《建筑物理( architectural physics) 》第4章__建筑隔声

1、第四讲 建筑隔声4.1.1 人们对室内安静程度的要求人们对室内安静程度的要求例：住宅 A声级 dB(A)一级（高标准）二级（一般标准）三级（最低标准）卧室 白天=40=45=50夜晚=30=35=40起居室白天=45=50=50夜晚=35=40=40日常：理想水平，室内应=50dB (A)会引 起居住用户的普遍不满睡眠：理想水平，室内应=45dB (A)会引 起50%居住用户的不满4.1.2当前建筑的隔声现状与原因当前建筑的隔声现状与原因一一.几个问题几个问题1.建筑设计时有没有考虑过隔声？为什么要求隔声呼声高？2.什么是隔声？重要性？什么情况下隔声？3.如何对建筑进行隔声？二二.隔声不好的因

2、素：隔声不好的因素：1、设计问题建筑选址不合理，材料选用不当、施工存在问题等等。最主要的原因是建筑师。2、材料不合格墙体材料、楼板、门、窗等等隔声性能不足。3、特别是近年来轻型隔墙材料的使用，以及人们生活水平提高后对建筑品质要求提高，提出了建筑隔声的新课题4.1.3 建筑隔声越来越引起人们的重视建筑隔声越来越引起人们的重视1996年，在南京、无锡、苏州、上海及北京等地调查中，住宅用户对墙面、地面、顶棚、隔热、保温、通风、朝向、采光、隔声等住宅品质反映最强烈的是隔声。在瑞典，将分户墙做成200mm厚的钢筋混凝土墙，比结构的要求要厚，造价也高,目的是隔声。分室轻墙（如石膏板隔断）做成双层结构内填吸

3、声材料的目的是隔声。有些建筑的墙和楼板水平连接上做成弹性连接，目的是隔声。4.2 建筑隔声建筑隔声4.2.1 声波传入维护结构的三种途径声波传入维护结构的三种途径 1）空气。通过孔洞、缝隙传入。 2）透射。声波结构产生振动再辐射 3）撞击和机械振动。结构振动再辐射 空气声(air borne sound) 固体声(solid borne sound)4.2.2 空气声的透射系数与隔声量空气声的透射系数与隔声量 1）透射系数。定义： =E透射/E总 入射声能1/100透过构件，则 =0.01 入射声能1/1000透过构件，则 =0.001 2) 隔声量R。定义： R=10lg(1/) (dB)

4、=0.01R=10lg(1/0.01)=20dB =0.001R=10lg(1/0.001)=30dB 3) 换算关系:已知R，则=10-R/104.3.3 单层密致匀实墙的空气声隔绝单层密致匀实墙的空气声隔绝1、单层墙隔声频率特性的一般规律、单层墙隔声频率特性的一般规律 影响隔声的因素：单位面积质量（面密度）、刚度、材 料内阻尼、边界条件等。在理想情况下，（无刚度、无阻尼、柔顺质量、忽略边界条件），单层墙体隔声量理论推导得到： 隔声量隔声量R=20lg(f*m)-48得到质量定律（mass law):墙体越重空气声隔声效果墙体越重空气声隔声效果越好越好。1）面密度增加一倍，隔声量增加）面密度

5、增加一倍，隔声量增加6B。2）频率增加加一倍，隔声量增加）频率增加加一倍，隔声量增加6B。在实际情况下，在质量控制的频率范围内明显出现质量定律的表现，但比6dB要小，一般地，面密度增加一倍，隔声量增加4-5dB。2.质量定律质量定律墙体在声音激发下会产生受迫振动，振动既有垂直于墙面的也有沿墙面传播的，不同的入射频率或入射角度将产生不同的沿墙面传播的传播速度Cf。然而，不同频率的声波，墙体本身存在沿墙面传播固有传播速度Cb。在某种入射频率和入射角度下，出现Cf=Cb时，将产生“吻合效应”，这时，墙板非常“顺从”地跟随入射声波弯曲，使大量声能透射到另一侧去，形成隔声量的低谷。 声波无规则入射时，每

6、种隔声材料都会在某一频率上发生吻合效应，这一频率被称为“吻合频率”，在隔声曲线上的低谷称为“吻合谷”。 薄、轻、柔的墙体吻合频率高；厚、重、刚的墙体吻合频率低。 3.吻合效应吻合效应4.3.4 双层墙的空气声隔声双层墙的空气声隔声双层墙增加隔声量的肌理双层墙增加隔声量的肌理影响双层墙隔声量的因素影响双层墙隔声量的因素1.空气层厚度影响墙隔声量 最佳空气层厚度8-12cm，最大附加隔声量8-12dB。2.双层墙的固有共振频率 双层墙隔声也遵循质量定律和出现吻合现象，措施措施：两墙厚度、面照亮 入射声波频率范围大于系统固有振动频率的 2 倍3.声桥的影响 定义：双层墙之间的刚性连接 失去双层墙的作

7、用，隔声能力大大下降4.3.5轻质墙的隔声轻质墙的隔声提高隔声量的措施：提高隔声量的措施：1.将多层密实材料用多孔弹性材料分隔，做成复合墙2.多层密实材料厚度相同，面质量不同3.将空气层厚度增加到75mm以上，隔声量可提高8-10dB。4.以多孔吸声材料填充空气层，隔声量可再增加2-8dB，4.3.6 撞击声隔声的处理撞击声压级主要决定于楼板厚度，其次：弹性模量、容隔绝撞击声的措施隔绝撞击声的措施：1.楼板面上铺软质面层，减弱撞击声能，对高频有利。2.在面层与楼板结构层之间铺弹性垫层，减弱结构层振动3.在楼板下增加弹性吊顶，既隔空气声，也隔撞击声。 4.4.1 空气空气声传声的组合隔声量组合墙

