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隔聲材料(Soundproof Materials),是指把空氣中傳播的噪聲隔絕、隔斷、分離的一種材料、構件或結構。對于隔聲材料,要減弱透射聲能,阻擋聲音的傳播,就不能如同吸聲材料那樣多孔、疏松、透氣,相反它的材質(zhì)應該是重而密實的,如鋼板、鉛板、磚墻等一類材料。隔聲材料材質(zhì)的要求是密實無孔隙或縫隙;有較大的重量。由于這類隔聲材料密實,難于吸收和透過聲能而反射能強,所以它的吸聲性能差。
隔聲材料:材料一、能過共振吸聲的方式的隔音材料有:石膏板、石棉水泥、膠合板、鋼板、鋁板以及硬質(zhì)纖維板。材料二、玻璃棉、麻棉毛氈、有機纖維材料、巖棉、礦棉以及聚苯乙烯泡沫塑料這幾種。材料三、石膏板、硬質(zhì)纖維板等能夠?qū)鍓K四周固定,然后連通板后的封閉空氣層,從而達到吸音隔音的效果。材料四、皮革、塑料薄膜、人造革等具有不透氣、張拉能力強而且柔軟的材料,通過聲音的共振頻率能夠有效阻隔聲音傳播。材料五、具有特殊功能的窗幕以及空間吸聲體。
凡是能用來阻斷噪聲的材料,統(tǒng)稱為隔聲材料。 隔音材料五花八門,日常人們比較常見的有實心磚塊、鋼筋混泥土墻、木版、石膏板、鐵板、隔聲氈、纖維板等等。 嚴格意義上說,幾乎所有的材料都具有隔音作用,其區(qū)別就是不同材料間隔音量的大小不同而已。同一種材料,由于面密度不同,其隔音量存在比較大的變化。 隔聲量遵循質(zhì)量定律原則,就是隔音材料的單位密集面密度越大,隔音量就越大,面密度與隔音量成正比關系。
隔音材料在物理上有一定彈性,當聲波入射時便激發(fā)振動在隔層內(nèi)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(fā)隔層內(nèi)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(xiàn)象稱吻合效應。這時彎曲波振動的輻度特別大,并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。
產(chǎn)生吻合效應的頻率fc為: fc=co2/2 π sin2 θ [12 ρ (1- σ 2)/eh2]1/2 式中 ρ 、 σ 、e分別為隔層材料的密度、泊松比和楊氏模量,h是隔層厚度。任意吻合頻率fc與聲波入射角 θ 有關。在大多數(shù)房間中的聲場都接近于混響聲場,到達隔層的入射角從0°到90°都有可能,因此吻合頻率出現(xiàn)在從掠入射( θ=90°) 的fc0開始的一個頻率范圍,也就是說吻合效應使某一頻率范圍的隔聲效果變差。一般這一頻率范圍發(fā)生在中高頻。從質(zhì)量定律知道,中高頻隔聲量較大,除了內(nèi)阻尼很小的金屬板外,因吻合效應使中高頻隔聲量降低的現(xiàn)象,不會引起很大的麻煩。
如果粗略的分類,門可以說是由門框、門扇、(觀察窗)和五金配件等構件組成的。而隔聲門與普通門的不同之處就在于門扇的吸聲材料、門墊子和自動底部封條等結構。正是這些特殊的設計可以有效地阻礙聲波的傳播而讓我們得到良好的密封性和隔聲量。為了保證有效,隔聲門有時也會要求安裝在具有隔音功能的墻和門框 中。
隔聲門的密封條和五金對隔聲門的質(zhì)量有相當大的影響。門的五金有很多種類,包括:門衛(wèi)裝置、止門器和門止檔、門環(huán)、門的消聲裝置、門 鎖、插銷等等。
