建筑物理聲學(xué)建筑隔聲

1、第五講 建筑隔聲5.1 建筑隔聲的重要意義建筑隔聲的重要意義5.1.1 人們對室內(nèi)安靜程度的要求人們對室內(nèi)安靜程度的要求例：住宅 A聲級 dB(A)一級（高標(biāo)準(zhǔn)）二級（一般標(biāo)準(zhǔn)）三級（最低標(biāo)準(zhǔn)）臥室白天=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，室內(nèi)應(yīng)=50dB (A)會引 起居住用戶的普遍不滿睡眠：理想水平，室內(nèi)應(yīng)=45dB (A)會引 起50%居住用戶的不滿5.1.2 建筑隔聲越來越引起人們的重視建筑隔聲越來越引起人們的重視1996年，在南京、無錫、蘇州、上海及北京等地調(diào)查中，住宅用戶對墻面、地面、頂棚、隔熱、保溫、通風(fēng)、朝向、

2、采光隔聲等住宅品質(zhì)反映最強烈的是隔聲。在瑞典，將分戶墻做成200mm厚的鋼筋混凝土墻，比結(jié)構(gòu)的要求要厚，造價也高,目的是隔聲。分室輕墻（如石膏板隔斷）做成雙層結(jié)構(gòu)內(nèi)填吸聲材料的目的是隔聲。有些建筑的墻和樓板水平連接上做成彈性連接，目的是隔聲。5.1.3 當(dāng)前建筑隔聲中存在的諸多問題當(dāng)前建筑隔聲中存在的諸多問題1、設(shè)計問題建筑選址不合理，材料選用不當(dāng)、施工存在問題等等。最主要的原因是建筑師。2、材料不合格墻體材料、樓板、門、窗等等隔聲性能不足。3、特別是近年來輕型隔墻材料的使用，以及人們生活水平提高后對建筑品質(zhì)要求提高，提出了建筑隔聲的新課題。5.2 5.2 建筑隔聲基礎(chǔ)建筑隔聲基礎(chǔ)5.2.1

3、聲波傳入圍護結(jié)構(gòu)的三種途徑1）空氣。通過孔洞、縫隙傳入。2）透射。聲波結(jié)構(gòu)產(chǎn)生振動再輻射3）撞擊和機械振動。結(jié)構(gòu)振動再輻射?？諝饴?air borne sound) 固體聲(solid borne sound)5.2.2 空氣聲的透射系數(shù)與隔聲1）透射系數(shù)。定義： =E透射/E總 入射聲能1/100透過構(gòu)件，則 =0.01 入射聲能1/1000透過構(gòu)件，則 =0.001 2) 隔聲量R。定義： R=10lg(1/) (dB) =0.01R=10lg(1/0.01)=20dB =0.001R=10lg(1/0.001)=30dB3) 換算關(guān)系:已知R，則=10-R/105.2.3.隔聲的 質(zhì)量定

4、律在理想情況下，（無剛度、無阻尼、柔順質(zhì)量、忽略邊界條件），單層墻體隔聲量理論推導(dǎo)得到： 隔聲量：R=20lg(f*m)-48 dB 隔聲量：R=20lgf+20lgm-48 dB得到質(zhì)量定律（mass law):墻體越重空氣聲隔聲效果墻體越重空氣聲隔聲效果越好越好。1）面密度增加一倍，隔聲量增加6dB。2）頻率增加一倍，隔聲量增加6dB。在實際情況下，在質(zhì)量控制的頻率范圍內(nèi)明顯出現(xiàn)質(zhì)量定律的表現(xiàn)，但比6dB要??；一般地，面密度增加一倍，隔聲量增加45dB。墻體在聲音激發(fā)下會產(chǎn)生受迫振動，振動既有垂直于墻面的也有沿墻面?zhèn)鞑サ?，不同的入射頻率或入射角度將產(chǎn)生不同的沿墻面?zhèn)鞑サ膫鞑ニ俣菴f。 然而

5、，不同頻率的聲波，墻體本身存在沿墻面?zhèn)鞑ス逃袀鞑ニ俣菴b。在某種入射頻率和入射角度下，出現(xiàn)Cf=Cb時，將產(chǎn)生“吻合效應(yīng)”，這時，墻板非?！绊槒摹钡馗S入射聲波彎曲，使大量聲能透射到另一側(cè)去，形成隔聲量的低谷。5.2.4、隔聲的吻合效應(yīng)聲波無規(guī)入射時，每種隔聲材料都會在某一頻率上發(fā)生吻合效應(yīng)，這一頻率被稱為“吻合頻率”，在隔聲曲線上的低谷稱為“吻合谷”。 薄、輕、柔的墻體吻合頻率高；厚、重、剛的墻體吻合頻率低。 避免吻合效應(yīng)的方法 1材料選擇注意避開吻合效應(yīng)頻率范圍 2采用雙層構(gòu)造且兩層不平行布置。5.2.5 空氣聲傳聲的組合隔聲量組合墻=墻+門或窗 E = E (墻）+ E (門或窗） 平均

6、=（ wSw+ dSd）/（Sw+Sd）例：某墻隔聲量Rw=50dB,面積Sw=20m2 ,墻上一門，其隔聲量Rd=20dB,面積2m2 ,求其組合墻隔聲量。 解：組合墻平均透射系數(shù)為： c =（ wSw+ dSd）/（Sw+Sd） 其中：Rw=50dB w=10-5 , Rd=20dB w=10-2 故， c=(2010-5 + 210-2 )/(20+2)=9.2 10-4 故 Rc=10lg(1/ c)=30.4dB ?等傳聲量設(shè)計原則等傳聲量設(shè)計原則： 墻上設(shè)計有門時，最合理的隔聲設(shè)計是兩者透射量相等。 即wSw= dSd。從經(jīng)濟角度來講，通常，墻的隔聲量略大于門即可，最大可不超過10

