V第四講建筑隔聲

1、12 本講主要內(nèi)容：本講主要內(nèi)容：344.1.1 人們對(duì)室內(nèi)安靜程度的要求人們對(duì)室內(nèi)安靜程度的要求日常：理想水平，室內(nèi)應(yīng)=50dB (A)會(huì)引 起居住用戶(hù)的普遍不滿(mǎn)睡眠：理想水平，室內(nèi)應(yīng)=45dB (A)會(huì)引 起50%居住用戶(hù)的不滿(mǎn)例：例：住宅住宅 A聲級(jí)聲級(jí) dB(A)，民用建筑室內(nèi)允許噪聲級(jí)標(biāo)準(zhǔn)如下表：，民用建筑室內(nèi)允許噪聲級(jí)標(biāo)準(zhǔn)如下表：一級(jí)（高標(biāo)準(zhǔn)）一級(jí)（高標(biāo)準(zhǔn)） 二級(jí)（一般標(biāo)準(zhǔn)）二級(jí)（一般標(biāo)準(zhǔn)） 三級(jí)（最低標(biāo)準(zhǔn)）三級(jí)（最低標(biāo)準(zhǔn)）臥室臥室白天白天=40=45=50夜晚夜晚=30=35=40起居起居室室白天白天=45=50=50夜晚夜晚=35=40=50 dB 二級(jí)：二級(jí)： I =45dB

2、 三級(jí)：三級(jí)： I =40dB13（1）、單層墻隔聲頻率特性的一般規(guī)律）、單層墻隔聲頻率特性的一般規(guī)律影響隔聲的因素：?jiǎn)挝幻娣e質(zhì)量（面密度）、剛度、材影響隔聲的因素：?jiǎn)挝幻娣e質(zhì)量（面密度）、剛度、材料內(nèi)阻尼、邊界條件等。料內(nèi)阻尼、邊界條件等。單層勻質(zhì)密實(shí)墻是沒(méi)有孔隙傳聲，它通過(guò)墻體本身的振動(dòng)。單層勻質(zhì)密實(shí)墻是沒(méi)有孔隙傳聲，它通過(guò)墻體本身的振動(dòng)。將入射聲能的一部分傳播到墻體的另一側(cè)去。將入射聲能的一部分傳播到墻體的另一側(cè)去。圖中：?jiǎn)螌觿蛸|(zhì)密圖中：?jiǎn)螌觿蛸|(zhì)密實(shí)墻隔聲頻率特性實(shí)墻隔聲頻率特性曲線(xiàn)曲線(xiàn)縱軸：隔聲量縱軸：隔聲量 dB橫軸：頻率橫軸：頻率 Hz14（2）、）、 質(zhì)量定律質(zhì)量定律在理想情況下

3、，（無(wú)剛度、無(wú)阻尼、柔順質(zhì)量、忽略邊界條在理想情況下，（無(wú)剛度、無(wú)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：件），單層墻體隔聲量理論推導(dǎo)得到： 隔聲量：隔聲量： R=20lg(fM0)-48得到質(zhì)量定律（得到質(zhì)量定律（mass law):墻體越重，空氣聲隔聲效果越好墻體越重，空氣聲隔聲效果越好。1）面密度增加一倍，隔聲量增加）面密度增加一倍，隔聲量增加6dB。2）頻率增加加一倍，隔聲量增加）頻率增加加一倍，隔聲量增加6dB。在實(shí)際情況下，在質(zhì)量控制的頻率范圍內(nèi)明顯出現(xiàn)質(zhì)量定在實(shí)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)，但比律的表現(xiàn)，但比6dB要小，一般地，面密度

