3.2 吸声材料和隔声材料

的峰值有所增加； • 薄板表面的涂层，对吸声性能没有影响； • 当使用预制的块状多孔吸声板与背后的空气层组合时，
则将兼有多孔材料和薄板共振结构的吸声的特征。
（2）穿孔板吸声结构
• 亥姆霍兹共振器 • 穿孔板结构的共振频率可用下式估算：
c
P
f0 2 t 0.8dL
• 图3.2-6是根据上式绘制的计算图表，可供以下计算：
解：R 10lg 1
R
10 10
11 0 5 21 0 2
S11S221 81 0 521 0 20.001
S1S2
20
R10lg130dB
3、隔声频率特性和隔声指数
构件的隔声性能
平均隔声量 计权隔声量
计权隔声量 考虑了人耳听觉的频率特性和一 般构件的隔声频率特性
能较好地反映构件的隔声效果，是不同构 件之间有一定的可比性
3.2.3 墙体隔声材料
3.2.3.1 单层匀质密实墙
影响声音在建筑物墙体中透射的主要因素：墙体的振动 不仅由直达声波的压力所致，室内的各种反射波也增加了 墙体振动透射的能量。
质量定律：墙体受到声波激发所引起的振动与其惯性 即质量有关，墙体的单位面积重量愈大，透射的声能愈 少。
假定简化条件：假设墙面积是无限大，故可忽略边界 条件的影响，同时认为墙是柔顺的板而不具有刚度，且 各个部分的作用是相互独立的，从而可以忽略墙的弹性 与内应力，墙体的隔声量决定于其单位面积的重量和入 射声波的频率。
f02 1 m 1(lc2K )2 1 m 1(1 .4 l1 0 7K )
其中K值与板的弹性、骨架构造、安装情况等有关。
选用薄膜（薄板）吸声结构时，还应考虑以下几点：
• 比较薄的板，因为容易振动可提供较多的声吸收； • 吸声系数的峰值一般都处在低于200～300Hz的范围； • 在薄板背后的空气层里填放多孔材料，会使吸声系数
解：缝隙、孔洞的τ=1（R=0）
缝隙
窗口
1S1 2S2
2
1S1
S2
6 3 20001000
1
R2
10lg
2
25dB
（2） R10lg1 28dB 102.8
SS12 0 .8 12160 213.2 0m2m
缝宽= S /6000 =0.86mm
将缝宽缩小到0.86mm，可将R提高到28dB
3.2.4 楼板隔声
1、声源处：在承重楼板上铺放弹性面层 2、传播途径上：在楼板承重层与面层之间设置弹 性垫层，以减弱结构层的振动。 3、接收点上：在承重楼板下加设吊顶。
三种措施的效果比较：
1、弹性面层处理 对降低高频声效果显著，但材料价格较高
2、弹性垫层处理 注意楼板在面层和墙的交接处采取隔离
措施以免引起墙体振动。
通常讲楼板隔声，主要是指隔绝撞击声的性能。撞击声 为固体声，对此尚无行之有效的控制方法，本节只讨论一些 基本问题。
楼板下的撞击声声压级取决于楼 板的弹性模量、密度、厚度等因素。
主要取决于厚度。
L
标准撞击声级与隔声效果成反比，L越
大，隔声性能越差.
首先应对声源进行控制，然后改善楼板隔绝撞击声的性能。
门是墙体中隔声较差的部件，普通门周边的 缝隙也是传声的途径。
普通门的隔声量约为20dB。 为提高门的隔声：
1、增加门的质量，采用实心重型结构。
2、作好门缝的密封处理 在门缝处加橡胶、垫圈等弹性物质。
3、设置“声闸”
设置双层门，并在双层之间的门斗内布置 强吸声材料
（二）、窗 隔声窗是指不开启的观察窗。
1、与建筑构件的透射系数有关
2、与建筑构件的表面情况有关 若墙体的一面铺设吸声材料会减弱墙体的振动 3、与墙体的质量有关 墙的质量越大，惯性越大，声波引起的振动越小
4、共振现象
5、吻合现象 当声波以θ角斜入射时，墙板在声波作用下
产生沿板面传播的弯曲波，波速为 c / sinθ 板本身存在固有的自由弯曲波的传播速度，
L=79.4dB 3—同1，加10mm塑料板 地面
L=55.8dB
材料与结构隔声性能的描述 ：
1、透射系数 E r
越大，隔声越差
E0
2、隔声量 R 10 lg 1
S1S 11SS222 SSnn3
R
10 10
例：墙的面积为20m2，隔声量为50dB ，门的面 积为2m2，隔声量为20dB门，若墙上有门，求它 们综合隔声量。
为了消除共振,可在空气层中悬挂或铺设多孔材料.