對于門的密封條,根據(jù)它安裝位置的不同來分類的,有四周型、豎挺結構型和門底型。大約有十幾種的材料可以做為密封條原料。其它如門檻的類別也相當多,如:聯(lián)鎖式、插入乙烯基襯墊式、自動關閉式、在平面改變處的聯(lián)鎖式、平 鞍式等等。
隔聲門的隔聲量無疑是為關鍵的評價指標,一般隔聲門30dB的隔聲量較容易達到,而40dB以上的隔聲量還是比較困難的,需要注意很多細節(jié)才可 以達到,如門的密封、門檻結構等等。
細一點的包括門扇與門框的運輸方式也會影響到隔聲門整體安裝后的效果。通常隔聲門的密封處理,比增加門扇材料的厚度更 為重要,而門扇內(nèi)的吸聲材料密度也不宜太高,除了會產(chǎn)生門扇面板產(chǎn)生側鼓的情況外,過高的面密度內(nèi)置材料反而會使門扇隔聲量下降。
隔聲門的應用范圍相當廣,工業(yè)噪聲綜合治理、電臺的錄音門、演播廳、試聽室等等領域均有應用。對于制作材料來說門可分為:木質(zhì)門、鋼質(zhì)門、塑料門等等。
隔聲門多為鋼質(zhì)門,這種鋼質(zhì)門是由兩塊面板這間放入網(wǎng)狀鋼制肋條構成,內(nèi)部填充材料多為玻璃棉。面板常常會采用冷軋鋼板制作,因為它的表面比熱軋鋼板光滑,有時我們也會采用不銹鋼板等等。
由于隔聲門的特殊結構,使得它的厚度、面密度較普通門更高。因此隔聲門的五金件、密封條等配件就尤為重要。這些配件的質(zhì)量,可以說是決定隔聲門隔聲量和使用壽命的重要條件。
隔聲罩是用隔聲結件將噪聲源(產(chǎn)生噪聲的機械設備)罩在一個較小的空間,使噪聲很少傳出來的一種噪聲控制措施。隔聲罩的形狀常設計成接近聲源的外廓,并且盡量緊靠聲源安裝,使其體積縮小,降低造價。
吸音隔聲罩的應用相當廣,風機、水泵等各類聲源設備等等很多聲源治理會應用到這個隔聲吸音產(chǎn)品。它主要的設計原理是從聲波的傳播路徑上對噪聲源進行有效有的治理。由于每種聲源設備的外部尺寸、通風散熱等要求各不相同,因此往往它需要根據(jù)現(xiàn)場聲源情況設計加工生產(chǎn)。
為保證足夠的隔聲量,隔聲罩一般會采用0.5-2mm的鍍鋅鋼板、鋁板等金屬材料,有時在內(nèi)壁也會要求涂覆3-5mm的阻尼涂層材料以減少這些金屬外壁的共振或駐波現(xiàn)象;而在隔聲罩的壁內(nèi)層多是沖孔板內(nèi)覆吸聲材料等的結構,或直接粘貼一些聚脂類的吸音材料。
隔聲罩的作用原理是將噪聲源封閉在一個小空間內(nèi),以減小它對外輻射噪聲的一種圍護結構。因此,隔聲罩的整體結構必須根據(jù)聲源設備的結構進行設計,并沒有特別固定的外形或結構。
一般來說需要設計時采用質(zhì)輕、隔聲性能好的復合結構,隔聲罩內(nèi)也必須附加吸聲系數(shù)高的吸聲內(nèi)襯等等。根據(jù)一些特殊設備的工作特性,也會采用如隔振器、雙層密封結構、帶通風口結構、加吸聲材料的通風管結構等等。
隔音窗外框有三種:一種是鋁合金外框,一種是塑鋼外框,另一種是斷橋鋁外框。在選擇隔音窗的過程中,很多客戶疑惑,究竟是選擇哪種外框隔音效果更好?我們得從幾個方面來判斷:1、外框型材制作過程2、外框型材的主要用途3、材質(zhì)本身的密度4、使用壽命5、環(huán)保角度
