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有面密度較大、較厚的輕質隔墻,如加氣混凝土板、石膏砌塊等,吻合頻率往往會出現(xiàn)在250-2000Hz的范圍內,越重越厚的輕質板,越在隔聲曲線的低頻范圍內出現(xiàn)很深的“吻合谷”,嚴重限制了墻板的隔聲。即使做成雙層墻,中間附有空氣層,也會因為吻合效應的疊加造成隔聲性不高,例如雙層90加氣混凝土板,中空50mm,隔聲量只能達到48dB左右,而同樣重量的雙排龍骨六層12mm石膏板墻的隔聲量可達60dB,這主要是因為12石膏板的吻合頻率高,吻合效應沒有90加氣混凝土板強烈。
聲橋:板材直接固定在龍骨上時,受聲一側板的振動會通過龍骨傳到另一側板,這種象橋一樣傳遞聲能的現(xiàn)象被稱為聲橋。聲橋越多、接觸面積越大、剛性連接越強,聲橋現(xiàn)象越嚴重,隔聲效果越差。在板材和龍骨之間加彈性墊,如彈性金屬條或彈性材料墊對紙面石膏板墻隔聲有一定的改善量,多可以提高3dB。此外,輕鋼龍骨本身剛度比較小,對兩側板材的聲橋作用要好于矩形截面的木龍骨和石膏龍骨,輕鋼龍骨石膏板隔墻要比相同構造的木龍骨和石膏龍骨隔墻隔聲效果好。
對于輕鋼龍骨石膏板墻,為了減少聲橋,獲得更高的隔聲量,有時將龍骨結構做成錯列結構和雙層結構。錯列結構是豎龍骨錯列分立,兩邊板不同時固定在一根龍骨上,天地龍骨共用一套;雙層結構是天地龍骨和豎龍骨分別做兩層,中間沒有任何連接,板固定在各自的龍骨上。理論上講,錯列龍骨隔墻隔聲優(yōu)于普通龍骨隔墻,可以提高1-3dB;雙層龍骨隔墻隔聲優(yōu)于錯列龍骨隔墻,比普通龍骨隔墻可以提高7-8dB。隔聲量提高是聲橋減弱了的緣故。
板縫和孔洞:隔墻上如果出現(xiàn)縫隙和孔洞,會大大降低隔墻的隔聲量。假如隔墻墻體本身的隔聲量達到50dB,而墻上有萬分之一的縫隙和孔洞,則綜合隔聲量將下降到40dB。為了防止石膏板墻和原結構之間的縫隙,通常在墻體四周安裝龍骨時墊入塑料彈性膠條。另外,當每面兩層石膏板時,應錯縫安裝,里層可以不勾縫,只對外層勾縫,這對隔墻隔聲量影響不大。但是每面一層板時必須勾縫,否則隔聲量將會下降12-17dB。
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。由于對噪聲控制的手段缺乏了解,“吸聲”和“隔聲”作為完全不同的概念,常常被混淆了。玻璃棉、巖礦棉一類具有良好吸聲性能但隔聲性能很差的材料被誤稱為“隔聲材料”,早年一些以植物纖維為原料制成的吸聲板被命名為“隔聲板”并用以解決建筑物的隔聲問題……。為了合理使用材料、提高建筑物噪聲控制效果,對“吸聲”和“隔聲”這兩個概念有進一步了解和明確的必要。
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、硬質纖維板等能夠將板塊四周固定,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(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(xiàn)象,不會引起很大的麻煩。
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