(3)吻合效应的影响
如果两层墙体材料相同，并且厚度一样， 则他们的吻合临界频率相同，隔声特性曲线 出现的低谷较深。
(4)声桥的影响
双层墙之间的刚性连接称为“声桥” 在建筑施工中应注意避免碎砖、灰浆等落入
空气层中。
轻质墙需考虑两墙板间的支撑点
3.2.3.3 轻质墙
为提高窗的隔声能力，可以：
1、采用较厚的玻璃或双层、多层玻璃，为避 免吻合效应，玻璃的厚度不应相同。
2、双层玻璃间留有较大的间距，为避免吻合效 应，玻璃不要平行放置。
3、玻璃安放在弹性材料上，双层玻璃之间沿周 边填放吸声材料
4、注意玻璃与窗框、窗框与墙壁之间的密封。
A—玻璃厚13mm， 空气层厚200mm B—玻璃厚3mm， 空气层厚200mm
A 对于给定的穿孔板和背后空气层条件，求出主要吸声 范围的共振频率；
B 已知背后空气条件时，可依据要求的吸声频率范围确 定穿孔板的规格；
C 已知穿孔板的规格和要求的吸声频率范围，确定背后 空气层的厚度。
2）微穿孔板
• 把穿孔板的孔径缩小到1mm以下，利用空气质点运动 在孔中的摩擦，就可以有效的吸收声能而无须另加多 孔材料。
需将吻合频率设计在入射声波的频率范围之外。
可通过改变墙壁的容重和厚度来改变吻合频率 。 采用硬而厚的墙体可降低临界频率， 软而薄的墙体可提高临界频率。
2、若墙体上开孔或缝隙会使墙体的隔声量显 著降低
尽量避免在墙上开孔！
3.2.3.2 双层匀质密实墙
1、双层墙提高隔声量的原因在于 空气间层的作用。 2、影响双层墙隔声能力的因素 (1) 空气层的厚度
该速度与板的刚度、密度以及自由弯曲波的频 率有关
c 2f 4 D
θ
若声波沿墙面行进的速度正好等于墙板弯 曲波的速度，墙板的弯曲振动达到最大，这时 墙板会非常“顺从”地跟随入射声波弯曲，使 入射声能大量透射到另一侧。
吻合现象只发生在一定频率范围内。 最低的吻合频率称为“临界频率”fc，它与入射 波的频率、板的构造有关
3.2.1.2 共振吸声结构
（1）薄膜（薄板）吸声结构
薄膜材料可与其背后封闭的空气层形成共振系统，用以 吸收共振频率附近的入射声能。
共振系统的弹性与膜所受的张力和背后空气层的弹性有 关。
对于不施加拉力的薄膜，其共振频率的计算式为：
f0
1
2
c2 600
ml ml
把板材周边固定在框架上，连同板后的封闭空气层， 也构成振动系统。 系统的弹性除也与空气层有关外，不同之处在于膜的 弹性与所受张力有关，而板则具有刚度。 这种结构的共振频率可用下式计算：
声音的两种透射方式：
1、由噪声源和听闻地点之间的墙壁（屋顶）直接 透射 2、沿围护结构的相连接部件的间接或侧向透射
各部件对声音的 传播取决于部件的 重量、位置、刚度 以及各部件之间的 连接等因素。
墙体的隔声量
工程中： R=L2-L1 L2 、L1：构件两侧的声压级
三、影响声音在建筑材料中透射的主要因素
C—玻璃厚3mm， 空气层厚100mm
D—13mm厚的单层 玻璃
E—3mm厚的单层玻璃
F—窗户打开
* 门窗和墙的隔声设计
门窗与墙的组合会使墙的隔声变差 设计中使墙的隔声比门窗的隔声高出10~15dB 为合理布置门窗和墙的隔声，通常采用 “等透射法”
* 等透射法 为使透过墙的声能与透过门窗的能量相同，有
最小厚度为5cm, 最佳厚度为8～12cm (中频声)
减振作用
(2)、双层墙的固有振动频率
共振频率：
f0
600 L
11
m1 m2
L——空气层的厚度
m1、m2——每层墙的单位面积质量，Kg/m2
可改变 m，L来调节f0
砖墙、混凝土墙m较大， f0 <25 Hz 轻质墙L<3mm,f0 >200Hz,易发生共振
3、吊顶处理 吊顶质量越大，隔声越好，与楼板采用弹
性连接和提高隔声能力。
Hale Waihona Puke 1—150mm密实钢筋混凝土 楼板
2—木楼板（木龙骨）
3—在空心混凝土板上的浮筑 式木地板
4—空心砖与混凝土楼板浮 筑式地板及吊顶
5—浮筑式厚空心结构楼板
1—25mm井字形混凝土板 L=85dB
2—同1，加10mm塑料板 吊顶
• 微穿孔板孔的大小和间距决定最大的吸声系数，板的 构造和它与墙面的距离（即空气层的厚度）决定吸声 的频率范围。
3.2.1.3 其它吸声构造
1. 空间吸声体 2. 吸声尖劈 3. 可变吸声构造 4. 人和家具 5. 空气吸收 6. 开口的吸收
3.2.1.4 吸声材料的选用
1. 确定材料的吸声性能有驻波管法和混响室法，因此，在一些 资料手册中对于同一材料的吸声系数可能不同。
尤其是对吸声系数低的中低频提高的比较显著。
④ 材料的密度 ⑤ 材料背后的条件：当多孔吸声材料背后留有空气层时，与该空气层用同样
的材料填满的效果近似，所以可以利用空气层，既提高吸声系数又节省吸声 材料。
⑥ 饰面的影响 ⑦ 声波的频率和入射条件：多孔材料的吸声系数随着频率的提高而增大。
⑧ 吸湿、吸水的影响
计权隔声量的确定
（1）低于参考曲线的任一1/3倍频程的隔声量， 与参考曲线相应的数值差均不大于8dB