3.2 吸声材料与隔声材料(2)共43页

—— 吻合效应
吻合现象只发生在一定频率范围内， 当θ =π/2，声波斜 入射时，可得到发生吻合效应的最低频率——临界频率，它 与墙体材料的厚度、密度和弹性模量有关。
fc2 c2
D 2 c2
1(212)
E2h
声波正入射时，墙板纵振动；声波扩散入射时，隔声曲
线 fc 附近出现吻合谷。
应避免吻合效应发生在100 ~ 2500Hz内。通过改变墙壁 的容重和厚度来改变吻合频率，采用硬而厚的材料来降低 fc ，用软而薄的材料来提高 fc 。
单层墙隔声量与质量及频率的关系
假设墙的面积无限大、墙是柔顺的板没有刚度和阻尼、声波 垂直入射时，墙的理论隔声量为：
R010lg1(m 0cf)2 dB
当 mf0c时，上式简化为：
R 0 2l0 g m 0 f2l0 g m 2l0 g f 43dB
考虑到声波无规则入射时，墙的隔声量
R R 0 5 2 lm 0 g 2 l0 f g 48 d—B —质量定律
2. 吻合效应
墙体是具有一定刚性的弹性板，当板被声音激发后 会产生弯曲振动。
当声波以θ 角斜入射时，墙板在声波作用下产生沿板面 传播的受迫弯曲波，波速 cf = c / sinθ
板本身存在固有的自由弯曲波，其传播速度与板的刚 度、密度以及自由弯曲波的频率有关。
cb
2f 4 D
θ
f /sin
当受迫弯曲波速度正好等于墙板自由弯曲波速度Cb， 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，降低隔声量。
或用一个平均的隔声量来表示。
3. 隔声指数 ——隔声频率特性 计权隔声量 Rw — 考虑了人耳听觉的频率特性和一般构件
的隔声频率特性。 与平均隔声量相比，Rw能较好地反映构件的隔声效果， 使不同构件之间有一定的可比性。
典型墙体构件的隔声指数 Iα
构件 240砖墙，两面20mm抹灰 120砖墙，两面20mm抹灰 100mm厚现浇钢筋混凝土墙板 180mm厚现浇钢筋混凝土墙板 290mm厚水泥空心砌块，两面20mm抹灰 190mm厚水泥空心砌块，两面20mm抹灰 75mm轻钢龙骨双面双层12mm纸面石膏板墙，
墙的单位面积质量每增加一倍，隔声量增加 6 dB ， 同时入射声频率每增加一倍，隔声量也增加 6 dB 。
利用质量定律可估算墙的厚度
例：为对1000Hz声音的隔声量达到38dB，砖砌的墙 体应有多厚？
查表知砖砌体容重为 2000kg/m3，单位面积重量= 厚度×容重,
则，38=20lg1000+ 20lg2000h -48 ，得h=0.3m。
内填玻璃棉或岩棉 75mm轻钢龙骨双面双层12mm纸面石膏板墙
Iα(dB) 54 48 48 52 54 49
50-53
42-44
对于住宅建筑隔墙，国家规定：一级Iα≥ 50 dB、二级Iα≥45dB、 三级Iα≥40dB。
4. 空气声的两种透射方式 ① 由噪声源和听闻地点之间的墙壁（或屋顶）直接透射； ② 沿围护结构的相连接部件的间接透射（或侧向透射）。
影响双层墙隔声能力的因素：
a. 空气层的厚度 最小厚度5cm，最佳厚度8 ~12cm
b. 双层墙的固有振动频率及共振
固有频率：
f0
600 L
11 m1 m2
减振作用
当入射声的频率与固有共振频率接近时，发生共振，隔 声量大幅度下降；当入射声频率 f 2 f0 时，双层墙的隔 声量才有明显地提高。
砖墙、混凝土墙 f0< 25 Hz；而轻质墙 L<3mm，f0>200Hz 易发生共振。为了消除共振，可在空气层中悬挂或铺设多孔 材料。
声波在建筑物中的传播途径 控制空气噪声和固体噪声需用不同方法
二、透射系数和隔声量
1. 透射系数
E E0
2. 隔声量
R 10lg 1 ( S 11S22 Sn3, 1 R 0 /1)0
S 1S2 Sn
表示声音透射多少。透射系数越小，隔声量就越大，隔
声性能就越好。
构件在各个频率下隔声性能不同，可用频带隔声量表示，
若墙体上开孔或缝隙会使墙体的隔声量显著降低。
开孔的影响
几种材料的隔声量及其吻合效应
几种材料厚度和临界频率的关系
二、双层均质密实墙的隔声 采用有空气间层的双层墙或多层墙，具有相同隔声量时
可以明显地减轻建筑结构的重量。 在空气间层中还可填充吸声材料。
入射噪声
透射噪声
双层墙提高隔声性能的原理：
当第一层墙受到入射声波的作用振动时，墙 间的空气层发生弹性变形，相当于具有减振作 用的“弹簧”，很大地减弱了传播到第二层墙 面的振动，提高了墙体的隔声量。
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。
50dB 75dB
100dB 50dB
80dB
50dB
影响声音在建筑材料中透射的主要因素：
建筑构件的透射系数和表面情况、墙体的质量、共振、 吻合现象。
3.2.4 墙体、门窗及屋顶隔声
一、单层均质密实墙的隔声 1. 质量定律 声波无规入射到有限大墙板时，单层均质墙对空气声的 隔声能力与声音的频率、劲度、阻尼、质量等因素有关。
④ 对于多孔性墙板，应降低其透气性，可在墙板两侧抹上 石灰砂浆；
⑤ 轻质墙通常固定在龙骨上，在板材和龙骨间加弹性垫层 会增加隔声量。
（多层复合、双墙分立、薄板叠合、弹性联结、加填吸声材 料、增加结构阻尼）
轻型墙体材料主要有：纸面石膏板、珍珠岩石膏板、加 气混凝土板等，m 约几十kg/m2（砖墙为530 kg/m2 ）。
为提高轻质墙的隔声效果，可采取以下措施： ① 增加空气层厚度到7.5cm以上，隔声量可提高8~10dB；
② 用松软材料填充空气层可提高隔声量2~8dB；
③ 将多层密实材料用多孔弹性材料分隔，做成夹层结构。 应使各层材料的质量不同，避免吻合效应引起结构的共振；
c. 声桥 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。
d. 吻合效应 若两层墙的面密度和厚度均相同，隔声量曲线将出现
深的吻合谷。
三、轻质墙的隔声
轻型建筑材料的质量比较小，往往隔声量不能满足要求。 建筑中的分户墙（24墙）平均隔声量为53dB，而轻型墙 体的平均隔声量只有30dB，噪声干扰大。