04第四讲 空气声隔声处理.

噪声治理课程第四讲空气声隔声处理

1构件件的空气声隔声性能

1.1 声音进入围闭结构的途径

为了保证室内环境的私密性，降低外界声音的影响，房间之间需要隔声。隔声与吸声是完全不同的概念，好的吸声材料不一定是好的隔声材料。声音进入建筑维闭结构有三种形式。1）通过孔洞直接进入。2）声波撞击到墙面引起墙体振动向对面辐射声音。3）物体撞击地面或墙体产生结构振动而辐射声音。前两种方式叫做空气声传声，例如人的讲话声，机器的轰鸣声，隔壁电视机的声音等。第三种方式是撞击声传声，如敲门或使用锤子撞击墙面。在本讲内的隔声特指是空气声隔声，有关撞击声隔声的内容在第四讲《振动的隔离》中讲述。

噪声进入房间内的基本途径是没有阻挡的长驱直入，或者说孔洞、缝隙以及穿透造成的漏声。最明显的是年久失修、窗框吱嘎作响的窗户，没有压条的门，和墙体上穿透的电源合。不关门的墙将失去隔声意义。

1.2 隔声量与计权隔声量

dB，其中τ是

透射声能，是透到对面的声能与入射声能的比。隔声量可以粗略地理解为墙体两边声音分贝数的差值，但绝对不是差值这样简单，因为房间内的声音大小还会受到吸声情况的影响。孔洞的隔声量R=0dB，隔掉99%声能的隔墙的隔声量是20dB，隔掉99.999%声能的隔墙的隔声量是50dB。

墙体在不同频率下的隔声量并不相同，一般规律是高频隔声

量好于低频。不同材料的隔声量频率特性曲线很不相同，为了通

过单一指标比较不同材料及构造的隔声性能，人们使用计权隔声

量Rw。Rw是使用标准评价曲线与墙体隔声量频率特性曲线进行

比较得到的，标准评价曲线符合人耳低频不敏感的听觉特性。如

右图，Rw的确定方法为：使用空气声隔声的标准曲线与实际隔声

频率特性曲线进行比对，同时满足32分贝原则和8分贝原则的隔

声最大的标准曲线的500Hz的隔声量为Rw。32分贝原则为：

100-3150Hz的16个1/3倍频程的构件隔声量比标准曲线低的分贝

数总和不大于32dB。8分贝原则为：任一100-3150Hz的1/3倍

频程的构件隔声量比标准曲线低的分贝数不超过8dB。

Rw的优势在于建筑师和工程师已经普遍接受而且可以作为

隔声性能比较的标准。不足之处在于，Rw的评价曲线为降低语言声源而设计的，不能适于象机器噪声这样的低频成分比语言多得多的噪声。对于机器噪声，我们还可以使用Rw，但要记住，对于低频成分较多的噪声来讲，Rw一般比实际构件的隔声性能夸大了5-10dB。也就是，如果构件的隔声量为30dB 那么对于环境噪声来讲只能隔掉20dBA。我国现行国家标准隔声量指标被称为标准计权隔声量Rw，美国国家标准称为标准传声等级STC，STC除频率范围为125-4000Hz且不考虑8分贝原则以外，评价方法同Rw。一般情况下STC与Rw相等，或小1dB。

1.3建筑隔声使用中的考虑

我国部颁标准JGJ37-87《民用建筑设计通则》中，要求各类主要用房的隔墙计权隔声量Rw不应小于40dB。下表是墙体空气声隔声量Rw与声音私密性性的关系。

40dB。邻近噪声较大或保密、隔声要求较高，如高级宾馆、写字楼、高标准住宅等Rw不应小于45dB，最好选用≥50dB。对隔声要求不高的房间之间，或两边房间本身较安静，如图书馆阅览室、医院病房、手术室、学校教室等可选用≥40dB，勉强一点可选≥35dB。在实际工程设计时，可根据要求选定隔墙材料和构造方法。手册的隔声Rw数据是在标准实验室中测得的，一般实际工程现场条件下，可能会下降。因此在工程设计时，亦选用Rw比实际要求高3-5dB的实验室测量方案，作为设计余量。

2 建筑筑构件隔声的一般规律

2.1质量定律

对于隔墙隔声存在一个普遍的规律，即材料越重（面密度，或单位面积质量越大）隔声效果越好。对于单层密致匀实墙，面密度每增加一倍，隔声量在理论上增加6dB,这种规律即为质量定律。对于双层的纸面石膏板墙，质量定律发挥着重要作用，即增加板的层数或厚度都可以获得隔声量的提高。由于龙骨双层墙系统声频振动形式非常复杂，故质量定律的体现要比单纯的单层墙复杂。单层纸面石膏板的隔声效果很差，例如：12mm厚、面密度10kg/m2左右的纸面石膏板标准计权隔声量Rw=29dB。即使将四层这样的纸面石膏板叠和在一起隔声量理论上Rw也只能达到41 dB。轻型匀质墙体，如石膏砌块、加气混凝土板、膨胀珍珠岩板、轻质圆孔板等，面密度大多在60-100kg/m2，受到质量定律的限制，隔声量Rw=35-40dB。对于单层重墙，面密度大于250kg/m2，如120砖墙，90厚空心混凝土砌块、100厚混凝土墙板等，隔声量Rw可达45dB左右，面密度超过500kg/m2的240砖墙、200厚混凝土墙等的隔声量可达50-55dB左右。

2．2共振频率

任何隔墙都存在固有的共振频率, 当声波的频率和墙的共振频率一致时，墙体整体产生共振，该频率的隔声量将大大下降。一般地，墙体越厚重，共振频率越低，当共振频率低于隔声评价最低参考频率100Hz时，由于人耳听觉特性对低频不敏感，对隔声量Rw的影响大大降低。对于12mm和15mm厚两种不同面密度纸面石膏板存在不同共振频率。12mm纸面石膏板面密度为10kg/m2，15mm纸面石膏板面密度约12kg/m2。15mm厚的纸面石膏板墙的共振频率基本低于最低考虑频率范围100Hz,因此共振频率对15mm板构造的墙体构件隔声性能影响较小。但对于12mm板，100Hz附近的隔声性能影响较大，造成低频100Hz、125Hz、200Hz处隔声量比15mm板下降较多，主要是因为共振频率的原因。

2.3吻合效应

声波接触墙板后，墙板除了垂直方向的受迫振动以外，还有沿着板面方向的受迫弯曲振动。在某个特定频率上，受迫弯曲振动将和板固有的自由弯曲振动发吻合，这时板就非常顺从地跟随入射声弯曲，造成声能大量地透射到另一侧去，形成隔声量的低谷，这种现象被称作吻合效应，该频率被称为吻合频率fc。

理论和实验均表明，轻、薄、柔的墙fc高，吻合效应弱；厚、重、刚的墙fc低，吻合效应强。12mm、15mm纸面石膏板的fc分别为3.15KHz和2KHz左右。12mm板在3.15KHz处的隔声量产生下降，15mm 板在2KHz处的隔声量下降更为严重，甚至下降的趋势强过质量定律，造成在这一频率位置上隔声量比12mm的板还低很多。双层相同的板叠合的吻合频率fc和单层板基本等同，由于双层发生振动叠加，吻