建筑声环境第十六章

1、2021-10-29第十五章 建筑隔声及设备减振1第一节第一节 空气声的隔绝空气声的隔绝第二节第二节 撞击声的隔绝撞击声的隔绝第三节第三节 设备减震设备减震2021-10-29第十五章 建筑隔声及设备减振2 传声传声 对于一个建筑空间，它的围蔽结构对于一个建筑空间，它的围蔽结构受到外部声场的作用或直接受到物体撞击而发生振受到外部声场的作用或直接受到物体撞击而发生振动，就会向建筑空间辐射声能，于是空间外部的声动，就会向建筑空间辐射声能，于是空间外部的声音通过围蔽结构传到建筑空间中来。音通过围蔽结构传到建筑空间中来。 隔声隔声 传到建筑空间内的声能总是小于外传到建筑空间内的声能总是小于外部的声音或

2、撞击的能量，所以说围蔽结构隔绝了一部的声音或撞击的能量，所以说围蔽结构隔绝了一部分作用于它的声能。部分作用于它的声能。 空气声隔绝空气声隔绝 围蔽结构隔绝的是外部声场围蔽结构隔绝的是外部声场的声能。的声能。 固体声（撞击声）隔绝固体声（撞击声）隔绝 是使撞击的能量是使撞击的能量辐射到建筑空间中的声能有所减少。辐射到建筑空间中的声能有所减少。 2021-10-29第十五章 建筑隔声及设备减振3一、构件对空气传声的隔声量及构件隔空气一、构件对空气传声的隔声量及构件隔空气声标准声标准1 1、透射系数和隔声量、透射系数和隔声量 （1 1）透射系数）透射系数 = E = E / E / E0 0 E E

3、0 0 入射声能；入射声能； E E 透过构件的声能。透过构件的声能。2021-10-29第十五章 建筑隔声及设备减振4（2 2）隔声量）隔声量 R R 材料的透射声能力以透射系数表示，但材料的透射声能力以透射系数表示，但在工程中习惯于以建筑部件的传声损失或在工程中习惯于以建筑部件的传声损失或隔声量表示。隔声量与透射系数之间的关隔声量表示。隔声量与透射系数之间的关系为：系为： R R 10 lg ( 1 / 10 lg ( 1 / ) dB ) dB 或：或： 10 10 R/10 R/10 2021-10-29第十五章 建筑隔声及设备减振5 如若一个构件透过的声能是入射声能的如若一个构件透过

4、的声能是入射声能的千分之一，则千分之一，则 0.001, R =30dB0.001, R =30dB。 越小，越小， R R越大，则构件的隔声性能越好。越大，则构件的隔声性能越好。 对于房屋建筑中任何一种既定的隔墙，对于房屋建筑中任何一种既定的隔墙，其两侧的声音强度之比是常数。也就是说，其两侧的声音强度之比是常数。也就是说，隔墙两侧的声压级差是一个不变的数值。两隔墙两侧的声压级差是一个不变的数值。两侧的声压级差愈大，隔墙的隔声量愈大。侧的声压级差愈大，隔墙的隔声量愈大。 2021-10-29第十五章 建筑隔声及设备减振6 ISO ISO建议把建筑部件自身的隔声性能按建议把建筑部件自身的隔声性能

5、按照一定的评价标准反映出来。就是将所测得照一定的评价标准反映出来。就是将所测得的隔声频率特性曲线，与规定的参考曲线，的隔声频率特性曲线，与规定的参考曲线，按一定的方法比较后读取的数值。具体的步按一定的方法比较后读取的数值。具体的步骤如下：骤如下：2、构件隔绝空气声的标准、构件隔绝空气声的标准2021-10-29第十五章 建筑隔声及设备减振7 a. a.画出构件的隔声频率曲线，参考曲画出构件的隔声频率曲线，参考曲线；线； b. b.将测得的将测得的1/31/3倍频带隔声量倍频带隔声量R R和标准和标准声压级差声压级差D DnTnT，整理成精确至，整理成精确至0.5dB0.5dB的值并的值并绘成曲

6、线；绘成曲线； c. c.将绘有相同坐标比例的参考曲线透将绘有相同坐标比例的参考曲线透明纸覆盖在上述明纸覆盖在上述R R和和D DnT nT 曲线上，使横坐标曲线上，使横坐标的标度对齐；的标度对齐；2021-10-29第十五章 建筑隔声及设备减振8 d. d.将绘有参考曲线的透明纸上下移动，将绘有参考曲线的透明纸上下移动，直至各频带满足以下两个条件不利偏差直至各频带满足以下两个条件不利偏差（指低于参考曲线的（指低于参考曲线的dBdB数）的总和：当采用数）的总和：当采用1/31/3倍频程频谱时不大于倍频程频谱时不大于32dB32dB，当采用倍频程当采用倍频程频谱时不大于频谱时不大于10dB10d

