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1、阻尼隔声板在工业与民用建筑上的应用林嘉祥 何鹭凤 林超 周自强（厦门嘉达声学技术有限公司，厦门，福建，361009）摘 要：本文针对隔声材料的隔声功能进行分析，根据二种以上不同质量的复合材料可避开各自的阻隔低谷，能更有效地提高阻隔宽频噪声的总体性能的声学原理，提出了设置约束阻尼层的隔声板，有效地提高了阻尼隔声板的隔声量。关键词：噪声影响；复合材料；吻合效应；阻尼隔声板The application of damping sound insulation board in industrial and civil buildingsLin Jiaxiang, He Lufeng, Lin Cha
2、o, Zhou Ziqiang(1 Xiamen Jiada of Acoustic Technology Engineering Co. Ltd , Xiamen 361009, Fujian)Abstract: This paper analyzed the sound insulation function of insulation material, the composite material more than two kinds of different quality can avoid the respective barrier trough, can more effe
3、ctively improve the overall performance of acoustic principle barrier broadband noise, put forward sound insulation board is arranged with constrained damping layer, effectively improve the sound transmission loss of damping sound insulation board.Key words: The influence of noise; composite materia
4、ls; anastomosis effect; damping sound insulation board一、引言当前，噪声已成为一种主要的环境污染,建筑物的声环境问题越来越受到人们的关注和重视。选用适当的材料进行隔声处理是建筑物噪声控制工程中最常用最基本的技术措施之一。所谓的隔声材料是指把空气中传播的噪声隔绝、隔断、分离的一种材料、构件或结构。材料一侧的入射声能与另一侧的透射声能相关的分贝数就是该材料的隔声量，通常以符号 R（dB）表示。理论上，任何材料、结构都具有隔声效果，凡是能用来阻断噪声的材料，统称为隔声材料。但是我们把平均隔声量超过 30dB 的板材才称作隔声板。 二、隔声材料的“
5、质量定律”“质量定律”是指决定墙或其它建筑板材隔声量的基本规律。可表述如下：墙或其他建筑板材的隔声量与其表面密度（或单位面积的质量）的对数成正比，用公式可表示为 R0=20log（ fps）-43 ，式中： R0 为正入射隔声量；ps为面密度；f 为声波频率。质量定律说明，当墙的材料已经决定后，为增加其隔声量，唯一的办法是增加墙的厚度，厚度增加一倍，单位面积质量即增加一倍，隔声量增加6dB；该定律还表明，低频的隔声比高频的隔声要困难。在这一定律支配下，若要显著地提高隔声能力，可选择高质量的隔声层材料或者增加隔声层的厚度，如同等厚度的材料铅的隔声效果比钢材好，或者增加隔声层的厚度等。但由于建筑结
