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中空玻璃是由兩層或多層平板玻璃構成,四周用度氣密性好的復合粘劑將兩片或多片玻璃與鋁合金框或橡皮條粘合,密封玻璃之間留出空間,沖入惰性氣體以獲取優(yōu)良的隔熱隔音性能。
由于玻璃間內封存的空氣或氣體傳熱性能差,因而產生優(yōu)越的隔音效果。中空玻璃還可以在夾層擺入不同的窗花,做出特殊的裝飾效果。在別墅裝修中尤為常見。
隔聲罩可以有效地阻隔噪聲的外傳,減少噪聲對環(huán)境的影響,但會給維修、監(jiān)視、管路布置等帶來不便,并且不利于所罩裝置的散熱,有時需要通風以冷卻罩內的空氣。
隔聲罩(sound insulation encasing、acoustic enclosure) 是一種可取的有效降噪措施,它把噪聲較大的裝置封閉起來,可以有效地阻隔噪聲的外傳和擴散,以減少噪聲對環(huán)境的影響
隔聲罩外殼由一層不透氣的具有一定重量和剛性的金屬材料制成,一般用2~3毫米厚的鋼板,鋪上一層阻尼層。阻尼層常用瀝青阻尼膠浸透的纖維織物或纖維材料(用瀝青浸麻袋布、玻璃布、氈類或石棉絨等),有的用特制的阻尼漿。
為了減少隔聲罩的體積和噪聲的輻射面積,其形狀應與該聲源裝置的輪廓相似,罩壁盡可能接近聲源設備的外殼;但也要考慮滿足檢修監(jiān)測方便、通風良好、進排氣及其消聲器正常工作的要求。此外,曲面形體應有較大的剛度,有利于隔聲。要盡量少用方形平行罩壁,以防止罩內空氣聲的駐波效應,使隔聲量出現低谷。
隔聲罩的壁材應具有足夠大的透射損失LTL。隔聲罩的罩壁材料可采用鉛板、鋼板、鋁板,壁薄、密度大的板材,一般采用2~3mm鋼板即可。
通過加筋或涂貼阻尼層,以抑制和避免鋼板之類的輕型結構罩壁發(fā)生共振和吻合效應,減少聲波的輻射。阻尼層的厚度應不小于罩壁厚度的2~4倍,一定要粘貼緊密牢固。
隔聲罩與機器之間不能有剛性連接,通常將橡膠或毛氈等柔性連接夾在兩者之間吸收振動,否則會將機器的振動直接傳遞給罩體,使罩體成為噪聲輻射面,從而降低隔聲效果。機器與基礎之間、隔聲罩與機器基礎之間均也需要隔振措施。
典型應用: 機器、設備隔聲罩; 空壓機、風機、水泵隔聲罩; 在線檢測隔聲罩; 空調室外機組隔聲罩; 車間辦公室、操作間
薄板復合墻:薄板復合墻是在施工現場將薄板固定在龍骨的兩側而構成的輕質墻體。薄板的厚度一般在6mm-12mm,薄板用作墻體面層板,墻龍骨之間填充巖棉或玻璃棉。薄板品種有紙面石膏板、纖維石膏板、纖維水泥板、硅鈣板、鈣鎂板等.薄板本身隔聲量并不高,單層板的隔聲量在26~30dB之間,而它們和輕鋼龍骨、巖棉(或玻璃棉)組成的雙層中空填棉復合墻體,卻能獲得較好的隔聲效果.它們的隔聲量通常在40~49dB之間.增加薄板層數,墻的隔聲量可大于50dB.
吸聲材料的應用:在雙層墻的空氣層中放置吸聲材料,將進一步提高雙層墻的隔聲量.并且吸聲材料的厚度愈大、吸聲材料的吸聲性能愈好,隔聲量的提高也就愈顯著.雙層墻空氣層中放置吸聲材料,對于輕質雙層墻來講,其效果比重質的雙層墻中更為顯著.
