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1、第四讲第四讲 ：隔声和构件的隔声特性隔声和构件的隔声特性（第（第12.212.2章）章）1 本讲主要内容：本讲主要内容：l l4.1 、建筑隔声的重要意义、建筑隔声的重要意义l l4.2 、建筑隔声基础、建筑隔声基础l l4.3 、空气声隔声、空气声隔声l l4.4 、标准撞击声（固体声）隔声、标准撞击声（固体声）隔声2第第12.2章：隔声和构件的隔声特性章：隔声和构件的隔声特性本讲要点：本讲要点：l1、透射系数、隔声量定义；、透射系数、隔声量定义；l2、 隔声频率特性曲线和计权隔声量隔声频率特性曲线和计权隔声量Rw 的确定；的确定；l3、单层匀质密实墙的质量定律和吻合效应？、单层匀质密实墙的
2、质量定律和吻合效应？l4、分析双层墙隔声的机理；、分析双层墙隔声的机理；l5、提高轻型墙隔声的主要措施有几种？、提高轻型墙隔声的主要措施有几种？l6、如何提高门窗的隔声性能？、如何提高门窗的隔声性能？l7、撞击声隔绝的措施有哪些？、撞击声隔绝的措施有哪些？l8、声波扩散体尺寸和声波波长的关系、声波扩散体尺寸和声波波长的关系34.1 建筑隔声的重要意义建筑隔声的重要意义 隔隔隔隔声声声声是是是是控控控控制制制制噪噪噪噪声声声声的的的的重重重重要要要要措措措措施施施施，效效效效果果果果十十十十分分分分显显显显著著著著。但但但但目目目目前前前前在在在在很很很很多多多多场场场场合合合合对对对对隔隔隔隔
3、声声声声还还还还不不不不够够够够重重重重视视视视，以以以以致致致致对对对对噪噪噪噪声声声声控控控控制制制制不不不不够够够够。例例例例如如如如轻轻轻轻型型型型建建建建筑筑筑筑的的的的隔隔隔隔声声声声已已已已是是是是当当当当前前前前发发发发展展展展建建建建筑筑筑筑事事事事业业业业的的的的主主主主要要要要矛矛矛矛盾盾盾盾，很很很很多多多多轻轻轻轻型型型型墙墙墙墙组组组组成成成成的的的的分分分分户户户户墙墙墙墙其其其其隔隔隔隔声声声声量量量量只只只只有有有有30dB30dB，这这这这与与与与人人人人们对环境的要求相差很远。们对环境的要求相差很远。们对环境的要求相差很远。们对环境的要求相差很远。44.1
4、.1 人们对室内安静程度的要求人们对室内安静程度的要求日常：理想水平，室内应=50dB (A)会引 起居住用户的普遍不满睡眠：理想水平，室内应=45dB (A)会引 起50%居住用户的不满例：例：住宅住宅 A声级声级 dB(A)，民用建筑室内允许噪声级标准如下表：民用建筑室内允许噪声级标准如下表：一级（高标准）一级（高标准） 二二级（一般标准）级（一般标准） 三三级（最低标准）级（最低标准）卧室卧室白天白天=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 二级：二级： I =45dB 三级：三级： I =40dB134.3.24
5、.3.2单层匀质密实墙的空气声隔绝单层匀质密实墙的空气声隔绝单层匀质密实墙的空气声隔绝单层匀质密实墙的空气声隔绝（1）、单层墙隔声频率特性的一般规律）、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。（共振基频很低料内阻尼、边界条件等。（共振基频很低520Hz，在主要声，在主要声 频范围内，隔声受质量控制。）频范围内，隔声受质量控制。）单层匀质密实墙是没有孔隙传声，它通过墙体本身的振动。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。将入射声能的一部分传
6、播到墙体的另一侧去。图中：单层匀质密图中：单层匀质密实墙隔声频率特性实墙隔声频率特性曲线曲线纵轴：隔声量纵轴：隔声量 dB横轴：频率横轴：频率 Hz14（2）、）、 质量定律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：件），单层墙体隔声量理论推导得到： 隔声量：隔声量： R=20lg(fM0)-48得到质量定律（得到质量定律（mass law):墙体越重，空气声隔声效果越好墙体越重，空气声隔声效果越好。1）面密度增加一倍，隔声量增加）面密度增加一倍，隔声量增加6dB。2）频率增加加一倍，隔声量
7、增加频率增加加一倍，隔声量增加6dB。在实际情况下，在质量控制的频率范围内明显出现质量定在实际情况下，在质量控制的频率范围内明显出现质量定律的表现，但比律的表现，但比6dB要小，一般地，面密度增加一倍，隔声要小，一般地，面密度增加一倍，隔声量增加量增加4-5dB。15（3）、吻合效应）、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面传播的传播速度C f 。然而，墙体本身存在着固有的自由弯曲波然而