7、B。在其中任一频率的不在其中任一频率的不利偏差，当采用利偏差，当采用1/31/3倍频程频谱时不大于倍频程频谱时不大于8dB8dB，当采用倍频程频谱时不大于当采用倍频程频谱时不大于5dB5dB。2021-10-29第十五章 建筑隔声及设备减振9 e. e.这时参考曲线这时参考曲线500Hz500Hz点对应的点对应的dBdB数，就是该构件空气隔声指数，数，就是该构件空气隔声指数，以以I Ia a表示。表示。 注：参考曲线的走向是：注：参考曲线的走向是：100100400Hz400Hz是每倍频程增加是每倍频程增加9dB9dB，4004001250Hz1250Hz是每倍频程增加是每倍频程增加3dB3d

8、B，1250Hz1250Hz以上至以上至4000Hz4000Hz曲线平直。曲线平直。2021-10-29第十五章 建筑隔声及设备减振102021-10-29第十五章 建筑隔声及设备减振112021-10-29第十五章 建筑隔声及设备减振12 1、单层墙隔声频率特性的一般规律、单层墙隔声频率特性的一般规律 二、单层匀质密实墙的空气声隔绝二、单层匀质密实墙的空气声隔绝2021-10-29第十五章 建筑隔声及设备减振132021-10-29第十五章 建筑隔声及设备减振14 2 2、质量定律、质量定律 墙（无限大、无刚性、无阻尼的柔顺质墙（无限大、无刚性、无阻尼的柔顺质量）的隔声量理论计算公式：量）的

9、隔声量理论计算公式：垂直入射：垂直入射： R R0 0 = 10lg 1 + ( = 10lg 1 + ( mf / mf / 0 0c )c )2 2 dB dB 简化：简化： R R0 0 =20lg =20lgf f +20+20lglgm m43 dB43 dB2021-10-29第十五章 建筑隔声及设备减振15无规入射：无规入射： R = RR = R0 0 5 5 dBdB = 20 lg = 20 lg f f +20 +20 lglg m m 48 dB48 dB式中：式中： f f 入射声的频率，入射声的频率，Hz ;Hz ; m m 墙体的单位面积质量，墙体的单位面积质量，

10、kg / mkg / m2 2 。 墙的单位面积质量越大，隔声效果越好，墙的单位面积质量越大，隔声效果越好，单位面积质量每增加一倍，隔声量增加单位面积质量每增加一倍，隔声量增加6dB6dB。 复习题（复习题（9 9）、（）、（1010）2021-10-29第十五章 建筑隔声及设备减振163 3、吻合效应、吻合效应 实际上的单层匀质密实墙都有一定刚度的实际上的单层匀质密实墙都有一定刚度的弹性板，在被声波激发后，会产生受迫弯曲振弹性板，在被声波激发后，会产生受迫弯曲振动。动。 如果在斜入射声波的激发下，产生的受迫如果在斜入射声波的激发下，产生的受迫弯曲波的传播速度弯曲波的传播速度c ci i等于板

11、固有的自由弯曲波等于板固有的自由弯曲波传播速度传播速度c cb b, , 则称为发生了则称为发生了“吻合吻合”，这时板，这时板就非常就非常“顺从顺从”地跟随入射声波弯曲，使入射地跟随入射声波弯曲，使入射声能大量透射到另一侧。声能大量透射到另一侧。2021-10-29第十五章 建筑隔声及设备减振17 吻合谷吻合谷 入射声波如果是扩散入射声波如果是扩散入射，在入射，在f=fcf=fc（吻合频率）时，板的隔（吻合频率）时，板的隔声量下降很多，隔声频率曲线在声量下降很多，隔声频率曲线在fc fc 附近附近形成低谷。形成低谷。 吻合谷的深度和材料的内损耗因素吻合谷的深度和材料的内损耗因素有关，内损耗因素

12、越小（如钢、铝等材有关，内损耗因素越小（如钢、铝等材料），吻合谷越深。料），吻合谷越深。 薄、轻、柔的墙，薄、轻、柔的墙，fc fc 高；厚、重、高；厚、重、刚的墙，刚的墙，fc fc 低。低。2021-10-29第十五章 建筑隔声及设备减振182021-10-29第十五章 建筑隔声及设备减振19 2021-10-29第十五章 建筑隔声及设备减振20 下图为一樘钢木框架玻璃窗隔声量理论计下图为一樘钢木框架玻璃窗隔声量理论计算值与测量结果的比较。该玻璃窗的尺寸为算值与测量结果的比较。该玻璃窗的尺寸为2.7m2.7m2.15m2.15m，玻璃厚度为，玻璃厚度为7.94mm7.94mm，窗的面密，窗