4、增加一倍，隔聲要小，一般地，面密度增加一倍，隔聲量增加量增加4-5dB。15（3）、吻合效應(yīng)）、吻合效應(yīng) 墻體在聲音激發(fā)下會(huì)產(chǎn)生受迫振動(dòng)，振動(dòng)既有垂直于墻面的墻體在聲音激發(fā)下會(huì)產(chǎn)生受迫振動(dòng)，振動(dòng)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)鞑サ膫鞑ニ俣葔γ鎮(zhèn)鞑サ膫鞑ニ俣菴 f 。然而，墻體本身存在著固有的自由彎曲。然而，墻體本身存在著固有的自由彎曲波傳播速度波傳播速度Cb 。 如果板在斜入射聲波激發(fā)下產(chǎn)生的受迫彎曲波的傳播速度如果板在斜入射聲波激發(fā)下產(chǎn)生的受迫彎曲波的傳播速度C f 等于板固有的自由彎曲波傳

5、播速度等于板固有的自由彎曲波傳播速度Cb時(shí)，即出現(xiàn)時(shí)，即出現(xiàn)C f = Cb時(shí)，將產(chǎn)時(shí)，將產(chǎn)生生“吻合效應(yīng)吻合效應(yīng)”，這時(shí)，墻板非常，這時(shí)，墻板非常“順從順從”地跟隨入射聲波彎曲，地跟隨入射聲波彎曲，使大量聲能透射到另一側(cè)去，形成隔聲量的低谷。使大量聲能透射到另一側(cè)去，形成隔聲量的低谷。 16l聲波無(wú)規(guī)入射時(shí)，每種隔聲材料都會(huì)在某一頻率上聲波無(wú)規(guī)入射時(shí)，每種隔聲材料都會(huì)在某一頻率上發(fā)生吻合效應(yīng)，這一頻率被稱(chēng)為發(fā)生吻合效應(yīng)，這一頻率被稱(chēng)為“吻合頻率吻合頻率”，在，在隔聲曲線(xiàn)上的低谷稱(chēng)為隔聲曲線(xiàn)上的低谷稱(chēng)為“吻合谷吻合谷”。l 薄、輕、柔的墻體吻合頻率高；厚、重、剛的墻薄、輕、柔的墻體吻合頻率高；

6、厚、重、剛的墻體吻合頻率低。體吻合頻率低。 17空氣間層相當(dāng)于空氣間層相當(dāng)于“彈簧彈簧”，具有減振作用。，具有減振作用。即即空氣間層會(huì)產(chǎn)生一個(gè)附加隔聲量，其間層厚度超過(guò)空氣間層會(huì)產(chǎn)生一個(gè)附加隔聲量，其間層厚度超過(guò)10cm，隔聲量，隔聲量將不增加。將不增加。184.3.4 輕型墻的空氣聲隔絕輕型墻的空氣聲隔絕q 隨著大量的住宅建設(shè)與高層建筑的發(fā)展，要求建筑隨著大量的住宅建設(shè)與高層建筑的發(fā)展，要求建筑的工業(yè)化程度越來(lái)越高，同時(shí)還要求減輕建筑的自重，以的工業(yè)化程度越來(lái)越高，同時(shí)還要求減輕建筑的自重，以滿(mǎn)足建筑的高速發(fā)展。滿(mǎn)足建筑的高速發(fā)展。常用的輕型墻體有：常用的輕型墻體有：紙面石膏板、紙面石膏板、

7、圓孔珍珠巖石膏板、加氣混凝土板、碳化板等。圓孔珍珠巖石膏板、加氣混凝土板、碳化板等。q傳統(tǒng)的傳統(tǒng)的240mm厚的磚墻，其平均隔聲量約為厚的磚墻，其平均隔聲量約為53dB，而，而現(xiàn)有的輕型墻其平均隔聲量為現(xiàn)有的輕型墻其平均隔聲量為30dB。19l提高輕型墻隔聲能力的措施：提高輕型墻隔聲能力的措施：根據(jù)國(guó)內(nèi)外的經(jīng)驗(yàn)，采用的主要措施與效果如下根據(jù)國(guó)內(nèi)外的經(jīng)驗(yàn)，采用的主要措施與效果如下:l （1）將多層密實(shí)材料用多孔彈性材料（玻璃棉、巖棉、）將多層密實(shí)材料用多孔彈性材料（玻璃棉、巖棉、泡沫塑料）分隔，做成泡沫塑料）分隔，做成夾層結(jié)構(gòu)夾層結(jié)構(gòu)。則隔聲量比同重量單層。則隔聲量比同重量單層墻提高很多。用墻提

