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質(zhì)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(zhì)量越大)隔聲效果越好。對于單層密致勻?qū)崏?,面密度每增加一倍,隔聲量在理論上增?dB,這種規(guī)律即為質(zhì)量定律。對于雙層的紙面石膏板墻,質(zhì)量定律發(fā)揮著重要作用,即增加板的層數(shù)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(fù)雜,故質(zhì)量定律的體現(xiàn)要比單純的單層墻復(fù)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(biāo)準(zhǔn)計權(quán)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(dá)到41dB。輕型勻質(zhì)墻體,如石膏砌塊、加氣混凝土板、膨脹巖板、輕質(zhì)圓孔板等,面密度大多在60-100kg/m2,受到質(zhì)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(dá)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(dá)50-55dB左右。
共振頻率:任何隔墻都存在固有的共振頻率,當(dāng)聲波的頻率和墻的共振頻率一致時,墻體整體產(chǎn)生共振,該頻率的隔聲量將大大下降。一般地,墻體越厚重,共振頻率越低,當(dāng)共振頻率低于隔聲評價低參考頻率100Hz時,由于人耳聽覺特性對低頻不敏感,對隔聲量Rw的影響大大降低。對于12mm和15mm厚兩種不同面密度紙面石膏板存在不同共振頻率。12mm紙面石膏板面密度為10kg/m2,15mm紙面石膏板面密度約12kg/m2。15mm厚的紙面石膏板墻的共振頻率基本低于低考慮頻率范圍100Hz,因此共振頻率對15mm板構(gòu)造的墻體構(gòu)件隔聲性能影響較小。但對于12mm板,100Hz附近的隔聲性能影響較大,造成低頻100Hz、125Hz、200Hz處隔聲量比15mm板下降較多,主要是因為共振頻率的原因。
理論和實驗均表明,輕、薄、柔的墻fc高,吻合效應(yīng)弱;厚、重、剛的墻fc低,吻合效應(yīng)強(qiáng)。12mm、15mm紙面石膏板的fc分別為3.15KHz和2KHz左右。12mm板在3.15KHz處的隔聲量產(chǎn)生下降,15mm板在2KHz處的隔聲量下降更為嚴(yán)重,甚至下降的趨勢強(qiáng)過質(zhì)量定律,造成在這一頻率位置上隔聲量比12mm的板還低很多。雙層相同的板疊合的吻合頻率fc和單層板基本等同,由于雙層發(fā)生振動疊加,吻合效應(yīng)更加劇烈,吻合谷會變得更深。如果使用不同厚度的板進(jìn)行疊合,吻合谷將彼此錯開,且每個吻合谷都較淺,對隔聲性能有利。雙層板的劇烈吻合效應(yīng)是非常明顯的,會造成雙層15mm板構(gòu)造的隔墻在3150Hz附近的隔聲量反倒低于雙層12mm板的隔墻。一層12mm和一層15mm板疊合的隔墻比雙層15mm隔墻的面密度低,但隔聲量反倒會提高,這是吻合效應(yīng)被減弱的結(jié)果。
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材料吸聲和材料隔聲的區(qū)別在于,材料吸聲著眼于聲源一側(cè)反射聲能的大小,目標(biāo)是反射聲能要小。吸聲材料對入射聲能的衰減吸收,一般只有十分之幾,因此,其吸聲能力即吸聲系數(shù)可以用小數(shù)表示;材料隔聲著眼于入射聲源另一側(cè)的透射聲能的大小,目標(biāo)是透射聲能要小。隔聲材料可使透射聲能衰減到入射聲能的10-3~10-4或更小,為方便表達(dá),其隔聲量用分貝的計量方法表示。
這兩種材料在材質(zhì)上的差異是:吸聲材料對入射聲能的反射很小,這意味著聲能容易進(jìn)入和透過這種材料;這種材料的材質(zhì)應(yīng)該是多孔、疏松和透氣,這就是典型的多孔性吸聲材料,在工藝上通常是用纖維狀、顆粒狀或發(fā)泡材料以形成多孔性結(jié)構(gòu);結(jié)構(gòu)特征是:材料中具有大量的、互相貫通的、從表到里的孔,也即具有一定的透氣性。當(dāng)聲波入射到多孔材料表面時,引起孔中的空氣振動,由于摩擦阻力和空氣的黏滯阻力以及熱傳導(dǎo)作用,將相當(dāng)一部分聲能轉(zhuǎn)化為熱能,從而起吸聲作用。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(yīng)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(qiáng),所以它的吸聲性能差。
