平板隔声性能分析

平板隔声性能分析

意义

原理单层板双层板

软件分析单层板双层板

结论

玻璃是在工程中广泛应用的隔声材料。常用传声损失TL transmission loss描述声通过壁板传播时声音的降低程度。

隔声固体定律

根据声学工程中常用的测量方法，在板两侧1m处分别取点，这两点的声强求对数后，再相减，得到相应的传声损失。用两种波计算，平面波相当于远场，球面波相当于近场。

中空玻璃与真空玻璃隔音性能分析

1 引言，包括中空玻璃与真空玻璃的定义与区别

2 理论

3 软件分析

4 结论

声学逆运算的研究与实例

1 引言

2 理论

3 实例

4 结论

中空玻璃由于具有良好的隔音和隔热作用,已被广泛地应用于建筑行业和汽车工业中。然而,目前的文献集中于其隔热性能的研究,其隔音性能的文献较少。中空玻璃的被定义为:“两片或多片玻璃以有效支撑均匀隔开并周边粘结密封,使玻璃层间形成有干燥气体空间的制品”。因此,中空玻璃可以视为一个五层或更多层的分层介质系统。

真空玻璃基于保温瓶原理，将两片玻璃四周密封，中间间隔有0.1～0.2毫米的薄真空层。由于没有气体传热，内表面又有起保温瓶银膜作用的透明低辐射膜，因此传热系数比较低，可以达到节能的目的。

据了解，真空玻璃还兼有下列优点：由于热阻高，防结露结霜性能更好；由于间隔是真空，因而隔声性能好，解决了中空玻璃存在的内结雾结露问题、气体热导变化问题、运到高原低气压地区的胀裂问题；由于两片玻璃形成刚性联结，抗风压强度高于同等厚度玻璃构成的中空玻璃。

真空玻璃是将四周连接密封的两块玻璃板间的空隙抽成真空，以达到保温、隔热、隔音的目的。两块玻璃板的间隙非常小，仅0.10－0.2mm。为使玻璃板在真空状态下能承受大气压力的作用，两块玻璃板之间放有支柱，支柱非常小，一般情况下肉眼看不清，不会影响玻璃的透光性能。

真空玻璃与普通中空玻璃相比，具有以下优点：

1、保温隔热性能最佳

真空玻璃的保温隔热性能远比中空玻璃为佳。采用低辐射膜玻璃更能突出真空玻璃的优势。目前真空玻璃所用低辐射膜玻璃的辐射率为0.20左右，高质量的膜可达到0.05。辐射率越低，真空玻璃的优势越明显。

2、隔音性能好

一般中空玻璃隔音效果不如真空玻璃，特别是在低音领域容易产生共振。要想得到好的隔音性能，必须把两层玻璃的间隙加大。测试表明，真空玻璃在大部分的音域都比间隔6mm

的中空玻璃隔音性能好。

3、 隔热性能不受安装方向影响

中空玻璃的热传导大小与安装方向有关，比如水平或倾斜安装下部热、上部冷时，热传导就会因气体对流而增大，造成能量的流失。真空玻璃因无气体导热，就不存在此问题。

4、 厚度薄

真空玻璃中两块玻璃的间隔约为0.1mm －0.2mm ，中空玻璃最小要6mm ，因此真空玻璃比中空玻璃的厚度小得多。用3mm 玻璃制成的真空玻璃总厚度为6.2mm ，仅相当于一块厚玻璃，节省空间，便于安装和更换，提高了建筑设计的自由度

5、 防结露结霜性能好

由于隔热性能好，提高了抗结露性能。比如当室内温度20℃，湿度60％时，3mm 的窗玻璃在室外温度8℃时开始结露，真空玻璃在室外温度－6℃时也不结露。而且由于两层玻璃间隔内没有空气，也就不存在由内部水汽结露而影响透明度的问题，这在寒冷地区尤为重要。

我们都是进行空气声的隔离，采用的方式通常有三种方法:a.单层隔声装置;b.双层隔声装置;c.多层隔声装置。单层隔声装置中常用的有隔声墙、隔声壁板等。对于单层隔声，一般而言，隔声效果与隔声装置单位面积质量、噪声频率有关，单位面积重量越大，噪声频率越高，隔声的效果越理想，但是通常对其厚度要求较高。所以后来出现了带空气层的双层隔声装置，当噪声的频率高于空气层结构的固有频率时，比单层的要好。

1959年，Wtter 在总结前人研究的基础上，应用无限大的板的计算方法并结合工程计算的误差范围，提出了应用折线法的粗略估算方法。该方法不考虑低频段的传声损失的波动和声波与薄板的祸合效应，估算中具有很大的误差。但是，由于该方法应用起来很是简单实用，若入射声波频率较高且不再与板祸合作用强烈的区间的话，其误差也不会很大。因此，该方法直到现在仍然广泛应用窗体内夹层内空气性质、夹层宽度等与“吻合效应”相关因素对传声损失的影响。

随着对隔声效果要求的提高，单靠单层玻璃窗已经不能满足对隔声的要求。目前，双层玻璃窗甚至多层玻璃窗正逐步受到重视。与单层窗相比其隔声效果更好，也就是具有更高的传声损失。相对于单层窗而言，由于中间间隙的存在，且间隙空气的密度、间隙的大小、声波入射的角度和方式等等都会影响隔声的效果，因而，其隔声分析更为复杂。另一方面，由于双层的关系，窗体中能放置很多控制元件，在研究噪声的被动控制中，双层薄板的隔声占据着重要地位，

玻璃的隔声性能用传声损失(隔声量)来计算，当声波传播时遇到玻璃就要发生如下情况，一部分声能被反射，一部分声能透过墙传到第二个空间；反射的那部分声能这里不考虑，只考虑入射到玻璃上的总声能，用λE 来表示，和透过玻璃的声能，用透E 来表示。我们把透过玻璃的声能与入射到玻璃上的总声能之比

定义为传声系数，即：

λτE E /透= (4-1)

τ是小于1的数，在全透射的情况下，τ=1，τ值一般为10的负几次方，对

于一般的玻璃，

τ的数量级的范围为110-～510-之间，τ越小表明透射过玻璃的声能少，它的隔声性能就好[40]；由于τ的值比较小，使用起来不方便，通常用以分

贝为单位的传声损失或透射损失TL (Transmission Loss)来表示玻璃的隔声性能[41]

，[42]：

)/1lg(10τ=TL (4-2)

TL 在国际标准GBJ75-84中称隔声量。

传声损失在低频段受刚度和阻尼影响，存在若干共振区，频率提高，则由表面质量控制，在较高频段的临界频率附近有一吻合效应区。

当声波频率与某个简振频率一致时产生共振而降低传声损失。

双层玻璃与空气层组成一个共振系统，其固有频率0f 由下式得出[43]

2121212121210/)11(379/)11(600l d d l M M f +=+= (4-3)

1M ，2M 为每层玻璃单位面积的质量；1d ，2d 为每层玻璃的厚度，l 为空气层厚度。

隔层的隔声量公式：

48lg 20lg 20-+=f m R (4-4)

其中，m 为隔层的单位面积质量，f 为入射声波频率。

从上式可以看出，隔层的单位面积质量越大，传声损失就越大，增加玻璃厚度，即增加玻璃的单位面积的质量是提高玻璃隔声性能的可行途径。对于单层玻璃，它的隔声频率特性曲线如图4-1所示：

频率从低端开始，隔声量受到刚度控制，隔声量随着频率的增加而降低；