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材料吸声和材料隔声的区别在于,材料吸声着眼于声源一侧反射声能的大小,目标是反射声能要小。吸声材料对入射声能的衰减吸收,一般只有十分之几,因此,其吸声能力即吸声系数可以用小数表示;材料隔声着眼于入射声源另一侧的透射声能的大小,目标是透射声能要小。隔声材料可使透射声能衰减到入射声能的10-3~10-4或更小,为方便表达,其隔声量用分贝的计量方法表示。
这两种材料在材质上的差异是:吸声材料对入射声能的反射很小,这意味着声能容易进入和透过这种材料;这种材料的材质应该是多孔、疏松和透气,这就是典型的多孔性吸声材料,在工艺上通常是用纤维状、颗粒状或发泡材料以形成多孔性结构;结构特征是:材料中具有大量的、互相贯通的、从表到里的孔,也即具有一定的透气性。当声波入射到多孔材料表面时,引起孔中的空气振动,由于摩擦阻力和空气的黏滞阻力以及热传导作用,将相当一部分声能转化为热能,从而起吸声作用。隔声材料对减弱透射声能,阻挡声音的传播,就不能如同吸声材料那样多孔、疏松、透气,相反它的材质应该是重而密实,如钢板、铅板、砖墙等一类材料。隔声材料材质的要求是密实无孔隙或缝隙;有较大的重量。由于这类隔声材料密实,难于吸收和透过声能而反射能强,所以它的吸声性能差。
在工程上,吸声处理和隔声处理所解决的目标和侧重点不同,吸声处理所解决的目标是减弱声音在室内的反复反射,也即减弱室内的混响声,缩短混响声的延续时间即混响时间;在连续噪声的情况下,这种减弱表现为室内噪声级的降低,此点是对声源与吸声材料同处一个建筑空间而言。而对相邻房间传过来的声音,吸声材料也起吸收作用,从而相当于提高围护结构的隔声量。隔声处理则着眼于隔绝噪声自声源房间向相邻房间的传播,以使相邻房间免受噪声的干扰。可以看出,利用隔声材料或隔声构造隔绝噪声的效果比采用吸声材料的降噪效果要高得多。这说明,当一个房间内的噪声源可以被分隔时,应首先采用隔声措施;当声源无法隔开又需要降低室内噪声时才采用吸声措施。
吸声材料的特有作用更多地表现在缩短、调整室内混响时间的能力上,这是任何别的材料代替不了的。由于房间的体积与混响时间成正比的关系,体积大的建筑空间混响时间长,从而影响了室内的听闻条件,此时往往离不开吸声材料对混响时间的调节。对诸如院、会堂、音乐厅等大型厅堂,可按其不同听音要求,选用适当的吸声材料,结合体型调整混响时间,达到听音清晰、等不同主观感觉的要求。从这点上说,吸声材料显示了它特有的重要性,所以通常说的声学材料往往指的就是吸声材料。
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隔声材料在物理上有一定弹性,当声波入射时便激发振动在隔层内传播。当声波不是垂直入射,而是与隔层呈一角度 θ 入射时,声波波前依次到达隔层表面,而先到隔层的声波激发隔层内弯曲振动波沿隔层横向传播,若弯曲波传播速度与空气中声波渐次到达隔层表面的行进速度一致时,声波便加强弯曲波的振动,这一现象称吻合效应。这时弯曲波振动的辐度特别大,并向另一面空气中辐射声波的能量也特别大,从而降低隔声效果。产生吻合效应的频率fc为:fc=co2/2 π sin2 θ [12 ρ (1- σ 2)/eh2]1/2 (9)式中 ρ 、 σ 、e分别为隔层材料的密度、泊松比和杨氏模量,h是隔层厚度。任意吻合频率fc与声波入射角 θ 有关。在大多数房间中的声场都接近于混响声场,到达隔层的入射角从0°到90°都有可能,因此吻合频率出现在从掠入射( θ=90°) 的fc0开始的一个频率范围,也就是说吻合效应使某一频率范围的隔声效果变差。一般这一频率范围发生在中高频。从质量定律知道,中高频隔声量较大,除了内阻尼很小的金属板外,因吻合效应使中高频隔声量降低的现象,不会引起很大的麻烦。
双层隔声结构:根据质量定律,频率降低一半,传递损失要降6db;而要提高隔声效果时,质量增加一倍,传递损失增加6db。在这一定律支配下,若要显著地提高隔声能力,单靠增加隔层的质量,例如增加墙的厚度,显然不能行之有效,有时甚至是不可能的,如航空器上的隔声结构。这时解决的途径主要是采用双层以至多层隔声结构。双层隔声结构,单位面积质量分别为m1、m2,中间空气层厚度为l。双层结构的传递损失可以进行理论计算,结果比较复杂,在不同频率范围可以得到不同的简化表示,这里只作定性介绍。两个隔层与中间空气层组成一个共振系统,共振频率为fr(m的单位为kg/m2,l的单位为m):fr=60/√m1m2l/(m1+m2) (10)
