隔音与吸音的学习资料

隔音与吸音的学习资料

一、隔音原理

隔声：声波在空气中传播时，一般用各种易吸收能量的物质消耗声波的能量，使声能在传播途径中受到阻挡而不能直接通过的措施，称为隔声。

用构件将噪声源和接收者分开，隔离空气噪声的传播，从而降低噪声污染程度。采用适当的隔声设施，能降低噪声级20～50分贝。这些设施包括隔墙、隔声罩、隔声幕和隔声屏障等。隔声机理：如果把单层均匀密实材料的构件（忽略材料的弹性）看作是柔软的，它在受到声波激发时，构件的振幅大小就决定于构件的单位面积质量（称为面密度）、入射声波的声压和频率。构件越重,频率越高,透射波的振幅就越小，构件的隔声效果也越好。阐明这一关系的即为质量定律。在声波垂直入射时构件的隔声量(Ro)可用下式计算：Ro=10 lg|pi/pt|2 =10 lg 【1+(ωm/2ρc)2】(dB) 式中pi为入射声压;pt为透射声压;m为面密度;ω为角频率（ω=2πf，f为频率）；ρ为空气密度;c为声速。此式即为垂直入射波的质量定律，其实用公式为：Ro=20 lgm·f-42.5 在无规入射的情况下，对所有方向的入射波进行平均，求出无规入射波的隔声量(R)。其公式为：R=Ro-10 lg(0.23Ro) R值较Ro值为小，Ro越大，其差值就越大。

上面所述的是忽略材料弹性的理想情况，实际上隔声构件一般是有一定刚度的弹性板，可因吻合现象而降低隔声量，板的隔声量由弹性的劲度控制。在质量控制区以上产生的临界频率处的低谷，是由吻合效应引起的。

吻合效应：投射于构件板面上的声波速度与板上弯曲速度相一致时产生的现象。设某一时刻斜入射声波a到达板上A点,使板产生振动,经过时间t后，弯曲波到达B点，其波长为λB，传播速度为cB。这时，如声波斜入射的角度θ合适，空气波b以声速c 经同样一段时间t也正好到达B点，即λB=λ/sinθ，则在B点使板受激发因而产生新的弯曲波，恰好同A点传来的弯曲波相吻合，于是使总的弯曲波振幅达到最大。这时，板将向其另一侧辐射大量的声能，在该频率处的隔声量将大幅度下降，而不再符合“质量定律”，此即所谓“吻合效应”。吻合效应只发生在临界频率fc处。fc同板的厚度、材料的密度和弹性模量等有关。

噪声对人的影响的频率范围主要为100～3150赫,应尽量避免这一范围发生吻合效应。通常，可用硬而厚的板降低临界频率,或用软而薄的板来提高临界频率。

隔声结构：复杂的隔声构件由一些单层构件组成，它在隔声机理上有单层构件的特性，同时又有各种单层构件综合的特性。

① 双层构件：两个互不连接的单层构件之间有空气层的构件。空气层起着缓冲的弹性作用，但也能引起两层构件的共振。因此，双层构件的隔声量并非两层构件隔声量的叠加。如在空气层中加填多孔性吸声材料，则可减少共振而提高构件的隔声量。因空气层而增加的隔声量在一定范围内同空气层厚度成正比。通常，双层墙比同样重量的单层墙可增加隔声量5分贝左右。

② 轻型墙:目前使用的轻墙板有纸面石膏板、圆孔珍珠岩石膏板和加气混凝土板等，单位面积质量大约为十几公斤至几十公斤。240毫米厚的砖墙每平方米

为530公斤。按照质量定律,轻墙板是不能满足隔声要求的。因此，要把双层板材隔离开形成空气层，或在空气层中加填吸声材料，或采用不同厚度或劲度的板材使其具有不同的吻合频率，以提高轻墙的隔声量。表列有不同层数的纸面石膏板在有无填充材料情况下，不同频带的隔声改善值。

③ 隔声门窗：门窗结构质量轻，而且有缝隙，因此隔声能力不如墙壁。对于隔声要求较高的门（隔声量为30～50分贝），可以采用构造简单的钢筋混凝土门扇。但通常是采用复合结构的门扇。这种结构的阻抗变化能提高隔声能力。密封缝隙也是保证门窗隔声能力的重要措施。用工业毡做密封材料较乳胶条为佳，尤其是对高频噪声。对隔声要求较高的窗，窗玻璃要有足够的厚度(6～10毫米)，至少有两层。两层玻璃不应平行,以免引起共振，降低隔声效果。玻璃和窗框、窗框和墙壁之间的缝隙要封严。在两层玻璃窗之间的周边，应布置强吸声材料,以增加隔声量。在构造上要便于洗擦。图5是各种隔音窗的隔声特性曲线图。为了避免窗玻璃之间产生吻合效应，隔声窗的双层玻璃应有不同的厚度，否则，在临界频率fc处隔声值将出现低谷。

④ 声锁:要使门具有较高的隔声能力,可设置“声锁”，即在两道门之间的空间(门斗)内布置强吸声材料。这种措施的隔声能力有时相当于两道门的隔声量。为便于开闭，门扇的重量不宜过大。

⑤ 组合墙：组合墙是有门或窗的墙。它的隔声量通常要比无门窗的墙低些。因此,不能单纯提高墙的隔声能力。在设计时,应按照“等隔声量”即τw·Sw=τd·Sd 的设计原则进行。式中τw和τd分别为平墙和门的透射系数，Sw和Sd为墙和门的面积。因此即Rw＝10 lg(Sw/Sd)×(1/τd)=Rd+10 lg(Sw/Sd)分贝。从上式可知，墙的隔声量只要比门高10分贝左右即可。

