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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。
常见的隔音门主要有下列三种:(1)填芯隔音门:用玻璃棉丝或岩棉填充在门扇芯内,门扇缝口处用海绵橡皮条封;(2)外包隔音门:在普通木门扇外面包裹一层人造革,人造革内填塞岩棉,并将通长的人造革压条用泡钉钉牢,四周缝隙用海绵橡皮条粘牢封严;(3)隔音防火门:在门扇木框架中嵌填岩棉等吸音材料,外部用石棉板、镀锌铁皮及耐火纤维板镶包,四周缝隙用海绵橡皮条粘牢封严。
根据中华人民共和国隔声门标准,隔声门计权隔声量分别:达到Rw≥45为Ⅰ级隔声门,达到45>Rw≥40为II级隔声门,达到40>Rw≥35为III级隔声门,达到35>Rw≥30为IV级隔声门,达到30>Rw≥25为V级隔声门;目前国内有产家机构设计出单开隔声量RW≥53,双开RW≥47优于甲级钢质防火隔声门,不仅能有效降低、隔绝声污染,同时具备防火,达到国外先进的水平,符合且超越了 "十一五"关于推广"单扇防火隔声门"项目的要求。
制作隔声门时,门扇芯内应用超细玻璃棉丝或岩棉填塞,但不宜挤压密实,应保持其松软状态,以确保其隔音效果。门扇与门框之间的缝隙,应用海绵橡皮条等弹性材料嵌入门框上的凹槽中,粘牢卡紧。海绵橡皮条的截面尺寸,应比门框上的凹槽宽度大1mm,并凸出框边2mm,保证门扇关闭后能将缝隙处挤紧打严。双扇隔声门的门扇搭接缝,应做成双L形缝口。在搭接缝的中间,应设置海绵橡皮条。门扇关闭时,搭接缝两边将海绵橡皮条挤紧,门扇之间应留2mm宽的缝隙,接头处木材与木材不应直接接触。
外包隔声门宜用人造革进行包裹。在人造革与木门扇之间应填塞岩棉毯,然后用双层人造革压条规则地压在门扇表面,再用泡钉钉牢,人造革表面应包紧、绷平。在隔声门扇底部与地面间应留5mm宽的缝隙,然后将3mm厚的橡皮条用通长扁铁压钉在门扇下部,与地面接触处橡皮条应伸长5mm,封闭门扇与地面间的缝隙。有防水要求的隔声门,门扇可用耐火纤维板制作,两面各镶钉5mm厚的石棉板,再用26号镀锌铁皮满包,外露的门框部分亦应包裹镀锌铁皮。隔声门的五金,应与隔声门的功能相适应,如合页应选用无声合页等。声波透射过门的途径主要是门扇和门缝,因此,要获得高隔声量的隔声门就必须从上述两方面着手。
现时塑钢门窗的款式多样,除了传统的内外平开、推拉式和折叠式以外,还有内平开上悬门窗、推拉上悬门窗、推拉下悬门窗等款。在颜色方面,市面上常见的塑钢门窗多以白色为主,因为白色或灰色PVC型材耐侯性和光照稳定性好,但也出现了彩色型材,装饰设计更有自由发挥空间,更具个性化。虽价钱较高,但市场潜力仍然巨大。塑钢门窗的密封性能好,保证了隔音效果。但同时也带来空气流通不足的弱点。厂家针对这一情况,开发了在关闭窗户时使用的通风器,既不影响隔音,又保证了室内外空气的交换。通风器可安装在窗与窗线之间,不占地方。价格从1000元到6000元不等,视乎质量与规格而定。如果想定时开关窗,可以选择市面上新推出的定时自动开关器。其价格大概在2000元左右。
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