應注意聲橋的出現:雙層墻的空氣層之間應盡量避免固體的剛性連接──聲橋.若有聲橋存在,將破壞空氣層的彈性層作用,使隔聲量下降.空心板隔墻或空心砌塊隔墻的空心部分,雖然能減輕墻體重量,但對隔聲不利.對空心板、空心砌塊之類的建筑構件以及砌筑起來的空斗墻等,其內空腔不能誤認為是能起隔聲作用的空氣層.因為這些空腔的周圍是百分之百剛性連接的聲橋,完全不起空氣層的彈性作用.同材質的空心板與實心板相比,在面密度相同時,前者的隔聲量將低于或近似等于后者的隔聲量.
但是一般在進行降噪處理時都是吸、隔聲相結合來治理,即運用隔聲隔斷外來的噪聲及室內噪聲傳于外面,再用吸聲調解室內的混響聲.建筑物的圍護結構如墻體、門、窗、樓板及屋頂的隔聲,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(huán)境。因此,建筑隔聲材料是獲得安靜聲環(huán)境的技術保證,室內低的環(huán)境噪聲也是室內良好音質的基本條件.
抹灰層可增加隔聲量:孔洞與縫隙對隔聲有極大的不利影響,墻體上細的孔洞、縫隙會使高頻隔聲下降,隨著孔洞或縫隙的加大,高頻隔聲量逐漸下降,且影響向中、低頻擴展.一些輕骨料的空心砌塊墻,由于砌塊材料中存在大量相互貫通的小孔和細縫,砌塊砌筑完畢后必須在墻體表面進行抹灰(密封)處理,否則隔聲量很低.例如,某190mm厚陶??招钠鰤K砌筑的墻體,表面不抹灰時隔聲量低于20dB,抹灰層的厚度增加到30mm以后,墻體的隔聲量達到50dB.
隔音窗選用的鋁合金型材采用的優(yōu)質高強度工業(yè)用鋁型材,不同于普通鋁合金型材,專門用于嵌入特制的隔音玻璃,一般隔音窗的鋁合金外框屬于定制型,而非市面上通用的,能做到更、更密封;而塑鋼外框和斷橋鋁外框都是運用原來的型材直接切割加工,然后再進行組裝,外框與隔音玻璃之間的銜接密封型就不那么理想。特制的鋁合金外框剛性好,硬度高,用于隔音、防風塵比較適用。而塑鋼型材以及斷橋鋁型材主要用于隔熱、保溫的效果比較多。這里就要分別從塑鋼以及斷橋鋁型材的原理來講述。
影響空載噪聲的因素:鐵心產生噪聲的原因主要是在交變磁場作用下,硅鋼片的尺寸會發(fā)生小的變化。由于磁致伸縮的變化周期是電源頻率的半個周期,磁致伸縮引起的變壓器本體的振動,是以兩倍的電源頻率為基頻率的,所以硅鋼片的振動主要是由鐵磁材料的磁致伸縮特性引起的。磁致伸縮率大小與硅鋼片的材質有關。磁致伸縮率越大,則噪聲就越大。當磁場強度相同的情況下,材質好的硅鋼片磁致伸縮也小,因此噪聲也小。磁致伸縮率還與磁場強度有關,磁場越強,ε越大。磁致伸縮率還與硅鋼片表面是否涂漆及退火有關,因為涂層對硅鋼片有附著力,可防止硅鋼片變形。在同樣磁場強度下退火的硅鋼片比不退火的硅鋼片磁致伸縮要小很多,這是由于選擇好的退火工藝,可以成倍降低磁致伸縮。變壓器空載噪聲除與本身材質等有關外,還與接縫的情況有關。
影響空載噪聲的其它因素:(1)鐵心結構的影響。噪聲與心柱和鐵軛直徑、鐵心窗高、鐵心窗口寬度、鐵心質量有關。鐵心質量每降低1t,噪聲可降低1/3db(a)值。鐵心窗高與鐵心直徑的比值每減小0.1,變壓器噪聲就要降低2—3db。(2)空載噪聲的頻率是以兩倍電源頻率為其基頻的。鐵心中除了基頻磁通外,還有高頻磁通,所以空載噪聲頻率也存在二次以上的高頻頻波。當鐵心油箱的固有頻率與噪聲頻率接近時,將發(fā)生噪聲共振現象,使噪聲增大。因此,變壓器鐵心和油箱的固有頻率要避開一些高頻頻波。(3)為了防止鐵心共振,在設計低噪聲變壓器時,還要考慮鐵心的自振頻率。當變壓器的額定頻率為50hz時,鐵心的自振頻率應避開以下頻帶:75-125hz,165-235hz,275-325hz,375-425hz。如自振頻率避開共振頻帶,鐵心將不會產生共振。