目前市面上流行的用于制作隔音窗的玻璃有中空玻璃、真空玻璃和夾膠玻璃三種,這三種玻璃各有什么不同呢?中空玻璃起初被應用于隔熱,正規(guī)的中空玻璃,玻璃中氣體為惰性氣體。這樣的結構使得真正的中空玻璃門窗具有良好的隔音、隔熱性能。從噪音控制角度看,中空玻璃的空氣層越大,噪音的控制效果就越好。一般情況下,中空玻璃空氣層厚度常用9mm和12mm兩種規(guī)格;特殊情況可拉寬到20~100mm之間。真空玻璃并不是真的真空,一般會有30%或以上的空氣殘留。一般而言真空玻璃并不耐用,使用多年后會發(fā)生漏氣現(xiàn)象,導致隔音效果變差。適合作為隔音窗的玻璃是PVB夾層玻璃。這種玻璃的夾層膜是由聚乙烯醇縮丁醛樹脂,經(jīng)增塑劑塑化擠壓而成型的一種高分子材料。對無機玻璃有良好的粘結性。而且有透明、耐熱、耐寒、耐濕、機械強度高等特性。
開窗方式會影響隔音窗的密閉程度,常見的方式有兩種:平開窗,推拉窗。平開窗較小,主受力桿件的抗風壓性能較好;推拉窗相對較大,抗風壓性能不夠理想。平開窗一般用密封膠條進行密封,推拉窗用毛條,膠條的密封效果普遍優(yōu)于毛條。平開窗采用兩點鎖或天地鎖密封,效果較佳。推拉窗采用勾鎖或碰鎖,密封效果不夠。因此,平開窗在抗風壓、密閉性、保溫、隔音等方面,都要比推拉窗好。除此之外,還有一些新式的開窗方式也可以考慮。懸窗和倒窗,這兩個都具有良好的密閉性,只能打開100mm左右的縫隙,除了具有良好的防盜性外,刮風下雨時也不影響開窗,缺點是價格相對較高。
酒吧噪聲以低頻噪聲為主,穿透性強,影響范圍廣,酒吧營業(yè)主要在晚上,嚴重影響人們的休息,所以酒吧一般需要通過減震隔音吸聲的方法來控制噪聲。1、酒吧進出通道設計成“聲閘”結構。在現(xiàn)實中,大部分酒吧僅設一道門,無論該道大門隔聲性能如何優(yōu)越,在客人進出開關的時間里,酒吧聲波不可避免地產(chǎn)生泄漏。因此,設計上應在原大門距離不低于1.5M處再加設一道隔聲門,目的是使客人開啟第二道門時 道門已經(jīng)關閉,聲波無法泄出。2、門縫、門檻、門碰減少漏聲。過多的門縫間隙使大門隔聲效果大大降低,因此必須在該些部位采用膠條設計成密閉結構,通過膠條壓緊和空氣壓縮變形確保聲波無法從縫隙處漏聲。3、排氣口安裝寬頻消聲器。空調(diào)、排氣口在排放過程中會把噪聲一并帶出。必須加裝復合消聲器,在不影響正常排風前提下,將高中低寬頻聲波在消聲器內(nèi)得到基本。4、酒吧內(nèi)增設吸聲軟包。酒吧墻面、沙發(fā)、座椅應多采用吸聲材料,以降低室內(nèi)聲場的聲壓,同時也可調(diào)節(jié)酒吧音量音調(diào)更趨和諧動聽。5、梁柱及樓板增設減振阻尼層和隔聲層。音箱聲波發(fā)出后,聲波在空氣中產(chǎn)生高能量振動,一波一波對墻柱梁樓板產(chǎn)生聲波撞擊,其中低頻部分可以穿透水泥墻面并迅速上傳居民室內(nèi)。因此,必須將主梁、主柱及樓板加設彈性面層或吸隔聲中空共振層,以高能量聲波對主梁、主柱及樓板產(chǎn)生的撞擊。6、安裝音箱減振器或減振吊鉤。酒吧音箱通常放置地面或懸吊于橫梁四周,在播放強勁音樂時,音箱對地面、梁柱體或樓板產(chǎn)生與音樂頻率諧振的撞擊,進而以固體傳聲的形式以彈性波傳至樓上居民室內(nèi)。因此,必須采用鋪墊減振系統(tǒng)、增加減振吊鉤的形式,將點聲源所帶振動與建筑聯(lián)接點進行隔離。
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當前,噪聲已成為一種主要的環(huán)境污染,建筑物的聲環(huán)境問題越來越受到人們的關注和重視。選用適當?shù)牟牧蠈ㄖ镞M行吸聲和隔聲處理是建筑物噪聲控制工程中常用基本的技術措施之一。