在此共振频率附近,隔声效果大为降低。不过对于重墙来说,此频率已低于可闻频率范围。例如m1为半砖墙250kg/m2,m2为一砖墙500kg/m2,空气层厚度0?5m,这时共振频率在7hz左右。对于轻结构双层隔声,共振频率可能落在可闻频率范围内,例如两层铝板分别为5?2kg/m2和2?6kg/m2,中间空气层5cm,可计算出共振频率约为200hz。这时应在两板间填塞阻尼材料,以抑制板的振动。一般若用薄钢板做双层隔声结构时,钢板上都涂好阻尼层来抑制钢板的振动。
在共振频率fr以下,双层隔声的效果如同没有空气层的一层(m1+m2)的隔声效果;在fr以上一段频率范围,双层隔声效果接近于两个单层隔声的传递损失之和;在更高的频率,当空气层厚度l为四分之一波长的奇数倍时,双层隔声效果相当于两个单层的传递损失之和再加6db,l为波长的偶数倍时,双层隔声效果相当于两个单层合在一起的传递损失再增加6db,在其它频率,传声损失在这两个值之间。所以在总体上,当频率大于fr时,双层隔声结构显著地提高了隔声效能。一般双层隔声结构的两层,不用相同厚度的同一种材料,以避免这两层出现相同的吻合频率。
质量定律;对于隔墙隔声[1]存在一个普遍的规律,即材料越重(面密度,或单位面积质量越大)隔声效果越好。对于单层密致匀实墙,面密度每增加一倍,隔声量在理论上增加6dB,这种规律即为质量定律。对于双层的纸面石膏板墙,质量定律发挥着重要作用,即增加板的层数或厚度都可以获得隔声量的提高。由于龙骨双层墙系统声频振动形式非常复杂,故质量定律的体现要比单纯的单层墙复杂。单层纸面石膏板的隔声效果很差,例如:12mm厚、面密度10kg/m2左右的纸面石膏板标准计权隔声量Rw=29dB。即使将四层这样的纸面石膏板叠和在一起隔声量理论上Rw也只能达到41dB。轻型匀质墙体,如石膏砌块、加气混凝土板、膨胀岩板、轻质圆孔板等,面密度大多在60-100kg/m2,受到质量定律的限制,隔声量Rw=35-40dB。对于单层重墙,面密度大于250kg/m2,如120砖墙,90厚空心混凝土砌块、100厚混凝土墙板等,隔声量Rw可达45dB左右,面密度超过500kg/m2的240砖墙、200厚混凝土墙等的隔声量可达50-55dB左右。
一切声屏障的样式都是根据直立型声屏障而进行设计或改变。直立声屏障在我国目前常用的声屏障形状,一般都是直接放在地上,设置直立型声屏障抗风载能力强,不会轻易跌倒,从安装方面来说构造简单、 易于安装建造,不需要过于复杂的操作,这样会降低工程成本;还有日后的声屏障维修更换也是比较容易的。直立型声屏障往往靠增加屏体高度,增加声屏障降噪效果;直立型声屏障常常用于工厂 厂房、小区等对于降噪要求不是特别高场所。其次是对顶部折角声屏障的介绍。顶部折角声屏障是在直立型声屏障基础上进行隔音设计的。顶部折角型声屏障是在直立式声屏障基础上,把声屏障上部折向道路方向,折角小于45度,面向道路的一侧通常做成吸声表面。声屏障的支撑件多采用h型钢。这种声屏障可增加声程差,提高降噪效果,但用材有一定要求,施工技术高。为降低风荷载,使声屏障,一般大于5m的声屏障采用折角型声屏障。后是对弧形声屏障的介绍。弧形式声屏障可以分为大弧形声屏障和小弧形声屏障, 它则结合了直立式声屏障和顶部折臂式声屏障的特点。不仅抗风载能力强,安装简捷,外形美观大方,而且降噪效果也很好,适用于各个场合及各种高度的声屏障。顶部弧形声屏障结构设计的目的一般是使从屏障顶部绕射的衍射声得到有效衰减,弧形声屏障都是一次成型的,可以根据客户需要制定成型厚度可定制成:80mm 或者100mm。
声屏障的出现,带来了静音的,它们所展现的,不仅仅是城市建设中的美感,更是隔音上的优势。那么,使用它们,佳的优势是什么呢?隔音分贝高。用于隔音,是它们的基本性能。它们虽然在市场中只有几年的光景,其所拥有的市场销售,却普及了我国的各个城市。据了解,在每一个城市中,它们都有所使用。公路道路上有公路声屏障的使用,铁路道路上有铁路声屏障的使用。隔音分贝,也因使用场合的不同,制作材质,专属性能的不同,而具备着佳,比如公路声屏障的隔音分贝高于汽车鸣笛的一百二十,在隔声屏障的另一端,我们几乎听不到汽车鸣笛。使用寿命长。此种隔声屏障不同于其他产品,它们耸立于城市道路中,城市空间中,不仅具备隔音的,其所拥有的坚固性,稳定性以及抗震抗击性,更是拥有长寿命的基础,是静化城市静化道路的主要优势。因此,想要隔音,塑造城市之中的一片宁静,不去采用砖瓦泥石,不去自行佩戴耳塞,隔声屏障的建立,便是用于隔音,安静空间与城市的佳方式!强势隔音,就选汉威声屏障,以上就为选择的佳理由!不仅如此,城市声屏障不仅仅可以解决噪音问题,它还成为城市中一道靓丽的风景线!
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