8、高很多。用松軟的吸聲材料填充空氣間層松軟的吸聲材料填充空氣間層，一般可以，一般可以提高輕型墻的隔聲量提高輕型墻的隔聲量28dB.l （2）薄板疊合）薄板疊合,避免板材的吻合效應(yīng)引起的諧振，應(yīng)使避免板材的吻合效應(yīng)引起的諧振，應(yīng)使各層材料的各層材料的體（面）密度不同而厚度相同體（面）密度不同而厚度相同，在質(zhì)量定律范，在質(zhì)量定律范圍內(nèi)，可以得到較理想的隔聲。圍內(nèi)，可以得到較理想的隔聲。l （3）彈性連接，雙墻分離，避免聲橋傳聲這種做法盡）彈性連接，雙墻分離，避免聲橋傳聲這種做法盡量提高空氣間層的厚度，量提高空氣間層的厚度， ,當(dāng)將當(dāng)將空氣層空氣層的厚度增加到的厚度增加到7.5cm以上時(shí)，在大多數(shù)的頻

9、帶內(nèi)可以增加隔聲量以上時(shí)，在大多數(shù)的頻帶內(nèi)可以增加隔聲量810dB。20 （1）、面密度提高隔聲量：）、面密度提高隔聲量：對(duì)于要求隔聲較高的門(mén)對(duì)于要求隔聲較高的門(mén)(3045dB)，在某些場(chǎng)合下，可以，在某些場(chǎng)合下，可以采用構(gòu)造簡(jiǎn)單的鋼筋混凝土門(mén)采用構(gòu)造簡(jiǎn)單的鋼筋混凝土門(mén)扇扇，它有足夠的隔聲能力并能防火，但通常是使用復(fù)合結(jié)構(gòu)，它有足夠的隔聲能力并能防火，但通常是使用復(fù)合結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)由于阻抗的變化而使聲波反射，從而提高了隔聲量。這種結(jié)構(gòu)由于阻抗的變化而使聲波反射，從而提高了隔聲量。（2 2）、聲閘提高隔聲量：）、聲閘提高隔聲量：需要需要經(jīng)常開(kāi)啟的門(mén)經(jīng)常開(kāi)啟的門(mén)，門(mén)扇重量不，門(mén)扇重量不宜過(guò)大，門(mén)縫

10、也較難密封。為了達(dá)到較高的隔聲量，可以宜過(guò)大，門(mén)縫也較難密封。為了達(dá)到較高的隔聲量，可以設(shè)設(shè)置所謂置所謂“聲閘聲閘”來(lái)提高其隔聲能力。來(lái)提高其隔聲能力。（3 3）、注意使用窗玻璃：）、注意使用窗玻璃： 隔聲窗時(shí)，首先要隔聲窗時(shí)，首先要保證窗玻璃保證窗玻璃有足夠的厚度，層數(shù)應(yīng)在兩層以上，同時(shí)，兩層玻璃不應(yīng)平有足夠的厚度，層數(shù)應(yīng)在兩層以上，同時(shí)，兩層玻璃不應(yīng)平行，以免引起共振。為了避免隔聲窗的吻合效應(yīng)，雙層玻璃行，以免引起共振。為了避免隔聲窗的吻合效應(yīng)，雙層玻璃的厚度應(yīng)不相同。的厚度應(yīng)不相同。 2122 對(duì)于有門(mén)、窗和墻構(gòu)成的組合墻來(lái)說(shuō)，墻體的隔聲量較對(duì)于有門(mén)、窗和墻構(gòu)成的組合墻來(lái)說(shuō)，墻體的隔聲量