8、，墙体本身存在着固有的自由弯曲波传播速度传播速度Cb 。 如果板在斜入射声波激发下，产生的受迫弯曲波的传播速度如果板在斜入射声波激发下，产生的受迫弯曲波的传播速度C f 等于板固有的自由弯曲波传播速度等于板固有的自由弯曲波传播速度Cb时，即出现时，即出现C f = Cb时，将产时，将产生生“吻合效应吻合效应”，这时，墙板非常，这时，墙板非常“顺从顺从”地跟随入射声波弯曲，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。使大量声能透射到另一侧去，形成隔声量的低谷。 16吻合频率：吻合频率：l声波无规入射时，每种隔声材料都会在某一频率上发生吻声波无规入射时，每种隔声材料都会在某一频
9、率上发生吻合效应，这一频率被称为合效应，这一频率被称为“吻合频率吻合频率”，在隔声曲线上的，在隔声曲线上的低谷称为低谷称为“吻合谷吻合谷”。l 薄、轻、柔的墙体吻合频率高，吻合效应越弱；厚、重、薄、轻、柔的墙体吻合频率高，吻合效应越弱；厚、重、刚的墙体吻合频率低，吻合效应越强。刚的墙体吻合频率低，吻合效应越强。 174.3.34.3.3双层墙的空气声隔声双层墙的空气声隔声双层墙的空气声隔声双层墙的空气声隔声 双层墙体之间的双层墙体之间的双层墙体之间的双层墙体之间的空气间层相当于空气间层相当于“弹簧弹簧”，具有减振作用。，具有减振作用。即即空气间层会产生一个附加隔声量，其间层厚度超过空气间层会产
10、生一个附加隔声量，其间层厚度超过10cm，隔声量将隔声量将不增加。不增加。184.3.4 轻型墙的空气声隔绝轻型墙的空气声隔绝q 随着大量的住宅建设与高层建筑的发展，要求建筑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。满足建筑的高速发展。常用的轻型墙体有：常用的轻型墙体有：纸面石膏板、纸面石膏板、圆孔珍珠岩石膏板、加气混凝土板、碳化板等。圆孔珍珠岩石膏板、加气混凝土板、碳化板等。q传统的传统的240mm厚的砖墙，其平均隔声量约为厚的砖墙，其平均隔声量约为53dB，而而现有的轻
11、型墙其平均隔声量为现有的轻型墙其平均隔声量为30dB。19l提高轻型墙隔声能力的措施：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根据国内外的经验，采用的主要措施与效果如下:l （1）将多层密实材料用多孔弹性材料（玻璃棉、岩棉、）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，做成泡沫塑料）分隔，做成夹层结构夹层结构。则隔声量比同重量单层。则隔声量比同重量单层墙提高很多。用墙提高很多。用松软的吸声材料填充空气间层松软的吸声材料填充空气间层，一般可以，一般可以提高轻型墙的隔声量提高轻型墙的隔声量28dB.l （2）薄板叠合）薄板叠合,避免板材的吻合效应引起的谐
12、振，应使避免板材的吻合效应引起的谐振，应使各层材料的各层材料的体（面）密度不同而厚度相同体（面）密度不同而厚度相同，在质量定律范，在质量定律范围内，可以得到较理想的隔声。围内，可以得到较理想的隔声。l （3）弹性连接，双墙分离，避免声桥传声这种做法尽）弹性连接，双墙分离，避免声桥传声这种做法尽量提高空气间层的厚度，量提高空气间层的厚度， ,当将当将空气层空气层的厚度增加到的厚度增加到7.5cm以上时，在大多数的频带内可以增加隔声量以上时，在大多数的频带内可以增加隔声量810dB。204.3.5 4.3.5 隔声处理实例隔声处理实例隔声处理实例隔声处理实例门窗门窗门窗门窗 （1）、面面密密度度提
13、提高高隔隔声声量量：一一是是对对于于要要求求隔隔声声较较高高的的门门(3045dB)，在在某某些些场场合合下下，可可以以采采用用构构造造简简单单的的钢钢筋筋混混凝凝土土门门扇扇，它它有有足足够够的的隔隔声声能能力力并并能能防防火火；二二是是使使用用多多层层复复合合结结构构，用用多多层层性性质质相相差差很很大大的的材材料料相相间间而而成成，因因各各层层材材料料阻阻抗大而提高了隔声量。抗大而提高了隔声量。（2 2）、声闸提高隔声量：）、声闸提高隔声量：需要需要经常开启的门经常开启的门，门扇重量不，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，可以宜过大，门缝也较难密封。为了达到较高的隔声