在工程上,吸聲處理和隔聲處理所解決的目標(biāo)和側(cè)重點不同,吸聲處理所解決的目標(biāo)是減弱聲音在室內(nèi)的反復(fù)反射,也即減弱室內(nèi)的混響聲,縮短混響聲的延續(xù)時間即混響時間;在連續(xù)噪聲的情況下,這種減弱表現(xiàn)為室內(nèi)噪聲級的降低,此點是對聲源與吸聲材料同處一個建筑空間而言。而對相鄰房間傳過來的聲音,吸聲材料也起吸收作用,從而相當(dāng)于提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)的隔聲量。隔聲處理則著眼于隔絕噪聲自聲源房間向相鄰房間的傳播,以使相鄰房間免受噪聲的干擾??梢钥闯?,利用隔聲材料或隔聲構(gòu)造隔絕噪聲的效果比采用吸聲材料的降噪效果要高得多。這說明,當(dāng)一個房間內(nèi)的噪聲源可以被分隔時,應(yīng)首先采用隔聲措施;當(dāng)聲源無法隔開又需要降低室內(nèi)噪聲時才采用吸聲措施。
吸聲材料的特有作用更多地表現(xiàn)在縮短、調(diào)整室內(nèi)混響時間的能力上,這是任何別的材料代替不了的。由于房間的體積與混響時間成正比的關(guān)系,體積大的建筑空間混響時間長,從而影響了室內(nèi)的聽聞條件,此時往往離不開吸聲材料對混響時間的調(diào)節(jié)。對諸如院、會堂、音樂廳等大型廳堂,可按其不同聽音要求,選用適當(dāng)?shù)奈暡牧?結(jié)合體型調(diào)整混響時間,達(dá)到聽音清晰、等不同主觀感覺的要求。從這點上說,吸聲材料顯示了它特有的重要性,所以通常說的聲學(xué)材料往往指的就是吸聲材料。
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薄板復(fù)合墻:薄板復(fù)合墻是在施工現(xiàn)場將薄板固定在龍骨的兩側(cè)而構(gòu)成的輕質(zhì)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(fù)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(shù),墻的隔聲量可大于50dB.
吸聲材料的應(yīng)用:在雙層墻的空氣層中放置吸聲材料,將進(jìn)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(zhì)雙層墻來講,其效果比重質(zhì)的雙層墻中更為顯著.
應(yīng)注意聲橋的出現(xiàn):雙層墻的空氣層之間應(yīng)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(gòu)件以及砌筑起來的空斗墻等,其內(nèi)空腔不能誤認(rèn)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(zhì)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(jìn)行降噪處理時都是吸、隔聲相結(jié)合來治理,即運(yùn)用隔聲隔斷外來的噪聲及室內(nèi)噪聲傳于外面,再用吸聲調(diào)解室內(nèi)的混響聲.建筑物的圍護(hù)結(jié)構(gòu)如墻體、門、窗、樓板及屋頂?shù)母袈?,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(chǎn)設(shè)備噪聲、機(jī)房以及迪斯科舞廳等室內(nèi)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(shù)保證,室內(nèi)低的環(huán)境噪聲也是室內(nèi)良好音質(zhì)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(xì)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(kuò)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(xì)縫,砌塊砌筑完畢后必須在墻體表面進(jìn)行抹灰(密封)處理,否則隔聲量很低.例如,某190mm厚陶粒空心砌塊砌筑的墻體,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(dá)到50dB.點擊查看維航金屬制品有限公司(渝北分公司)的【產(chǎn)品相冊庫】以及我們的【產(chǎn)品視頻庫】
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