11、較高，而門(mén)、窗的隔聲能力往往比墻體低得多，這樣導(dǎo)致整個(gè)高，而門(mén)、窗的隔聲能力往往比墻體低得多，這樣導(dǎo)致整個(gè)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的隔聲量大大降低。圍護(hù)結(jié)構(gòu)的隔聲量大大降低。對(duì)于組合墻透射系數(shù)的求法可按下式：對(duì)于組合墻透射系數(shù)的求法可按下式：E = E (墻）墻）+ E (門(mén)或窗）門(mén)或窗） 平均透射系數(shù)：平均透射系數(shù)：=（ wSw+ dSd）/（Sw+Sd）23?為了提高組合墻的隔聲量，在設(shè)計(jì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí)應(yīng)遵循為了提高組合墻的隔聲量，在設(shè)計(jì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí)應(yīng)遵循等傳等傳聲量設(shè)計(jì)原則：聲量設(shè)計(jì)原則：墻上設(shè)計(jì)有門(mén)或窗時(shí)，最合理的隔聲設(shè)計(jì)是使墻體墻上設(shè)計(jì)有門(mén)或窗時(shí)，最合理的隔聲設(shè)計(jì)是使墻體和門(mén)兩者透射量相等。和門(mén)兩者透射量

12、相等。 即即wSw= dSd。從經(jīng)濟(jì)角度來(lái)講，通常，墻的隔聲量略大于門(mén)即可，最大可從經(jīng)濟(jì)角度來(lái)講，通常，墻的隔聲量略大于門(mén)即可，最大可不超過(guò)不超過(guò)10dB。244.3.7 房間噪聲的降低值房間噪聲的降低值 噪聲通過(guò)墻體傳至鄰室的聲壓級(jí)為噪聲通過(guò)墻體傳至鄰室的聲壓級(jí)為L(zhǎng)2，而發(fā)聲室的聲壓級(jí)為，而發(fā)聲室的聲壓級(jí)為L(zhǎng)1,兩室聲壓級(jí)差為兩室聲壓級(jí)差為 D=L1-L2。D的大小首先取決于隔墻的隔聲量的大小首先取決于隔墻的隔聲量R，而且而且還與接收室的總吸聲量、隔墻的面積還與接收室的總吸聲量、隔墻的面積S有關(guān)有關(guān)，關(guān)系為：，關(guān)系為： D=R+10LgA-10LgS=R+10LgA/S dB通過(guò)以上公式，一

13、方面在隔墻隔聲量通過(guò)以上公式，一方面在隔墻隔聲量R已知的情況下可以預(yù)測(cè)隔已知的情況下可以預(yù)測(cè)隔墻墻房間噪聲的降低量房間噪聲的降低量D，另一方面，為了滿(mǎn)足，另一方面，為了滿(mǎn)足“允許噪聲允許噪聲”的條的條件下，應(yīng)采用何種隔聲量的隔墻。由以上公式可以得到，在件下，應(yīng)采用何種隔聲量的隔墻。由以上公式可以得到，在D被被認(rèn)為是已知的條件下，有：認(rèn)為是已知的條件下，有： R=D-10LgA/S這是選用這是選用隔墻隔聲降噪的一個(gè)基本公式。隔墻隔聲降噪的一個(gè)基本公式。25撞擊聲隔絕的復(fù)雜性撞擊聲隔絕的復(fù)雜性 對(duì)撞擊聲的激發(fā)、傳播和輻射等原理雖有一定的研對(duì)撞擊聲的激發(fā)、傳播和輻射等原理雖有一定的研究，但由于問(wèn)題的