7、dB。5.2.6 隔聲量的頻率特性隔聲曲線同一構(gòu)件或結(jié)構(gòu)，對不同頻率的聲波的透射能力不同，隔聲量也不同，形成隔聲曲線。一般采用100Hz-4000Hz的17個1/3倍頻帶隔聲曲線。5.2.7 隔聲的測量1.空氣聲隔聲測量2.撞擊聲隔聲測量R=L1-L2+10lgS/A 共測100-4000Hz的17個1/3倍頻帶的隔聲量，得到隔聲曲線。 S:被測構(gòu)件面積 A:接收室吸聲量使用標(biāo)準(zhǔn)打擊器打擊樓板 Ln=Li-10lg(A0/A) A:接收室的吸聲量 A0=10m2 (規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)） 共測100-4000Hz的17個1/3倍頻帶的隔聲量，得到隔聲曲線。5.3 隔聲隔聲量量的的評價與評價與計權(quán)計權(quán)5.

8、3.1 空氣聲隔聲量的評價與計權(quán)Rw 使用Rw的原因：1）考慮到人耳聽覺特性和大部分構(gòu)件的隔聲特性。2）以單值的形式比較不同構(gòu)件的隔聲效果。Rw的確定方法：1）使用空氣聲隔聲的標(biāo)準(zhǔn)曲線與實際隔聲頻率特性曲線進行比對，同時滿足32分貝原則和8分貝原則，對應(yīng)最高的標(biāo)準(zhǔn)曲線上500Hz的隔聲量為Rw。頻率參考量100-19125-16160-13200-10250-7315-4400-15000630180021000312504160042000425004315042）32分貝原則：100-3150Hz的16個1/3倍頻程的構(gòu)件隔聲量比標(biāo)準(zhǔn)曲線低的分貝數(shù)總和不大于32dB。 （100-4000H

9、z的倍頻程的構(gòu)件隔聲量比標(biāo)準(zhǔn)曲線低的分貝數(shù)總和不大于10dB）。3）8分貝原則： 任一100-3150Hz的1/3倍頻程的構(gòu)件隔聲量比標(biāo)準(zhǔn)曲線低的分貝數(shù)不超過8dB。（100-4000Hz的倍頻程的構(gòu)件隔聲量比標(biāo)準(zhǔn)曲線低的分貝數(shù)不超過5dB）。（美國國家標(biāo)準(zhǔn)為STC:標(biāo)準(zhǔn)傳聲等級，頻率為125-4000Hz） 典型墻體構(gòu)件的Rw(實驗室測量值,實際應(yīng)用時要低3-5dB）構(gòu)件構(gòu)件Rw(dB)240磚墻，兩面20mm抹灰54120磚墻，兩面20mm抹灰48100mm厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土墻板48180mm厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土墻板52290mm厚水泥空心砌塊，兩面20mm抹灰54190mm厚水泥空心砌塊，兩面

10、20mm抹灰4975mm輕鋼龍骨雙面雙層12mm紙面石膏板墻，內(nèi)填玻璃棉glass wool或巖棉minal wool50-5375mm輕鋼龍骨雙面雙層12mm紙面石膏板墻42-44對于住宅建筑隔墻，國家規(guī)定分三級標(biāo)準(zhǔn)一級:Rw=50dB 二級：Rw=45dB 三級：Rw=40dB5.3.2 標(biāo)準(zhǔn)撞擊聲壓級Lnp,w頻率參考量100+2125+2160+2200+2250+2315+2400+15000630-1800-21000-31250-41600-72000-102500-133150-16Lpn,w的確定方法：1）使用撞擊聲評價標(biāo)準(zhǔn)曲線與實際撞擊聲壓級頻率特性曲線進行比對，同時滿足3

11、2分貝原則和8分貝原則的隔聲最最小的標(biāo)準(zhǔn)曲線的500Hz的聲壓級為Lpn,w。 2）32分貝原則：100-3150Hz的16個1/3倍頻程的撞擊聲壓級比標(biāo)準(zhǔn)曲線高的分貝數(shù)總和不大于32dB。 （100-4000Hz的倍頻程的構(gòu)件隔聲量比標(biāo)準(zhǔn)曲線低的分貝數(shù)總和不大于10dB） 3）8分貝原則： 任一100-3150Hz的1/3倍頻程的比撞擊聲壓級標(biāo)準(zhǔn)曲線高的分貝數(shù)不超過8dB。（100-4000Hz的倍頻程的構(gòu)件隔聲量比標(biāo)準(zhǔn)曲線低的分貝數(shù)不超過5dB）。 典型樓板的Lnp,w 1) 80120mm的光裸混凝土樓板： Lpn,w約=84dB 2) 同1)再加實帖木地板：Lpn,w約=63dB 3) 同1)再加地毯：Lpn,w約=52dB 對于住宅建筑樓板，國家規(guī)定分二級標(biāo)準(zhǔn) 一級:Lnp,w=75dB 二級：Lpn,w=65dB5.3.3 單層密實均質(zhì)墻的空氣聲隔絕單層墻隔聲頻率特性的一般規(guī)律。影響隔聲的因素：單位面積質(zhì)量（面密度）、剛度、材料內(nèi)阻尼、邊界條件等。5.3.4 雙層墻的空氣聲隔聲02 f5.3.5 隔聲處理實例5.3.6 撞擊聲隔聲的處理END！ 1.薄膜與薄板的吸聲機理有何不同？如果用帆布在墻面上吸收200Hz的聲音，布距墻距離為10cm,則所需帆布面密度應(yīng)為多少？如果將帆布