隔聲材料對減弱透射聲能,阻擋聲音的傳播,就不能如同吸聲材料那樣多孔、疏松、透氣,相反它的材質(zhì)應該是重而密實,如鋼板、鉛板、磚墻等一類材料。隔聲材料材質(zhì)的要求是密實無孔隙或縫隙;有較大的重量。由于這類隔聲材料密實,難于吸收和透過聲能而反射能強,所以它的吸聲性能差。
吸聲材料如單獨使用,可以吸收和降低聲源所在房間的噪聲,但不能有效地隔絕來自外界的噪聲。當吸聲材料和隔聲材料組合使用,或者將吸聲材料作為隔聲構造的一部分,其有利的結果,一般都表現(xiàn)為隔聲結構隔聲量的提高。
為了合理地選用材料,提高建筑物吸聲和隔聲處理的效果,首先從概念上將吸聲、隔聲、吸聲材料、隔聲材料區(qū)別開來,應當是建筑物噪聲控制中首要的基本問題。
混凝土墻:200mm以上厚度的現(xiàn)澆實心鋼筋混凝土墻的隔聲量與240mm粘土磚墻的隔聲量接近,150~180mm厚混凝土墻的隔聲量約為47~48dB,但面密度200kg/m2的鋼筋混凝土多孔板,隔聲量在45dB以下.
現(xiàn)場噴水泥砂漿面層的芯材板墻:該類隔墻是在施工現(xiàn)場安裝成品芯材板后,再在芯材板兩面噴復水泥砂漿面層。常用芯材板有鋼絲網(wǎng)架聚苯板、鋼絲網(wǎng)架巖棉板、塑料中空內(nèi)模板。這類墻體的隔聲量與芯材類型及水泥砂漿面層厚度有關,它們的隔聲量通常在35~42dB之間.
目前有相當一部分的輕質(zhì)隔墻隔聲性能較差,單層墻的隔聲量滿足不了住宅分戶墻的低隔聲要求,僅能用于套內(nèi)隔墻。為提高輕質(zhì)隔墻的隔聲量,建筑聲學工作者都已進行了大量的研究工作,積累了一定的經(jīng)驗[4~11].
單層均勻密實墻板的隔聲量服從建筑聲學的“隔聲質(zhì)量定律”,即隔聲量與構件單位面積的重量成正比,面密度每增加一倍,隔聲量大約提高4~5dB.聲波投射于墻板時,重的墻比輕的墻不易激發(fā)振動,低的頻率比高的頻率容易激發(fā)振動,因此,重墻比輕墻隔聲好,高頻比低頻隔聲好.輕質(zhì)隔墻的面密度受限制,欲提高它們的隔聲量,應用雙層或多層復合構造.
空氣層的設置:采用雙層墻構造,并在兩層墻之間留一定空氣層間隙,由于空氣層的彈性層作用,可使總墻體的隔聲量超過質(zhì)量定律.
不同材質(zhì)的板可避免“吻合”現(xiàn)象:墻板被聲波激發(fā)進行彎曲振動時,在一定頻段會發(fā)生吻合效應,形成隔聲低谷.吻合頻率不僅與墻板剛度和面密度有關,而且隨板厚增加,頻率下移.雙層薄板復合墻兩面的墻板,選用兩種不同厚度或不同材質(zhì)的板,可防止兩板同時發(fā)生吻合現(xiàn)象,使得兩面板的吻合谷相互錯開,從而改善墻體的隔聲性能.
吸聲,對同一個空間,改變室內(nèi)聲場的特性。吸聲的主要作用是吸收室內(nèi)的混響聲,對直達聲不起作用,也就是說吸聲可提高音質(zhì),但對降噪能力效果不好;且吸聲材料是以多孔、疏散的材質(zhì),隔聲則是以密質(zhì)為主的;
隔聲,相對兩個空間的,隔聲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。隔聲材料材質(zhì)的具體要求是:密實無孔隙、有較大的重量.
隔聲就是降低從聲源到目的地的聲壓級水平.從能動性角度看,隔聲措施分為主動和被動兩種;但常采用的是被動方法----即使聲能轉(zhuǎn)化為另一種形式的能量消耗掉。
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