隔音聲學概況
隔音是指通過某種物品把聲音或噪音隔絕、隔斷、分離等,因此就需要隔音材料。材料一側的入射聲能與另一側的透射聲能相關的分貝數就是該材料的隔音量。
隔音聲學:不透氣的固體材料,對於空氣中傳播的聲波都有隔音效果,隔音效果的好壞最根本的一點是取決於材料單位面積的質量。 隔層材料在物理上有一定彈性,當聲波入射時便激發振動在隔層內傳播。當聲波不是垂直入射,而是與隔層呈一角度θ入射時,聲波波前依次到達隔層表面,而先到隔層的聲波激發隔層內彎曲振動波沿隔層橫向傳播,若彎曲波傳播速度與空氣中聲波漸次到達隔層表面的行進速度一致時,聲波便加強彎曲波的振動,這一現象稱吻合效應。這時彎曲波振動的輻度特別大,並向另一面空氣中輻射聲波的能量也特別大,從而降低隔聲效果。[1]
隔音聲學密度
隔音,相對兩個空間的,隔音的主要作用就是隔斷聲音從一個空間到另一個空間,防止噪聲的干擾。隔音材料材質的具體要求是:密實無孔隙、有較大的重量.但是一般在進行降噪處理時都是吸、隔音相結合來治理,即運用隔音隔斷外來的噪聲及室內噪聲傳於外面,再用吸音調解室內的混響聲.建築物的圍護結構如牆體、門、窗、樓板及屋頂的隔音,直接涉及戶外交通、施工以及鄰居生活噪聲的傳入和工廠生產設備噪聲、機房以及迪斯科舞廳等室內高噪聲的向外傳播影響周圍環境。因此,建築隔音材料是獲得安靜聲環境的技術保證,室內低的環境噪聲也是室內良好音質的基本條件.隔音就是降低從聲源到目的地的聲壓級水平.從能動性角度看,隔音措施分為主動和被動兩種;但常採用的是被動方法----即使聲能轉化為另一種形式的能量消耗掉。
隔音聲學結構
根據質量定律,頻率降低一半,傳遞損失要降6dB;而要提高隔音效果時,質量增加一倍,傳遞損失增加6dB。在這一定律支配下,若要顯著地提高隔音能力,單靠增加隔層的質量,例如增加牆的厚度,顯然不能行之有效,有時甚至是不可能的,如航空器上的隔聲結構。這時解決的途徑主要是採用雙層以至多層隔音結構。雙層隔音結構模型見圖8,單位面積質量分別為m1、m2,中間空氣層厚度為L。雙層結構的傳遞損失可以進行理論計算,結果比較複雜,在不同頻率範圍可以得到不同的簡化表示,這裡只作定性介紹。一般雙層隔音結構的兩層,不用相同厚度的同一種材料,以避免這兩層出現相同的吻合頻率。在設計和施工中要特別注意,兩層之間不能有剛性連線。破壞了固體——空氣——固體的雙層結構,把兩層固體隔層由剛性構件相連,使兩個隔層的振動連在一起,隔音量便大為降低。尤其是雙層輕結構隔聲,相互之間必須相互支撐或連線時,一定要用彈性構件支撐或懸吊,同時注意需要分割的兩個空間之間,不能有縫或孔相通。“漏氣”就要漏聲,這是隔音的實際問題。
隔音建築體系
為了合理地選用材料,提高建築物吸音和隔音處理的效果,首先從概念上將吸音、隔音、吸音材料、隔音材料區別開來,應當是建築物噪聲控制中首要的基本問題。大部分國家八十年代及以前的建築,隔牆大多採用粘土磚,240mm粘土磚牆的隔音量在50dB以上,隔音效果好。但當今的建築隔牆已發生了根本性的變化.一方面,為了環保需要,建築已禁止使用粘土磚,因為製作粘土磚會破壞耕地;另一方面,由於新型建築體系以及高層建築要求自重輕,使隔牆結構趨向於輕薄。輕質牆體的隔音量普遍較低,單層牆一般都達不到50dB.通常在45dB以下,這就使得隔音效果與傳統的粘土磚牆相比要差。目前常用的隔牆材料和構件主要有5大類,它們的隔音狀況大體如下:
(1).混凝土牆200mm以上厚度的現澆實心鋼筋混凝土牆的隔音量與240mm粘土磚牆的隔音量接近,150~180mm厚混凝土牆的隔音量約為47~48dB,但面密度200kg/m2的鋼筋混凝土多孔板,隔音量在45dB以下。
(2).砌塊牆砌塊品種較多,按功能劃分有承重和非承重砌塊。常用砌塊主要有陶粒、粉煤灰、爐渣、砂石等混凝土空心和實心砌塊;石膏、矽酸鈣等砌塊。
(3).條板牆砌築隔牆的條板通常厚度為60mm~120mm,面密度一般小於80kg/m2,具備質輕、施工方便等優點。
條板牆可再細劃為兩個分類:一類是用無機膠凝材料與集料製成的實心或多孔條板,如(增強)輕集料混凝土條板、蒸壓加氣混凝土條板、鋼絲網陶粒混凝土條板、石膏條板等,這類單層輕質條板牆的隔音量通常在32~40dB之間;另一類是由密實面層材料與輕質芯材在生產廠預複合成的預製夾芯條板,如混凝土岩棉或聚苯夾芯條板、纖維水泥板輕質夾芯板等。預製夾芯條板牆的隔音量通常在35~44dB之間。
(4).薄板複合牆薄板複合牆是在施工現場將薄板固定在龍骨的兩側而構成的輕質牆體。薄板的厚度一般在6mm-12mm,薄板用作牆體面層板,牆龍骨之間填充岩棉或玻璃棉。薄板品種有紙面石膏板、纖維石膏板、纖維水泥板、矽鈣板、鈣鎂板等.薄板本身隔音量並不高,單層板的隔音量在26~30dB之間,而它們和輕鋼龍骨、岩棉(或玻璃棉)組成的雙層中空填棉複合牆體,卻能獲得較好的隔音效果.它們的隔音量通常在40~49dB之間.增加薄板層數,牆的隔音量可大於50dB。
(5).現場噴水泥砂漿面層的芯材板牆該類隔牆是在施工現場安裝成品芯材板後,再在芯材板兩面噴復水泥砂漿面層。常用芯材板有鋼絲網架聚苯板、鋼絲網架岩棉板、塑膠中空內模板。這類牆體的隔音量與芯材類型及水泥砂漿面層厚度有關,它們的隔音量通常在35~42dB之間.。