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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(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 (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(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(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。

雙層隔聲結構：根據(jù)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(nèi)，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(shù)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(shù)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(xiàn)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(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雜，故質量定律的體現(xiàn)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。


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(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。



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反射聲能的大小，目標是反射聲能要小。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的透射聲能的大小，目標是透射聲能要小。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,其隔聲量用分貝的計量方法表示。

這兩種材料在材質上的差異是：吸聲材料對入射聲能的反射很小，這意味著聲能容易進入和透過這種材料；這種材料的材質應該是多孔、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構；結構特征是：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作用，將相當一部分聲能轉化為熱能，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。

在工程上，吸聲處理和隔聲處理所解決的目標和側重點不同，吸聲處理所解決的目標是減弱聲音在室內(nèi)的反復反射，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，從而相當于提高圍護結構的隔聲量。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?？梢钥闯觯酶袈暡牧匣蚋袈晿嬙旄艚^噪聲的效果比采用吸聲材料的降噪效果要高得多。這說明，當一個房間內(nèi)的噪聲源可以被分隔時，應首先采用隔聲措施；當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?shù)奈暡牧?結合體型調整混響時間，達到聽音清晰、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，所以通常說的聲學材料往往指的就是吸聲材料。



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