14、復(fù)雜性，至今沒(méi)有滿(mǎn)意的結(jié)果。究，但由于問(wèn)題的復(fù)雜性，至今沒(méi)有滿(mǎn)意的結(jié)果。 隔絕撞擊聲的材料發(fā)展緩慢，撞擊聲的控制尚無(wú)很隔絕撞擊聲的材料發(fā)展緩慢，撞擊聲的控制尚無(wú)很好的辦法。好的辦法。 一些隔絕措施往往造價(jià)很高，難以廣泛應(yīng)用。一些隔絕措施往往造價(jià)很高，難以廣泛應(yīng)用。 撞擊聲隔絕是目前大量民用建筑中噪聲隔絕的薄弱環(huán)節(jié)。撞擊聲隔絕是目前大量民用建筑中噪聲隔絕的薄弱環(huán)節(jié)。264.4.1、撞擊聲的計(jì)量、撞擊聲的計(jì)量 撞擊聲是建筑空間圍蔽結(jié)構(gòu)（通常是樓板）在撞擊聲是建筑空間圍蔽結(jié)構(gòu)（通常是樓板）在外側(cè)直接撞外側(cè)直接撞擊擊而激法的，但接收的是被撞結(jié)構(gòu)向建筑空間輻射的空氣聲。而激法的，但接收的是被撞結(jié)構(gòu)向建筑

15、空間輻射的空氣聲。 為了能比較為了能比較不同材料和構(gòu)造方式的樓板不同材料和構(gòu)造方式的樓板對(duì)撞擊聲的隔絕性對(duì)撞擊聲的隔絕性能，須保證能，須保證各自的撞擊能量和形態(tài)各自的撞擊能量和形態(tài)是是一樣的，為此，需使用一一樣的，為此，需使用一個(gè)個(gè)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的打擊器國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的打擊器。 當(dāng)樓板受到撞擊時(shí)，樓板成為聲源直接向四周輻射聲能，用當(dāng)樓板受到撞擊時(shí)，樓板成為聲源直接向四周輻射聲能，用標(biāo)準(zhǔn)撞擊聲級(jí)標(biāo)準(zhǔn)撞擊聲級(jí)作為評(píng)價(jià)指標(biāo)作為評(píng)價(jià)指標(biāo)27的確定方法：的確定方法：(撞擊撞擊聲隔聲指數(shù)）聲隔聲指數(shù)）1）使用撞擊聲評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)與實(shí)）使用撞擊聲評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)與實(shí)際撞擊聲壓級(jí)頻率特性曲線(xiàn)進(jìn)行比際撞擊聲壓級(jí)頻率特性曲線(xiàn)進(jìn)行比

16、對(duì)，同時(shí)滿(mǎn)足對(duì)，同時(shí)滿(mǎn)足8分貝原則和分貝原則和32分貝分貝原則的原則的隔聲最小的標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)的隔聲最小的標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)的500Hz的聲壓級(jí)為的聲壓級(jí)為L(zhǎng)pn,w。2）8分貝原則：分貝原則： 任一任一100-4000Hz的的17個(gè)個(gè)1/3倍頻程的比撞擊聲壓級(jí)倍頻程的比撞擊聲壓級(jí)標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)高的高的分貝數(shù)不超過(guò)分貝數(shù)不超過(guò)8dB。3） 32分貝原則：分貝原則：100-4000Hz的的17個(gè)個(gè)1/3倍頻程的撞擊聲壓級(jí)比標(biāo)準(zhǔn)倍頻程的撞擊聲壓級(jí)比標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)曲線(xiàn)高的高的分貝數(shù)總和不大于分貝數(shù)總和不大于32dB。28振源撞擊樓板，樓板受迫振動(dòng)而發(fā)聲；同時(shí)由于樓板與四周墻振源撞擊樓板，樓板受迫振動(dòng)而發(fā)聲；同時(shí)由于樓板

