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建筑隔声

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发表于 2010-7-16 16:09:47 |显示全部楼层

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根据网络资料整理而成

一、建筑隔音的意义

    隔声是控制噪声的重要措施,效果十分显著。但目前在很多场合对隔声还不够重视,以致对噪声控制不够。例如轻型建筑的隔声已是当前发展建筑事业的主要矛盾,很多轻型墙组成的分户墙其隔声量只有30dB,这与人们对环境的要求相差很远。即使有良好的室内音质设计,如果受到噪声的严重干扰,也将难以获得良好的室内听闻条件。为了保证建筑物的使用功能,保证人们正常生活和工作条件,也必须减弱噪声的影响。因此,控制建筑环境噪声,保证建筑物内部达到一定的安静标准,是建筑声学的另一个重要方面。

   1、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<=40dB(A),如果>=50dB (A)会引起居住用户的普遍不满。
    睡眠:理想水平,室内应<=35dB(A),如果>=45dB (A)会引起50%居住用户的不满。

    2、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。

image003.jpg



    3、当前建筑隔声中存在的诸多问题
     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。




二、建筑隔声基础

    1、声波传入围护结构的三种途径
     1)、经由空气直接传播,即通过围护结构的缝隙和孔洞传播。例如敞开的门窗、通风管道、电缆管道以及门窗的缝隙等。

     2)、透过围护结构传播。经由空气传播的声音遇到密实的墙壁时,在声波的作用下,墙壁将受到激发而产生振动,使声音透过墙壁而传到邻室去。

     3)、由于建筑物中机械的撞击或振动的直接作用,使围护结构产生振动而发声。



    前两种情况,声音是在空气中传播的,称为 “空气传声”。而第三种情况,是振动直接撞击构件使构件发声,这种声音传播的方式称为 “固体传声”,但最终仍是经空气传至接收者。对空气传声与固体传声的控制方法是有区别的。
image005.jpg



    2、空气声的透射系数与隔声量
    1)透射系数τ,定义:τ=E透射/E总

        入射声能1/100透过构件,则τ=0.01

        入射声能1/1000透过构件,则τ=0.001
    2)隔声量R,定义: R=10lg(1/τ) (dB)

      τ =0.01 →R=10lg(1/0.01)=20dB

      τ =0.001 →R=10lg(1/0.001)=30dB
    3)换算关系:已知R,则 image007.gif

image009.jpg
image010.gif


    3、空气声传声的组合隔声量
    组合墙=墙+门或窗。对于有门、窗和墙构成的组合墙来说,墙体的隔声量较高,而门窗的隔声能力往往比墙体低得多,这样导致整个围护结构的隔声量大大降低。

      E τ=Eτ(墙)+ Eτ(门或窗)

      平均τ=(τwSw+ τdSd)/(Sw+Sd)

image011.gif

    例:某墙隔声量Rw=50dB,面积Sw=20m^2,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:

        τ c =( τwSw+ τdSd)/(Sw+Sd)


          其中:Rw=50dB τw=10^-5,Rd=20dB  τw=10^-2


        故, τ c=(20×10^-5 + 2×10^-2 )/(20+2)=9.2 ×10^-4


        故 Rc=10lg(1/ τ c)=30.4dB



    为了提高组合墙的隔声量,在设计围护结构时应遵循等传声量设计原则:
等传声量设计原则:墙上设计有门时,最合理的隔声设计是两者透射量相等。 即τwSw=τdSd。从经济角度来讲,通常,墙的隔声量略大于门即可,最大可不超过10dB。


    4、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-4000Hz的16个1/3倍频带隔声曲线。

image013.jpg
image014.gif


    5、隔声的测量
    1)、空气声隔声测量

image016.jpg


    R=L1-L2+10lg(S/A)

    共测100-3150Hz的16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

    2)、撞击声隔声测量
    撞击声隔绝的复杂性:①对撞击声的激发、传播和辐射等原理虽有一定的研究,但由于问题的复杂性,至今没有满意的结果。②隔绝撞击声的材料发展缓慢,撞击声的控制尚无很好的办法。

    一些隔绝措施往往造价很高,难以广泛应用。撞击声隔绝是目前大量民用建筑中噪声隔绝的薄弱环节。

撞击声是建筑空间围蔽结构(通常是楼板)在外侧直接撞击而激法的,但接收的是被撞结构向建筑空间辐射的空气声。为了能比较不同材料和构造方式的楼板对撞击声的隔绝性能,须保证各自的撞击能量和形态是一样的,为此,需使用一个国际标准的打击器。

image018.jpg


    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=10m^2 (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。

    典型墙体构件的Rw(实验室测量值,实际应用时要低3-5dB)

构件

Rw(dB)

240砖墙,两面20mm抹灰

54

120砖墙,两面20mm抹灰

48

100mm厚现浇钢筋混凝土墙板

48

180mm厚现浇钢筋混凝土墙板

52

290mm厚水泥空心砌块,两面20mm抹灰

54

190mm厚水泥空心砌块,两面20mm抹灰

49

75mm轻钢龙骨双面双层12mm纸面石膏板墙,内填玻璃棉glass wool或岩棉minal wool

50-53

75mm轻钢龙骨双面双层12mm纸面石膏板墙

42-44

    对于住宅建筑隔墙,国家规定分三级标准:一级:Rw>=50dB,二级:Rw>=45dB,三级:Rw>=40dB


    3、单层密致匀实墙的空气声隔绝
    单层匀质密实墙是没有孔隙传声,它通过墙体本身的振动。将入射声能的一部分传播到墙体的另一侧去。

    1)、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。

image020.jpg

    2)、 质量定律
    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R=20lg(f×m0)-48

