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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。选用适当的材料对建筑物进行吸声和隔声处理是建筑物噪声控制工程中常用基本的技术措施之一。
隔声材料对减弱透射声能,阻挡声音的传播,就不能如同吸声材料那样多孔、疏松、透气,相反它的材质应该是重而密实,如钢板、铅板、砖墙等一类材料。隔声材料材质的要求是密实无孔隙或缝隙;有较大的重量。由于这类隔声材料密实,难于吸收和透过声能而反射能强,所以它的吸声性能差。
吸声材料如单独使用,可以吸收和降低声源所在房间的噪声,但不能有效地隔绝来自外界的噪声。当吸声材料和隔声材料组合使用,或者将吸声材料作为隔声构造的一部分,其有利的结果,一般都表现为隔声结构隔声量的提高。
为了合理地选用材料,提高建筑物吸声和隔声处理的效果,首先从概念上将吸声、隔声、吸声材料、隔声材料区别开来,应当是建筑物噪声控制中首要的基本问题。
混凝土墙:200mm以上厚度的现浇实心钢筋混凝土墙的隔声量与240mm粘土砖墙的隔声量接近,150~180mm厚混凝土墙的隔声量约为47~48dB,但面密度200kg/m2的钢筋混凝土多孔板,隔声量在45dB以下.
现场喷水泥砂浆面层的芯材板墙:该类隔墙是在施工现场安装成品芯材板后,再在芯材板两面喷复水泥砂浆面层。常用芯材板有钢丝网架聚苯板、钢丝网架岩棉板、塑料中空内模板。这类墙体的隔声量与芯材类型及水泥砂浆面层厚度有关,它们的隔声量通常在35~42dB之间.
目前有相当一部分的轻质隔墙隔声性能较差,单层墙的隔声量满足不了住宅分户墙的低隔声要求,仅能用于套内隔墙。为提高轻质隔墙的隔声量,建筑声学工作者都已进行了大量的研究工作,积累了一定的经验[4~11].
单层均匀密实墙板的隔声量服从建筑声学的“隔声质量定律”,即隔声量与构件单位面积的重量成正比,面密度每增加一倍,隔声量大约提高4~5dB.声波投射于墙板时,重的墙比轻的墙不易激发振动,低的频率比高的频率容易激发振动,因此,重墙比轻墙隔声好,高频比低频隔声好.轻质隔墙的面密度受限制,欲提高它们的隔声量,应用双层或多层复合构造.
空气层的设置:采用双层墙构造,并在两层墙之间留一定空气层间隙,由于空气层的弹性层作用,可使总墙体的隔声量超过质量定律.
不同材质的板可避免“吻合”现象:墙板被声波激发进行弯曲振动时,在一定频段会发生吻合效应,形成隔声低谷.吻合频率不仅与墙板刚度和面密度有关,而且随板厚增加,频率下移.双层薄板复合墙两面的墙板,选用两种不同厚度或不同材质的板,可防止两板同时发生吻合现象,使得两面板的吻合谷相互错开,从而改善墙体的隔声性能.
吸声,对同一个空间,改变室内声场的特性。吸声的主要作用是吸收室内的混响声,对直达声不起作用,也就是说吸声可提高音质,但对降噪能力效果不好;且吸声材料是以多孔、疏散的材质,隔声则是以密质为主的;
隔声,相对两个空间的,隔声的主要作用就是隔断声音从一个空间到另一个空间,防止噪声的干扰。隔声材料材质的具体要求是:密实无孔隙、有较大的重量.
隔声就是降低从声源到目的地的声压级水平.从能动性角度看,隔声措施分为主动和被动两种;但常采用的是被动方法----即使声能转化为另一种形式的能量消耗掉。
不透气的固体材料,对于空气中传播的声波都有隔声效果,隔声效果的好坏根本的一点是取决于材料单位面积的质量。一个面积非常大的隔层,其单位面积质量为ms,当声波从左面垂直入射时,激发隔层作整体振动,此振动再向右面空间辐射声波。以单位面积考虑,透射到右面空间的声能与入射到隔层上的声能之比称透射系数 τ 。定义无限大隔层材料的传递损失(也称透射损失)tl:tl=101g1/ г (7)上述简单情况下可计算得到传递损失近似为:tl=20lg ω ms/2 ρ oco (db) (8)式中 ω=2πf 为圆频率, ρ0 、c0为空气的密度和声波传播速度。tl的大小表示材料的隔声能力。(8)式的一个重要特点,即材料单位面积质量增加一倍,则传递损失增加6db。这一隔声的基本规律称 “ 质量定律 ” ,也就是说隔声靠重量。所以像砖墙、水泥墙或厚钢板、铅板等单位面积质量大的材料,隔声效果都比较好。(8)式也表明,单层隔声的高频隔声好,低频差。频率每提高一倍,传递损失就增加6db。