8、=墙+门或窗 E = E (墙）+ E (门或窗） 平均=（ wSw+ dSd）/（Sw+Sd）例：某墙隔声量Rw=50dB,面积Sw=20m2 ,墙上一门，其隔声量Rd=20dB,面积2m2 ,求其组合墙隔声量。 解：组合墙平均透射系数为： c =（ wSw+ dSd）/（Sw+Sd） 其中：Rw=50dB w=10-5 , Rd=20dB w=10-2 故， c=(2010-5 + 2010-2 )/(20+2)=9.2 10-4 故 Rc=10lg(1/ c)=30.4dB?等传声量设计原则等传声量设计原则：墙上设计有门时，最合理的隔声计是两者透射量相等。 即wSw= dSd。从经济角度

9、来讲，通常，墙的隔声量略大于门即可，最大可不超过10dB。4.4.2门窗隔声门窗是建筑构件隔声的薄弱环节，可开启的门窗很难有较高的隔声量，提高门窗的隔声能力关键是门、窗扇及周边缝隙的处理。具体措施：1.采用较厚玻璃，用双层或三层比厚单层要好，避免吻合效应，厚度不应相同，最好不平行放置。2.在两层之间放吸声材料3.缝隙的密封对于隔声要求较高的场所要求用隔声门和隔声窗。声闸示意图见右门是墙体中隔声较差的部件。因为面密度较小，门四周的缝隙也是传声的途径。提高门的隔声能力关键在于门扇及其周边缝隙的处 理，为了达到较高的隔声量。可以用设置“声闸”的方法，即设置双层门 并在双层门之间的门斗内壁贴强吸声材料

10、。2.窗 窗是建筑围护结构隔声最薄弱的部件。可开启的窗很难有较高的隔声量。隔声窗通常是指不开启的观察窗。 隔声屏障隔声屏障7.5.2 隔声屏障隔声屏障是用来遮挡声源和接收点之间的隔声措施。隔声屏障对于高频声遮挡比较有效，对于低频声较差。隔声屏障隔声量可以通过频率、声程差和直达距离计算求得菲涅耳数N,根据N查表求得隔声量NR。隔声罩隔声罩采用隔声罩来隔绝机器设备向外辐射的噪声，是在声源处控制噪声的有效措施。隔声罩外层常用1-2mm厚的钢板制成。内涂阻尼漆、沥青等阻尼层，目的是防止吻合效应和钢板低频共振。为了提高降噪效果，内层再铺一层吸声材料（如玻璃棉、微穿孔板等）。机器和隔声罩之间需要留有空隙，

11、机器和隔声罩支撑之间、隔声罩与基础之间应加入减振器。隔声间在噪声强烈的环静内建造隔声性能良好的小室，对工作人员的听力进行保护，这种隔声设施是隔声间。隔声间不但要考虑隔声性能，还要考虑到观察方便、出入方便、不影响车间内正常运输、以及房间内供电、通风等。一般隔声间外墙使用隔声性能较好的材料或结构，如砖、混凝土、纸面石膏板墙等，观察部分使用隔声窗，进出部分使用隔声门或吸声迷道等。隔声间室内一般使用较多吸声材料，如穿孔吸声板吊顶、软包墙面、以及吊挂空间吸声体等。4.5.2 隔声量的频率特性隔声曲线同一构件或结构，对不同频率的声波的透射能力不同，隔声量也不同，形成隔声曲线。一般采用100Hz-4000H

12、z的17个1/3倍频带隔声曲线。4.5.3 隔声的测量1、空气声隔声测量2、撞击声隔声测量R=L1-L2+10lgS/A 共测100-4000Hz的17个1/3倍频带的 隔声量，得到隔声曲线。 S:被测构件面积 A:接收室吸声量使用标准打击器打击楼板 Ln=Li-10lg(A0/A) A:接收室的吸声量 A0=10m2 (规定的标准） 共测100-4000Hz的17个1/3倍频带的隔声量，得到隔声曲线。4.5.4 隔声的测量与计权隔声的测量与计权4.5.4.1 空气声隔声标准计权隔声量空气声隔声标准计权隔声量Rw 使用Rw的原因：1）考虑到人耳听觉特性和大部分构件的隔声特性。2）以单值的形式比

13、较不同构件的隔声效果。Rw的确定方法的确定方法：1）使用空气声隔声的标准曲线与实际隔声频率特性曲线进行比对，同时满足32分贝原则和8分贝原则的隔声最大的标准曲线的500Hz的隔声量为Rw。2）32分贝原则：100-3150Hz的16个1/3倍频程的构件隔声量比标准曲线低的分贝数总和不大于32dB。3）8分贝原则： 任一100-3150Hz的1/3倍频程的构件隔声量比标准曲线低的分贝数不超过8dB。（美国国家标准为STC:标准传声等级，频率为125-4000Hz）4.5.4.2 标准撞击声压级Lnp,w频率参考量100+2125+2160+2200+2250+2315+2400+15000630-1800-21000-31250-41600-72000-102500-133150-16Lpn,w的确定方法：1）使用撞击声评价标准曲线与实际撞击声压级频率特性曲线进行比对，同时满足32分贝原则和8分贝原则的隔声最最小的标准曲线的500Hz的声压级为Lpn,w。2）32分贝原则：100-3150Hz的16个1/3倍频程的撞击声压级比标准曲线高的分贝数总和不大于32dB。3）8分贝原则： 任一100-3150Hz