    得到质量定律(mass law):墙体越重空气声隔声效果越好。
    (1)面密度增加一倍,隔声量增加6B。
    (2)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。

    3)、吻合效应
    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。

    声波无规律入射时,每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。

image022.jpg
image024.jpg



    4、双层墙的空气声隔声
    双层墙体之间的空气间层相当于“弹簧”,具有减振作用。即空气间层会产生一个附加隔声量,其间层厚度超过10cm,隔声量将不增加。
image026.jpg


    5、轻型墙的空气声隔绝

    随着大量的住宅建设与高层建筑的发展,要求建筑的工业化程度越来越高,同时还要求减轻建筑的自重,以满足建筑的高速发展。常用的轻型墙体有:纸面石膏板、圆孔珍珠岩石膏板、加气混凝土板、碳化板等。传统的240mm厚的砖墙,其平均隔声量约为53dB,而现有的轻型墙其平均隔声量为30dB。


    提高轻型墙隔声能力的措施:

    根据国内外的经验,采用的主要措施与效果如下

    1)、将多层密实材料用多孔弹性材料(玻璃棉、岩棉、泡沫塑料)分隔,做成夹层结构。则隔声量比同重量单层墙提高很多。

    2)、避免板材的吻合效应引起的谐振,应使各层材料的体(面)密度不同而厚度相同,在质量定律范围内,可以得到较理想的隔声。

    3)、当将空气层的厚度增加到7.5cm以上时,在大多数的频带内可以增加隔声量8~10dB。

    4)、用松软的吸声材料填充空气间层,一般可以提高轻型墙的隔声量2~8dB.

    6、隔声处理实例

    对于要求隔声较高的门(30~45dB),在某些场合下,可以采用构造简单的钢筋混凝土门扇,它有足够的隔声能力并能防火,但通常是使用复合结构,这种结构由于阻抗的变化而使声波反射,从而提高了隔声量。

image028.jpg


    需要经常开启的门,门扇重量不宜过大,门缝也较难密封。为了达到较高的隔声量,可以设置所谓“声闸”来提高其隔声能力。

    隔声窗时,首先要保证窗玻璃有足够的厚度,层数应在两层以上,同时,两层玻璃不应平行,以免引起共振。为了避免隔声窗的吻合效应,双层玻璃的厚度应不相同。


    7
、撞击声隔声的处理措施

    振源撞击楼板,楼板受迫振动而发声;同时由于楼板与四周墙体的刚性连接,将振动能量沿结构向四处传播,导致其它结构也辐射声能。

    改善楼板隔绝撞击声的性能。其主要措施有三:

    1)、在楼板面层处进行处理,使撞击声能减弱,以降低楼板本身的振动。
    2)、在楼板面层受撞击产生振动后,使面层与结构层之间进行减振而减弱振动的传播,并使振动不致传给其他刚性结构。
    3)、当楼板整体已被撞击而产生振动时,则可用空气声隔绝的办法来降低楼板产生的固体声。


image030.jpg

    8、其他的隔声结构

    1)、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。


image031.gif

    2)、隔声屏障:

    是用来遮挡声源和接受点之间的直达声。常用在街道两侧,对刺耳的高频最为有效,而降低高频声,人的主观感觉最为明显。

    其原理是在屏障后形成“声影区”,对低频由于波长较长,绕射作用,隔声效果较差。

    另外,在设计声屏障 时,从经济方面考虑,声屏障自身的隔声量只要比隔声降噪量大10dB即可。

    如果在声屏障超向声源的一面铺加一层吸声材料,并尽量靠近声源,会提高隔声效果。


image032.jpg
image033.jpg


    3)、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,机器和隔声罩支撑之间、隔声罩与基础之间应加入减振器。


    9、房间噪声的降低值

    噪声通过墙体传至邻室的声压级为L2,而发声室的声压级为L1,两室声压级差为
D=L1-L2。D的大小首先取决于隔墙的隔声量R,而且还与接收室的总吸声量、隔墙的面积S有关,关系为:
      D=R+10LgA-10LgS=R+10LgA/S     dB

    通过以上公式,一方面在隔墙隔声量R已知的情况下可以预测隔墙房间噪声的降低量D,另一方面,为了满足“允许噪声”的条件下,应采用何种隔声量的隔墙。由以上公式可以得到,在D被认为是已知的条件下,有:
      R=D-10LgA/S

    这是选用隔墙隔声降噪的一个基本公式。

[ 本帖最后由 城东大头 于 2010-7-16 04:56 PM 编辑 ]

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发表于 2010-7-16 16:34:22 |显示全部楼层

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终于做沙发了,看好贴:141

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发表于 2010-7-16 17:01:54 |显示全部楼层

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75mm轻钢龙骨双面双层12mm纸面石膏板墙,这种效果最好?)*))

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tianxialv  一面使用12mm,一面使用15mm纸面石膏板效果更佳  详情 回复 发表于 2017-2-24 15:51
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发表于 2010-7-16 17:02:02 |显示全部楼层

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大头又出新专辑啦~

话说二3的例子一开始没看懂,后来发现原来是指数……

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好资料,:134 :134 :134
玩影音的乐趣在于---自己快乐!能与朋友分享更是快乐!
折腾完毕,安心视听,感受欢乐

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发表于 2010-7-18 18:32:06 |显示全部楼层

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跟大头学声学装修。

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拜读了写的很好,都是基础材料方面的知识普及,谢谢。

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写得真好,学习了,以后可以自己diy了。

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我的学历有限,有点看不懂)*)) )*))

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很专业,又看了一遍,谢谢大头兄.

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认真研究学习,感谢大头前辈

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不错!应该是值得参考的!

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好好学习天天向上,谢谢楼主

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学习中。。。。。。。。。。。。

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认真研究学习,感谢
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