需要说明的是:传递损失tl是隔层面积为无限大时的理论 “ 隔声量 ” ,作为一垛墙或楼板,它都有边缘与其它建筑构件连接,这时的 “ 隔声量 ” 与(7)式所表示的传递损失有差别。既有因边缘接近于固定而增大隔声能力,也有作为边缘固定的板振动有一定的共振频率,使某些共振频率点上隔声效果降低的现象。而当作为两相邻房间之间的隔墙或楼板,因为两室之间有多条传声(或振动)通道,这两个房间之间的隔声量(只能称声级差)更不能以该隔层的传递损失来代表。
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。当声波不是垂直入射,而是与隔层呈一角度 θ 入射时,声波波前依次到达隔层表面,而先到隔层的声波激发隔层内弯曲振动波沿隔层横向传播,若弯曲波传播速度与空气中声波渐次到达隔层表面的行进速度一致时,声波便加强弯曲波的振动,这一现象称吻合效应。这时弯曲波振动的辐度特别大,并向另一面空气中辐射声波的能量也特别大,从而降低隔声效果。产生吻合效应的频率fc为:fc=co2/2 π sin2 θ [12 ρ (1- σ 2)/eh2]1/2 (9)式中 ρ 、 σ 、e分别为隔层材料的密度、泊松比和杨氏模量,h是隔层厚度。任意吻合频率fc与声波入射角 θ 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( θ=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。一般这一频率范围发生在中高频。从质量定律知道,中高频隔声量较大,除了内阻尼很小的金属板外,因吻合效应使中高频隔声量降低的现象,不会引起很大的麻烦。
双层隔声结构:根据质量定律,频率降低一半,传递损失要降6db;而要提高隔声效果时,质量增加一倍,传递损失增加6db。在这一定律支配下,若要显著地提高隔声能力,单靠增加隔层的质量,例如增加墙的厚度,显然不能行之有效,有时甚至是不可能的,如航空器上的隔声结构。这时解决的途径主要是采用双层以至多层隔声结构。双层隔声结构,单位面积质量分别为m1、m2,中间空气层厚度为l。双层结构的传递损失可以进行理论计算,结果比较复杂,在不同频率范围可以得到不同的简化表示,这里只作定性介绍。两个隔层与中间空气层组成一个共振系统,共振频率为fr(m的单位为kg/m2,l的单位为m):fr=60/√m1m2l/(m1+m2) (10)
如果你是实力雄厚的工矿企业/娱乐行业老板/其他个人请选用的隔音材料结合专业的设计达到尽善尽美德效果。如果你暂时囊中羞涩但隔音降噪又势在必行请你在专业的隔音设计技术指导小严格选材设计施工可以达到佳性价比的效果。如果你是安装或装饰公司在实际工作中遇到很多因业主隔音要求而望而却步被迫放弃一次次赢利的机会,那你就寻求专业的隔音设计方案强强联合共创双赢。对您而言是一次投入一劳永逸。作为窗户的隔音对策,通常是采用双层窗的结构。可以把现有的窗户保留,再追加一扇窗户;或者是去掉已有的窗户,重新安装一扇按新标准设计的玻璃都一样厚,它们的谐振频率就是相同的。这样会使该频率附近的声音很突出。一般情况下,两层窗户的间隔应有20cm-30cm。要达到和混凝土墙同样的-50dB的隔音效果,好两层玻璃之间的间隔在30cm以上。如能在此间隔中再采取一些吸音措施,那就更好了。正确地施工,房间能保证-50dB的隔音特性。
第二个薄弱环节就是门。隔音效果差的要数一般集体公寓中和简单家庭装修中装设的门,粗造地用胶合板钉的门和门框之间有不小的间隙,其隔音特性多不过-15dB。一般住宅门的隔音特性可达-25dB~-35dB。性能更高的,室用的那种铁门很少在民宅中见到。现在日益增多的双层防盗门有不错的隔音特性。接下来的工作是对各种墙壁隔音特性的增强。一般民宅的承重墙用钢盘混凝土或实心砖的结构,有较好的隔音效果。问题多出在隔墙采用的轻型空心砖或灰胶纸板,隔音特性只有-25dB~-30dB。多数家庭影院的房间都有一至二堵墙面是这样的结构。毫无疑问,除了窗户和门之外,这是产生声音汇漏为严重地方。如不采取措施,空心砖中间的空气振动会引起墙壁共振,这种情形对音质十分不利。具体解决的办法有两种。一是拆掉原有墙壁,重新打造一堵隔音墙;二是保留原有的墙壁,增加一堵隔音墙。要作到真正的隔音,自然是对房间的六个面实施隔音措施。如果只对相邻房间的墙壁(隔墙)增加一定的隔音性能,那么,地面和天花板对声音的影响又会突出来。为了防止这种情况的出现,完全切底的隔音肯定是对房间的六个面都采取相应的措施。要更好地提高房间的隔音特性,就是在房间中再造一个房间,即所谓“室中室”的结构。