14、量，可以设设置所谓置所谓“声闸声闸”来提高其隔声能力。来提高其隔声能力。（3 3）、注意使用窗玻璃：）、注意使用窗玻璃： 隔声窗时，首先要隔声窗时，首先要保证窗玻璃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。的厚度应不相同。 21224.3.6 4.3.6 空气声传声的组合隔声量空气声传声的组合隔声量空气声传声的组合隔声量空气声传声的组合隔声量 对于有门、窗和墙构成的组合墙来说，墙体的隔声量较高，对于有门、
15、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。结构的隔声量大大降低。对于组合墙透射系数的求法可按下式：对于组合墙透射系数的求法可按下式：E = E (墙）墙）+ E (门或窗）门或窗） 平均透射系数：平均透射系数：=（ wSw+ dSd）/（Sw+Sd）23为了提高组合墙的隔声量，在设计围护结构时应遵循为了提高组合墙的隔声量，在设计围护结构时应遵循等传等传声量设计原则：声量设计原则：墙上设计有门或窗时，最合理的隔声设计是使墙体墙上设计有门或窗时，最合理的隔声设计是使墙体和门
16、两者透射量相等。和门两者透射量相等。 即即wSw= dSd。从经济角度来讲，通常，墙的隔声量略大于门即可，最大可从经济角度来讲，通常，墙的隔声量略大于门即可，最大可不超过不超过10dB。244.3.7 房间噪声的降低值房间噪声的降低值 噪声通过墙体传至邻室的声压级为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而发声室的声压级为L1,两室声压级差为两室声压级差为 D=L1-L2。D的大小首先取决于隔墙的隔声量的大小首先取决于隔墙的隔声量R，而且而且还与接收室的总吸声量、隔墙的面积还与接收室的总吸声量、隔墙的面积S有关有关，关系为：，关系为： D = R+10LgA-10LgS = R+
17、10LgA/S dB通过以上公式，一方面在隔墙隔声量通过以上公式，一方面在隔墙隔声量R已知的情况下可以预测隔墙已知的情况下可以预测隔墙房间噪声的降低量房间噪声的降低量D，另一方面，为了满足另一方面，为了满足“允许噪声允许噪声”的条件下，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被认为是已被认为是已知的条件下，有：知的条件下，有： R = D-10LgA/S这是选用这是选用隔墙隔声降噪的一个基本公式。隔墙隔声降噪的一个基本公式。254.4 标准撞击声（固体声）隔声标准撞击声（固体声）隔声撞击声隔绝的复杂性撞击声隔绝的复杂性 对撞击声的
18、激发、传播和辐射等原理虽有一定的研对撞击声的激发、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。究，但由于问题的复杂性，至今没有满意的结果。 隔绝撞击声的材料发展缓慢，撞击声的控制尚无很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。好的办法。 一些隔绝措施往往造价很高，难以广泛应用。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。撞击声隔绝是目前大量民用建筑中噪声隔绝的薄弱环节。264.4.1、撞击声的计量、撞击声的计量 撞击声是建筑空间围蔽结构（通常是楼板）在撞击声是建筑空间围蔽结构（通常是楼板）在外侧直接撞外侧直
19、接撞击击而激法的，但接收的是被撞结构向建筑空间辐射的空气声。而激法的，但接收的是被撞结构向建筑空间辐射的空气声。 为了能比较为了能比较不同材料和构造方式的楼板不同材料和构造方式的楼板对撞击声的隔绝性对撞击声的隔绝性能，须保证能，须保证各自的撞击能量和形态各自的撞击能量和形态是是一样的，为此，需使用一一样的，为此，需使用一个个国际标准的打击器国际标准的打击器。 当楼板受到撞击时，楼板成为声源直接向四周辐射声能，用当楼板受到撞击时，楼板成为声源直接向四周辐射声能，用标准撞击声级标准撞击声级Lnp,wLnp,w（L LN N ）作为评价指标作为评价指标27 Lnp,wLnp,w（L LN N ）的的
20、确定方法：确定方法：(撞击撞击声隔声指数声隔声指数）1）使用撞击声评价标准曲线与实使用撞击声评价标准曲线与实际撞击声压级频率特性曲线进行比际撞击声压级频率特性曲线进行比对，同时满足对，同时满足8分贝原则和分贝原则和32分贝分贝原则的原则的隔声最小的标准曲线的隔声最小的标准曲线的500Hz的声压级为的声压级为Lpn,w。2）8分贝原则：分贝原则： 任一任一100-3150Hz的的16个个1/3倍频程的比撞击声压级标倍频程的比撞击声压级标准曲线准曲线高的高的分贝数不超过分贝数不超过8dB。3） 32分贝原则：分贝原则：100-3150Hz的的16个个1/3倍频程的撞击声压级比标准曲倍频程的撞击声压