6、构承受荷载的原因，更多情况下只允许设置轻质隔墙。因而受各种条件的制约，增加隔声层的厚度，有时是不可能的。三、隔声材料的“吻合效应”隔声材料在物理上有一定弹性，当声波入射时便激发振动在隔层内传播。因声波入射角度造成的声波作用与隔墙中弯曲波传播速度相吻合而使隔声量降低的现象，叫做吻合效应。板在斜入射声波激发下产生的受迫弯曲波的传播速度 Cf 等于板固有的自由弯曲波传播速度 Cb，则曾发生了“吻合” ，这时候板就非常“顺从”地跟随入射声波弯曲，使入射声能大量透射到另一侧去。当入射角=/2 时，可得到发生吻合效应的最低频率“吻合临界频率 fc”当 ffc，某个入射声频率总跟某个入射角对应，产生吻合效应
7、。任意吻合频率 fc 与声波入射角 有关。在大多数房间中的声场都接近于混响声场，到达隔层的入射角从 0到90都有可能，因此吻合频率出现在从掠入射( =90) 的fc0 开始的一个频率范围，也就是说吻合效应使某一频率范围的隔声效果变差。即所谓的隔声材料对声波频谱的阻隔低谷，单质材料的质量再大，对某频率的声波阻隔的不足也制约着其隔声量的提高。如使用二种以上不同质的材料，可避开各自的阻隔低谷，能更有效地提高阻隔噪声的总体性能。声波传播的特征性是在同一媒质中传播不会有反射，只有当传播中遇到不同密度（阻抗）的新媒质时才会有反射，即减少透射，这是声波必须依次在物理性质不同的材料间多次反射，而使声强逐级衰减
8、的缘故。在实践中双层材料的隔声性能优于同质量的单层材料，如果隔声效果相同，夹层结构就比单层结构的质量轻。一般双层隔声结构的两层，使用不同厚度不同材料，以避免这两层出现相同的吻合频率。对于双层或多层中空隔声构造，宜在两板中间填充一定厚度的吸声材料来降低空腔内的声能量密度，进一步提高中空构造的隔声性能。四、阻尼隔声板阻尼结构对薄板材料的隔声性能有明显的提升作用，特别是在抑制隔声构件因低频共振和吻合效应所形成的隔声低谷上十分有效。这就突破了“质量定律”的限制。阻尼结构分为自由阻尼层、间隔阻尼层、约束阻尼层和间隔约束阻尼层等四种基本结构形式，工程实践中常用约束阻尼层结构获得更好的减振降噪效果。根据以上
9、理论研发出的约束阻尼复合隔声结构板（简称阻尼隔声板） 。该阻尼隔声板是使用双层不同材料中间夹着约束阻尼层隔声结构，双层不同材料可以避免这两层出现相同的吻合频率，中间的约束阻尼层可以增加隔声板的介质层，从而形成新的声场媒介，声波不断进出声场媒介，会产生再次折射，能使隔声板的隔声量得到进一步提高。同时，约束阻尼层的存在会抑制隔声板的振动，隔声频率较宽，对低频声波的阻隔性能可进一步改善。厚度为 15、质量为 16Kg/、隔声量可达 36dB(A)。五、阻尼隔声板的安装工艺1、旧墙体隔声改造的安装工艺针对原墙体有一定的隔声功能但隔声量不足的情况。可在原来墙体外使用单 C 型轻钢龙骨，轻钢龙骨与原来墙体
10、不直接连结，靠外一面安装隔声墙板，中间空腔填 80K矿棉板，而其增加厚度为 100mm，可增加隔声量 40dB。2、平均隔声量为 50dB 的安装工艺使用单 C 型 100mm 轻钢龙骨一面安装隔声墙板，中间空腔填 80K 矿棉板，另一面安装 15mm 及 12mm 的石膏板之间错缝叠合。可满足一般工程的隔声要求。而其墙厚度为 150mm，单位面积质量只有 240mm 厚砖墙的五分之一，相当于 240mm 墙的隔声量。3、平均隔声量为 65dB 的安装工艺对重点噪声源区的轻质隔声墙，使用双 C 型 70mm 轻钢龙骨，一面安装隔声墙板，另一面安装 15mm 及 12mm的石膏板之间错缝叠合。内