隔音窗选用的铝合金型材采用的优质高强度工业用铝型材,不同于普通铝合金型材,专门用于嵌入特制的隔音玻璃,一般隔音窗的铝合金外框属于定制型,而非市面上通用的,能做到更、更密封;而塑钢外框和断桥铝外框都是运用原来的型材直接切割加工,然后再进行组装,外框与隔音玻璃之间的衔接密封型就不那么理想。特制的铝合金外框刚性好,硬度高,用于隔音、防风尘比较适用。而塑钢型材以及断桥铝型材主要用于隔热、保温的效果比较多。这里就要分别从塑钢以及断桥铝型材的原理来讲述。
影响空载噪声的因素:铁心产生噪声的原因主要是在交变磁场作用下,硅钢片的尺寸会发生小的变化。由于磁致伸缩的变化周期是电源频率的半个周期,磁致伸缩引起的变压器本体的振动,是以两倍的电源频率为基频率的,所以硅钢片的振动主要是由铁磁材料的磁致伸缩特性引起的。磁致伸缩率大小与硅钢片的材质有关。磁致伸缩率越大,则噪声就越大。当磁场强度相同的情况下,材质好的硅钢片磁致伸缩也小,因此噪声也小。磁致伸缩率还与磁场强度有关,磁场越强,ε越大。磁致伸缩率还与硅钢片表面是否涂漆及退火有关,因为涂层对硅钢片有附着力,可防止硅钢片变形。在同样磁场强度下退火的硅钢片比不退火的硅钢片磁致伸缩要小很多,这是由于选择好的退火工艺,可以成倍降低磁致伸缩。变压器空载噪声除与本身材质等有关外,还与接缝的情况有关。
目前市面上流行的用于制作隔音窗的玻璃有中空玻璃、真空玻璃和夹胶玻璃三种,这三种玻璃各有什么不同呢?中空玻璃起初被应用于隔热,正规的中空玻璃,玻璃中气体为惰性气体。这样的结构使得真正的中空玻璃门窗具有良好的隔音、隔热性能。从噪音控制角度看,中空玻璃的空气层越大,噪音的控制效果就越好。一般情况下,中空玻璃空气层厚度常用9mm和12mm两种规格;特殊情况可拉宽到20~100mm之间。真空玻璃并不是真的真空,一般会有30%或以上的空气残留。一般而言真空玻璃并不耐用,使用多年后会发生漏气现象,导致隔音效果变差。适合作为隔音窗的玻璃是PVB夹层玻璃。这种玻璃的夹层膜是由聚乙烯醇缩丁醛树脂,经增塑剂塑化挤压而成型的一种高分子材料。对无机玻璃有良好的粘结性。而且有透明、耐热、耐寒、耐湿、机械强度高等特性。
开窗方式会影响隔音窗的密闭程度,常见的方式有两种:平开窗,推拉窗。平开窗较小,主受力杆件的抗风压性能较好;推拉窗相对较大,抗风压性能不够理想。平开窗一般用密封胶条进行密封,推拉窗用毛条,胶条的密封效果普遍优于毛条。平开窗采用两点锁或天地锁密封,效果较佳。推拉窗采用勾锁或碰锁,密封效果不够。因此,平开窗在抗风压、密闭性、保温、隔音等方面,都要比推拉窗好。除此之外,还有一些新式的开窗方式也可以考虑。悬窗和倒窗,这两个都具有良好的密闭性,只能打开100mm左右的缝隙,除了具有良好的防盗性外,刮风下雨时也不影响开窗,缺点是价格相对较高。
酒吧噪声以低频噪声为主,穿透性强,影响范围广,酒吧营业主要在晚上,严重影响人们的休息,所以酒吧一般需要通过减震隔音吸声的方法来控制噪声。1、酒吧进出通道设计成“声闸”结构。在现实中,大部分酒吧仅设一道门,无论该道大门隔声性能如何优越,在客人进出开关的时间里,酒吧声波不可避免地产生泄漏。因此,设计上应在原大门距离不低于1.5M处再加设一道隔声门,目的是使客人开启第二道门时 道门已经关闭,声波无法泄出。2、门缝、门槛、门碰减少漏声。过多的门缝间隙使大门隔声效果大大降低,因此必须在该些部位采用胶条设计成密闭结构,通过胶条压紧和空气压缩变形确保声波无法从缝隙处漏声。3、排气口安装宽频消声器。空调、排气口在排放过程中会把噪声一并带出。必须加装复合消声器,在不影响正常排风前提下,将高中低宽频声波在消声器内得到基本。4、酒吧内增设吸声软包。酒吧墙面、沙发、座椅应多采用吸声材料,以降低室内声场的声压,同时也可调节酒吧音量音调更趋和谐动听。5、梁柱及楼板增设减振阻尼层和隔声层。音箱声波发出后,声波在空气中产生高能量振动,一波一波对墙柱梁楼板产生声波撞击,其中低频部分可以穿透水泥墙面并迅速上传居民室内。因此,必须将主梁、主柱及楼板加设弹性面层或吸隔声中空共振层,以高能量声波对主梁、主柱及楼板产生的撞击。6、安装音箱减振器或减振吊钩。酒吧音箱通常放置地面或悬吊于横梁四周,在播放强劲音乐时,音箱对地面、梁柱体或楼板产生与音乐频率谐振的撞击,进而以固体传声的形式以弹性波传至楼上居民室内。因此,必须采用铺垫减振系统、增加减振吊钩的形式,将点声源所带振动与建筑联接点进行隔离。
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