21、级比标准曲线线高的高的分贝数总和不大于分贝数总和不大于32dB。28l典型楼板的隔声指数典型楼板的隔声指数Lpn,w 1、80120mm的光裸混凝土的光裸混凝土楼板约楼板约84dB；2、再加上实贴木地板隔声指、再加上实贴木地板隔声指数为数为63dB;3、光裸混凝土楼板再加上地、光裸混凝土楼板再加上地毯隔声指数大约为毯隔声指数大约为52dB294.4.2 4.4.2 撞击声隔声的处理措施撞击声隔声的处理措施撞击声隔声的处理措施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
22、致其它结构体的刚性连接，将振动能量沿结构向四处传播，导致其它结构也辐射声能。也辐射声能。 改善楼板隔绝撞击声的性能。其主要措施有三：改善楼板隔绝撞击声的性能。其主要措施有三：(1)在在楼楼板板面面层层处处进进行行处处理理，使使撞撞击击声声能能减减弱弱，以以降降低低楼楼板板本本身身的振动。的振动。 (2)在在楼楼板板面面层层受受撞撞击击产产生生振振动动后后，使使面面层层与与结结构构层层之之间间进进行行减减振而减弱振动的传播，并使振动不致传给其他刚性结构。振而减弱振动的传播，并使振动不致传给其他刚性结构。(3)当当楼楼板板整整体体已已被被撞撞击击而而产产生生振振动动时时，则则可可用用空空气气声声隔
23、隔绝绝的的办办法来降低楼板产生的固体声。法来降低楼板产生的固体声。30l4、房中房结构，、房中房结构，是隔声隔振效果是隔声隔振效果最好的一种建筑最好的一种建筑形式；形式；l5、注意柔性连、注意柔性连接接314.4.3 其他的隔声结构其他的隔声结构1、隔声间、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。作人员的听力进行保护，这种隔声设施是隔声间。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
24、等。不影响车间内正常运输、以及房间内供电、通风等。 一般隔声间一般隔声间外墙用隔声性能较好的材料或结构外墙用隔声性能较好的材料或结构，如砖、，如砖、混凝土、纸面石膏板墙等，观察部分使用混凝土、纸面石膏板墙等，观察部分使用隔声窗隔声窗，进出部，进出部分使用分使用隔声门或吸声迷道隔声门或吸声迷道等。等。32隔声间隔声间室内一般使用较多吸声材料室内一般使用较多吸声材料，如穿孔吸声板吊顶、如穿孔吸声板吊顶、软包墙面、以及吊挂空间吸声体等。软包墙面、以及吊挂空间吸声体等。观察部分使用观察部分使用隔声窗隔声窗，进出部分使用，进出部分使用隔声门或吸声迷道隔声门或吸声迷道等。等。332、隔声屏障：、隔声屏障：
25、是用来是用来遮挡声源和接受点之间的直达声遮挡声源和接受点之间的直达声。常用在街道两侧，。常用在街道两侧，对刺耳的对刺耳的高频最为有效高频最为有效，而降低高频声，人的主观感觉最，而降低高频声，人的主观感觉最为明显。为明显。其原理是在其原理是在屏障后形成屏障后形成“声影区声影区”，对低频由于波长较长，对低频由于波长较长，绕射作用，隔声效果较差。绕射作用，隔声效果较差。另外，另外，在设计声屏障在设计声屏障 时，从经济方面考虑，声屏障自身时，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的隔声量只要比隔声降噪量大10dB即可。即可。如果在声屏障朝向声源的一面铺加一层吸声材料，并尽量如果在声屏障朝
26、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。靠近声源，会提高隔声效果。34353、隔声罩：、隔声罩：采用隔声罩来采用隔声罩来隔绝机器设备向外辐隔绝机器设备向外辐射的噪声射的噪声，是在声源处控制噪声的，是在声源处控制噪声的有效措施。隔声罩外层常用有效措施。隔声罩外层常用1-2mm厚的钢板制成。厚的钢板制成。内涂阻尼漆、沥青内涂阻尼漆、沥青等阻尼层，目的是防止吻合效应和等阻尼层，目的是防止吻合效应和钢板低频共振。钢板低频共振。为了提高降噪效果，为了提高降噪效果，内层再铺一层吸声材料（如玻璃棉、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之间、隔声罩与基础之间应加入减振器。振器。36作业：作业：P402:P402:4 4、 5 5、37