11、层安装一隔声墙板，两边 C 型轻钢龙骨的中间空腔加填 80K 矿棉板，可满足高隔声量的工程要求。而其墙厚度为 240mm，相当于半米厚混凝土隔墙的隔声量。4、阻尼隔声板的安装方法阻尼隔声墙板的隔声量高的成品，安装方便，可切可刨，效果显著且施工更方便快捷，并具有密实、质重、阻尼性强、高弹性、耐水性、耐候性佳、耐油性、阻燃性好的结构特征。施工简单，易于安装，易切割，可根据需要切割成各种尺寸，在安装时无需特殊其它工具。 轻钢龙骨之间及与楼板间不能有硬联接，避免构件的吻合效应及声桥的影响，轻钢龙骨之间及与楼板之间加弹性垫，如弹性金属条或弹性材料垫对板墙隔声有一定的改善量，最多可以提高 3dB。此外，轻
12、钢龙骨本身刚度比较小，对两侧板材的声桥作用要好于矩形截面的木龙骨和石膏龙骨，轻钢龙骨的隔墙要比相同构造的木龙骨和石膏龙骨隔墙隔声效果好。六、阻尼隔声板的应用1、娱乐场所的应用娱乐场所的各类音响是娱乐场所的主要噪声源，主要有全频音箱、低频音箱等。其声学性能从频率上分析，全频音箱发声的频带较宽，高、中、低频较为丰富，并以中、高频为主；低频音箱发声的频带主要集中在中、低频段，主要集中在 300Hz 以下，高频声相对较少。所有音箱的声波均包含低频频段，也会产生低频噪声。其噪声值往往超出 100dB，建筑隔墙材料的隔声量一般不超过 50dB。同时，高分贝的噪声往往进入建筑结构中传往同一建筑结构的居民住宅
13、。因而经由结构传声是娱乐场所噪声控制的难点，也是重点。声能透射墙体或楼板等构件的大小与声波的频率有关，一般频率越低透射声能也越大。声能在建筑构件中的传播速度快，能量损耗少，沿着建筑构件向四面八方传播，到与之相连的每一个角落。导致娱乐场所附近居民无法安静生活，从而产生的投诉会使娱乐场所无法正常营业，给商家带来巨大的损失。而传统的隔声材料无法解决具有如此穿透力的噪声，而应用隔声板在原建筑隔墙设置一层高效隔声轻质墙，就可阻隔结构传声，使噪声在隔声量内多次反射，而使声强逐级衰减，恢复附近居民的安静生活。2、星级酒店客房的应用为了保证室内环境的私密性，降低外界声音的影响，房间之间也需要隔声。星级酒店对客
14、房的围护结构就有严格要求。隔墙的隔声设计的前提是要明确各个房间内的室内最大允许噪声级，依据室内噪声限值及室外噪声级的大小来确定围护结构需要的隔声量，并设计符合隔声要求的各种构造。通常，可供选择的方案主要包括砖墙、钢筋混凝土墙、加气混凝土砌块墙、轻质复合隔墙几种。由于建筑结构承受荷载的原因，更多情况下只允许设置轻质隔墙，使用轻质复合隔墙，可满足高隔声量的工程要求。3、工业企业上的应用为了保护生产第一线的工作人员及不对厂界外的其它人员产生影响，需对噪声进行有效地阻隔。特别是对高噪声车间，对主要高噪声设备设置隔声房、隔声屏障，能有效低车间的噪声等级。对设备众多或实际上难于设置设备隔声房的，可将设备控
15、制人员集中在车间内的隔声控制室内，以减少噪声对操作人员的影响。而设备隔声房、隔声屏障、隔声控制室使用隔声板可方便搭建，成本低效果显著。4、其它应用在需要安静和隔声要求较高的及高噪声场所如：医院、住宅、办公楼、影剧院、琴房、隔声房、检测室、试听室、演播厅、录音室、设备机房、电梯机房、井道隔声、水泵机房等。七、结语阻尼隔声墙板的研发和生产，为建筑声学工程提供了一种高效隔声的新型材料。它的隔声效果显著，安装方便快捷，价格低廉，是高性价比的优质产品。参考文献:1 项端祈.王峥. 陈金京. 项昆, 演艺建筑声学装修设计. 机械工业出版社, 2004 .1 77-822 王峥.项端. 陈金京.薛长健 , 建筑声学材料与结构设计和应用.机械工业出版社.,2006 .1 314-316作者简介：林嘉祥 1954.5 出生，男，汉族，福建厦门人，本科，工程师，从事噪声控制、建筑声学研究与应用，地址：厦门市思明区田厝路 136 号，手机：13906005703，邮箱：china-。
