纸上的撞击声级标准曲线按照与撞击声级特性曲线的频率对齐的方式重合 由上而下移动撞击声级标准