17、與四周墻體的剛性連接，將振動(dòng)能量沿結(jié)構(gòu)向四處傳播，導(dǎo)致其它結(jié)構(gòu)體的剛性連接，將振動(dòng)能量沿結(jié)構(gòu)向四處傳播，導(dǎo)致其它結(jié)構(gòu)也輻射聲能。也輻射聲能。 改善樓板隔絕撞擊聲的性能。其主要措施有三：改善樓板隔絕撞擊聲的性能。其主要措施有三：(1)在在樓板面層處樓板面層處進(jìn)行處理，使撞擊聲能減弱，以降低樓板本身進(jìn)行處理，使撞擊聲能減弱，以降低樓板本身的振動(dòng)。的振動(dòng)。 (2)在樓板面層受撞擊產(chǎn)生振動(dòng)后，使面層與結(jié)構(gòu)層之間在樓板面層受撞擊產(chǎn)生振動(dòng)后，使面層與結(jié)構(gòu)層之間進(jìn)行減進(jìn)行減振而減弱振動(dòng)的傳播，并使振動(dòng)不致傳給其他剛性結(jié)構(gòu)。振而減弱振動(dòng)的傳播，并使振動(dòng)不致傳給其他剛性結(jié)構(gòu)。(3)當(dāng)樓板整體已被撞擊而產(chǎn)生振動(dòng)時(shí)

18、，則可當(dāng)樓板整體已被撞擊而產(chǎn)生振動(dòng)時(shí)，則可用空氣聲隔絕的辦用空氣聲隔絕的辦法來(lái)降低樓板產(chǎn)生的固體聲。法來(lái)降低樓板產(chǎn)生的固體聲。29304.4.3 其他的隔聲結(jié)構(gòu)其他的隔聲結(jié)構(gòu)1、隔聲間、隔聲間 在噪聲強(qiáng)烈的環(huán)靜內(nèi)建造隔聲性能良好的小室，對(duì)工在噪聲強(qiáng)烈的環(huán)靜內(nèi)建造隔聲性能良好的小室，對(duì)工作人員的聽(tīng)力進(jìn)行保護(hù)，這種隔聲設(shè)施是隔聲間。作人員的聽(tīng)力進(jìn)行保護(hù)，這種隔聲設(shè)施是隔聲間。隔聲間隔聲間不但要考慮隔聲性能，還要考慮到觀(guān)察方便、出入方便、不但要考慮隔聲性能，還要考慮到觀(guān)察方便、出入方便、不影響車(chē)間內(nèi)正常運(yùn)輸、以及房間內(nèi)供電、通風(fēng)等。不影響車(chē)間內(nèi)正常運(yùn)輸、以及房間內(nèi)供電、通風(fēng)等。 一般隔聲間一般隔聲間

19、外墻用隔聲性能較好的材料或結(jié)構(gòu)外墻用隔聲性能較好的材料或結(jié)構(gòu)，如磚、，如磚、混凝土、紙面石膏板墻等，觀(guān)察部分使用混凝土、紙面石膏板墻等，觀(guān)察部分使用隔聲窗隔聲窗，進(jìn)出部，進(jìn)出部分使用分使用隔聲門(mén)或吸聲迷道隔聲門(mén)或吸聲迷道等。等。31隔聲間隔聲間室內(nèi)一般使用較多吸聲材料室內(nèi)一般使用較多吸聲材料，如穿孔吸聲板吊頂、如穿孔吸聲板吊頂、軟包墻面、以及吊掛空間吸聲體等。軟包墻面、以及吊掛空間吸聲體等。觀(guān)察部分使用觀(guān)察部分使用隔聲窗隔聲窗，進(jìn)出部分使用，進(jìn)出部分使用隔聲門(mén)或吸聲迷道隔聲門(mén)或吸聲迷道等。等。322、隔聲屏障：、隔聲屏障：是用來(lái)是用來(lái)遮擋聲源和接受點(diǎn)之間的直達(dá)聲遮擋聲源和接受點(diǎn)之間的直達(dá)聲。常用在街道兩側(cè)，。常用在街道兩側(cè)