隔聲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,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。產生吻合效應的頻率fc為:fc=co2/2 π sin2 θ [12 ρ (1- σ 2)/eh2]1/2 (9)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。從質量定律知道,中高頻隔聲量較大,除了內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象,不會引起很大的麻煩。
雙層隔聲結構:根據質量定律,頻率降低一半,傳遞損失要降6db;而要提高隔聲效果時,質量增加一倍,傳遞損失增加6db。在這一定律支配下,若要顯著地提高隔聲能力,單靠增加隔層的質量,例如增加墻的厚度,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采用雙層以至多層隔聲結構。雙層隔聲結構,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,結果比較復雜,在不同頻率范圍可以得到不同的簡化表示,這里只作定性介紹。兩個隔層與中間空氣層組成一個共振系統(tǒng),共振頻率為fr(m的單位為kg/m2,l的單位為m):fr=60/√m1m2l/(m1+m2) (10)
在此共振頻率附近,隔聲效果大為降低。不過對于重墻來說,此頻率已低于可聞頻率范圍。例如m1為半磚墻250kg/m2,m2為一磚墻500kg/m2,空氣層厚度0?5m,這時共振頻率在7hz左右。對于輕結構雙層隔聲,共振頻率可能落在可聞頻率范圍內,例如兩層鋁板分別為5?2kg/m2和2?6kg/m2,中間空氣層5cm,可計算出共振頻率約為200hz。這時應在兩板間填塞阻尼材料,以抑制板的振動。一般若用薄鋼板做雙層隔聲結構時,鋼板上都涂好阻尼層來抑制鋼板的振動。
在共振頻率fr以下,雙層隔聲的效果如同沒有空氣層的一層(m1+m2)的隔聲效果;在fr以上一段頻率范圍,雙層隔聲效果接近于兩個單層隔聲的傳遞損失之和;在更高的頻率,當空氣層厚度l為四分之一波長的奇數倍時,雙層隔聲效果相當于兩個單層的傳遞損失之和再加6db,l為波長的偶數倍時,雙層隔聲效果相當于兩個單層合在一起的傳遞損失再增加6db,在其它頻率,傳聲損失在這兩個值之間。所以在總體上,當頻率大于fr時,雙層隔聲結構顯著地提高了隔聲效能。一般雙層隔聲結構的兩層,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。
質量定律;對于隔墻隔聲[1]存在一個普遍的規(guī)律,即材料越重(面密度,或單位面積質量越大)隔聲效果越好。對于單層密致勻實墻,面密度每增加一倍,隔聲量在理論上增加6dB,這種規(guī)律即為質量定律。對于雙層的紙面石膏板墻,質量定律發(fā)揮著重要作用,即增加板的層數或厚度都可以獲得隔聲量的提高。由于龍骨雙層墻系統(tǒng)聲頻振動形式非常復雜,故質量定律的體現要比單純的單層墻復雜。單層紙面石膏板的隔聲效果很差,例如:12mm厚、面密度10kg/m2左右的紙面石膏板標準計權隔聲量Rw=29dB。即使將四層這樣的紙面石膏板疊和在一起隔聲量理論上Rw也只能達到41dB。輕型勻質墻體,如石膏砌塊、加氣混凝土板、膨脹巖板、輕質圓孔板等,面密度大多在60-100kg/m2,受到質量定律的限制,隔聲量Rw=35-40dB。對于單層重墻,面密度大于250kg/m2,如120磚墻,90厚空心混凝土砌塊、100厚混凝土墻板等,隔聲量Rw可達45dB左右,面密度超過500kg/m2的240磚墻、200厚混凝土墻等的隔聲量可達50-55dB左右。
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