第2章 建筑隔聲

3.2.2聲音在建筑圍護(hù)

結(jié)構(gòu)中的傳播（建筑隔聲）一、建筑隔聲的重要意義營(yíng)造適合人需求的安靜的環(huán)境1.人們對(duì)室內(nèi)安靜程度的要求例：住宅[A聲級(jí)dB(A)]<=40<=40<=35夜晚<=50<=50<=45白天起居室<=40<=35<=30夜晚<=50<=45<=40白天臥室三級(jí)（最低標(biāo)準(zhǔn)）二級(jí)（一般標(biāo)準(zhǔn)）一級(jí)（高標(biāo)準(zhǔn)）日常：理想水平，室內(nèi)應(yīng)<=40dB(A),如果>=50dB(A)會(huì)引起居住用戶的普遍不滿

睡眠：理想水平，室內(nèi)應(yīng)<=35dB(A),如果>=45dB(A)會(huì)引起50%居住用戶的不滿2.建筑隔聲越來(lái)越引起人們的重視1996年，在南京、無(wú)錫、蘇州、上海及北京等地調(diào)查中，住宅用戶對(duì)墻面、地面、頂棚、隔熱、保溫、通風(fēng)、朝向、采光隔聲等住宅品質(zhì)反映最強(qiáng)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(jià)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。3.當(dāng)前建筑隔聲中存在的諸多問(wèn)題1、設(shè)計(jì)問(wèn)題——建筑選址不合理，材料選用不當(dāng)、施工存在問(wèn)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(lái)輕型隔墻材料的使用，以及人們生活水平提高后對(duì)建筑品質(zhì)要求提高，提出了建筑隔聲的新課題。二、建筑隔聲基礎(chǔ)1.聲波傳入維護(hù)結(jié)構(gòu)的三種途徑

1）空氣。通過(guò)孔洞、縫隙傳入。

2）透射。聲波結(jié)構(gòu)產(chǎn)生振動(dòng)再輻射

3）撞擊和機(jī)械振動(dòng)。結(jié)構(gòu)振動(dòng)再輻射

空氣聲(airbornesound)固體聲(solidbornesound)

前兩種途徑，聲波都是在空氣中轉(zhuǎn)播的，一般稱為空氣聲或空氣傳聲。第三種途徑是圍護(hù)結(jié)構(gòu)受到直接的撞擊而發(fā)聲，稱為固體聲或撞擊聲。就人的感覺(jué)而言，固體聲和空氣聲是不容易分辨的。

2.空氣聲的透射系數(shù)與隔聲量1）透射系數(shù)τ，定義：τ=E透射/E總

入射聲能1/100透過(guò)構(gòu)件，則τ=0.01

入射聲能1/1000透過(guò)構(gòu)件，則τ=0.0012)隔聲量R，定義：R=10lg(1/τ)(dB)

τ=0.01R=10lg(1/0.01)=20dB

τ=0.001R=10lg(1/0.001)=30dB3)換算關(guān)系:已知R，則τ=10-R/10R=L1-L2+10lg（S/A）3.空氣聲傳聲的組合隔聲量組合墻=墻+門或窗

Eτ=Eτ(墻）+Eτ(門或窗）

平均τ=（

τwSw+

τdSd）/（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：

τc=（τwSw+

τdSd）/（Sw+Sd）

其中：Rw=50dB

τw=10-5,Rd=20dB

τw=10-2

故，τc=(20×10-5+2×10-2)/(20+2)=9.2

×10-4

故Rc=10lg(1/τc)=30.4dB?等傳聲量設(shè)計(jì)原則：墻上設(shè)計(jì)有門時(shí)，最合理的隔聲

計(jì)是兩者透射量相等。即τwSw=

τdSd。從經(jīng)濟(jì)角度來(lái)講，通常，墻的隔聲量略大于門即可，最大可不超過(guò)10dB。4.隔聲量的頻率特性——隔聲曲線同一構(gòu)件或結(jié)構(gòu)，對(duì)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(gè)1/3倍頻帶隔聲曲線。5.隔聲的測(cè)量1、空氣聲隔聲測(cè)量2、撞擊聲隔聲測(cè)量R=L1-L2+10lg（S/A）共測(cè)100-3150Hz的16個(gè)1/3倍頻帶的隔聲量，得到隔聲曲線。S:被測(cè)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(cè)100-4000Hz的17個(gè)1/3倍頻帶的隔聲量，得到隔聲曲線。典型墻體構(gòu)件的Rw(實(shí)驗(yàn)室測(cè)量值,實(shí)際應(yīng)用時(shí)要低3-5dB）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glasswool或巖棉minalwool50-5375mm輕鋼龍骨雙面雙層12mm紙面石膏板墻42-44對(duì)于住宅建筑隔墻，國(guó)家規(guī)定分三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)一級(jí):Rw>=50dB二級(jí)：Rw>=45dB三級(jí)：Rw>=40dB三、墻體隔聲材料（構(gòu)造）一）、單層密致勻?qū)崏Φ目諝饴暩艚^1、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、材料內(nèi)阻尼、邊界條件等。2、質(zhì)量定律在理想情況下，（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：隔聲量R=20lg(f*m)-48得到質(zhì)量定律（masslaw):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6B。2）頻率增加加一倍，隔聲量增加6B。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6dB要小，一般地，面密度增加一倍，隔聲量增加4-5dB。3、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，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(shí)，將產(chǎn)生“吻合效應(yīng)”，這時(shí)，槍板非?！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。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。二）、雙層墻的空氣聲隔聲與單層墻相比，同樣重量的雙層墻有較大的隔聲量