在以上各种隔声构件的构造内部使用吸声材料，是利用吸声的特性来增加构件的隔声量。隔声和吸声的本质区别不应混淆。隔声是隔离噪声的传播，尽可能使入射声波反射回去，隔声材料愈沉重密实，隔声性能愈好；吸声是尽可能多地吸收入射声波，让声波透入材料内部而把声能消耗掉，因而一般是多孔性的疏松材料。隔声指数近年来,国际标准化组织（ISO）建议采用单一值——隔声指数Ia来评价空气声的隔声效果。标准曲线在100～400赫间为每倍频带增加9分贝，400～1250赫间为每倍频带增加3分贝，1250～3150赫间平直。在求隔声指数时，先将构件的隔声特性曲线绘制在坐标纸上，再将绘在透明纸上的标准曲线与之重合，并沿垂直方向上下移动,直至满足下列两个条件时为止:

①低于标准曲线的任何1/3倍频带的隔声量与标准曲线的差值不得超过8分贝；

②低于标准曲线的各个1/3倍频带的隔声量与标准曲线的差值总和不得超过32分贝。图中所示1/3倍频带的中心频率为500赫所对应的隔声量Ia即为隔声指数的读数。

二、隔音材料与吸音材料

吸音材料是指任何材料对声音都能吸收，只是吸收程度有很大的不同。通常是将对上述六个频率的平均吸声系数大于0.2的材料，列为吸声材料。吸音材料吸声材料大多为疏松多孔的材料，如矿渣棉、毯子等，其吸声机理是声波深

入材料的孔隙，且孔隙多为内部互相贯通的开口孔，受到空气分子摩擦和粘滞阻力，以及使细小纤维作机械振动，从而使声能转变为热能。这类多孔性吸声材料的吸声系数，一般从低频到高频逐渐增大，故对高频和中频的声音吸收效果较好。现在我们来看一下，当一个材料的吸收量增大的时候，那么声音的穿透量和反射量就会有所减少。另一方面，由于吸音材料密度比隔音材料小，所以吸收量增大对穿透影响并不大（密度越大，穿透系数越小），主要是对反射的影响比较大。反射对于一个空间来说，是混响时间长短的重要因素（回声）。而当我们在一个空间内，如果声音的混响时间越短，那么回声就越少越短，音质听起来就更好，让人的耳朵更舒服。而吸音材料通常都是疏松多孔性的，它的作用就是尽可能的吸收入射声波，让反射减少，或者由于吸间材料表面的凹凸不平性产生吸收和漫反射，从而起到降低混响的作用。

一个材料若它的吸收系数达到0.2或以上，我们就会认为他是一种吸音材料，吸音系数0.8以上的是强吸音材料。常见的吸音材料的应用案例有体育场馆，试音房，演播室，歌剧院和礼堂等。聚茂声学的JMX系列吸声产品，诸如聚酯纤维，布艺，木丝，槽孔、空间吸声体和JMP喷涂等都是非常好吸音材料，它们具有吸声频谱高，吸声量大，美观实用，造型方便，安装快捷简便等优点，特别适合各类场馆吸声降噪和降混响使用。

接下来，我们讨论一下隔音材料。隔音是指通过某种物品把声音或噪音隔绝、隔断、分离等，因此就需要隔音材料。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音量，通常以符号R（dB）表示。凡是能用来阻断噪音的材料，统称为隔音材料。当一个材料的密度增大时，穿透系数变小，反射量增大，吸收量也随之减少，那么自然声音隔绝量就好，这就是我们常说的隔音材料。采用了这一类优良的隔音材料之后，当我们在一个空间内播放音乐或者谈话时，声音就不容易外泄，也就降低了对周边环境的影响。现在，特别是一些声音比较大的场所，比如酒吧KTV和夜总会这些娱乐场所，如果隔音处理做不好，必然会对周边环境造成影响，甚至是造成噪声扰民，导致周民居民投诉。

三、隔音细节

而娱乐场所对声音处理要求就十分严格，要考虑的因素很多，这是一个系统工程，需要找专业的隔音公司来进行专业化隔声处理。比如，其中一个令业主普遍头痛的问题，就是低频噪声。低频声音它频率低波长长，震撼性强，空气衰减慢，对环境影响大，处理起来很复杂，不单要考虑好隔音，更重要的是要处理好隔振。现在比较常规的低频隔声做法是，考虑到低频噪声频率低，波长长，业主会把墙壁加粗加厚来对抗波长，事实上低频声波波长比你墙壁厚度还大的时候，低频声音是很容易泄露到室外的。而实际上由于墙壁材质密度和阻抗的不同，厚度也是无法确定的，同时你加大了墙壁厚度一个是会大大增加建筑成本，另一个是会牺牲更多的室内实用空间。

中高频率的音量主要是通过空气传播，其隔声房内的密封性直接影响整体的隔声量：板材安装的接缝可用密封胶做好密封，能有效的减少接缝的漏声；未抹水泥沙的轻质砖块墙体隔声量为41dB，抹10mm水泥沙后隔声量提高到47dB。门、窗是隔声处理的薄弱环节建议尽量不设窗户，可将房间窗户进行封堵，全部改成了土建的砖墙结构，门可以在门框加密封条；

低频的传播主要是钢性连接，所以低频的减振要做软连，书本提到没有声桥连接的13mm甘蔗板减振地面比有连接声桥的隔声量高10dB，因此隔声的整体效果在细节的处理。

因此，在做隔音的时候，用上专业的隔音材料是比较明智的选择，因为隔音材料具有厚度少，密度大，穿透系数小的特点。聚茂声学的JMG隔音系列产品就是很好的隔音材料，这些材料都具有隔声量好，安装简便快捷性价比高等优点，是装修酒吧、夜总会等隔音要求较高的场所不二之选。