13、的面密度为度为19.6kg/m19.6kg/m2 2。图中的比较可以清看出吻合。图中的比较可以清看出吻合效应的影响。效应的影响。 通常采用硬而厚的墙板来降低临界频率或通常采用硬而厚的墙板来降低临界频率或用软而薄的墙板提高临界频率，使之不出现在用软而薄的墙板提高临界频率，使之不出现在有重要影响的频率范围。有重要影响的频率范围。2021-10-29第十五章 建筑隔声及设备减振212021-10-29第十五章 建筑隔声及设备减振224 4、墙体孔洞对隔声量的降低值、墙体孔洞对隔声量的降低值 墙体上的孔洞墙体上的孔洞( (例如电线、管道穿墙的洞孔，门例如电线、管道穿墙的洞孔，门缝，以及墙体与天棚交接处

14、的缝隙等缝，以及墙体与天棚交接处的缝隙等) )，会使墙体的，会使墙体的隔声性能明显下降。图隔声性能明显下降。图3.2183.218表示根据理论计算的表示根据理论计算的墙体上的孔洞对隔声量的影响。如果在隔声量为墙体上的孔洞对隔声量的影响。如果在隔声量为40dB40dB、面积为、面积为10m10m2 2的墙体上留出面积为的墙体上留出面积为0.1m0.1m2 2的孔洞的孔洞( (即占墙板面积的即占墙板面积的1 1) )而不作特殊的声学处理，由图而不作特殊的声学处理，由图可知，墙体的隔声量就减少到可知，墙体的隔声量就减少到20dB20dB。 复习题（复习题（1111）、（）、（1212）2021-10

15、-29第十五章 建筑隔声及设备减振232021-10-29第十五章 建筑隔声及设备减振24 三、双层墙的空气声隔绝三、双层墙的空气声隔绝 仅靠增加墙体厚度来提高隔声量是不仅靠增加墙体厚度来提高隔声量是不经济的；增加了结构自重，也是不合理的。经济的；增加了结构自重，也是不合理的。 双层墙可以提高隔声能力的主要原因双层墙可以提高隔声能力的主要原因是空气间层的作用。是空气间层的作用。 空气间层可以看作是与两层墙板相连空气间层可以看作是与两层墙板相连的的“弹簧弹簧”，由于空气间层的弹性形变具，由于空气间层的弹性形变具有减振作用，使得传递给第二层墙板的振有减振作用，使得传递给第二层墙板的振动大为减弱，从

16、而提高了墙体总的隔声量。动大为减弱，从而提高了墙体总的隔声量。2021-10-29第十五章 建筑隔声及设备减振25双层墙体的隔声量双层墙体的隔声量 R = R0 + R 双层墙两侧墙体单位面积质量之和的单层双层墙两侧墙体单位面积质量之和的单层墙的隔声量墙的隔声量+ 空气间层的附加隔声量空气间层的附加隔声量 双层墙的隔声量与空气间层的厚度有关。双层墙的隔声量与空气间层的厚度有关。 声桥声桥 双层墙之间的刚性连接。双层墙之间的刚性连接。“声桥声桥 ”将使附加隔声量降低，甚至失去作将使附加隔声量降低，甚至失去作用。用。2021-10-29第十五章 建筑隔声及设备减振262021-10-29第十五章

17、建筑隔声及设备减振272021-10-29第十五章 建筑隔声及设备减振28 双层墙及其空气间层组成一个振动系统，双层墙及其空气间层组成一个振动系统，其固有振动频率：其固有振动频率： f0 = (600/ L 1/2)( 1/ m1+ 1/ m2) 1/2 Hz m1、 m2 - 每层墙的单位面积质量，每层墙的单位面积质量，kg/m2。 当入射声波频率和当入射声波频率和f0 相同时会发生共振，相同时会发生共振，声能透射显著增加，隔声量有很大下降。只声能透射显著增加，隔声量有很大下降。只有当有当f 2 1/2 f 0以后，双层墙的隔声量才能使以后，双层墙的隔声量才能使用前面附加隔声量的方法。用前面

18、附加隔声量的方法。2021-10-29第十五章 建筑隔声及设备减振29 双层墙的每层墙都会产生吻合现象，双层墙的每层墙都会产生吻合现象，如果双侧墙是相同的，则两者的吻合频率如果双侧墙是相同的，则两者的吻合频率fcfc相同相同, , 在在fcfc处双层墙的隔声量会下降，出现处双层墙的隔声量会下降，出现吻合谷。应该尽量使两侧墙的厚度或材料不吻合谷。应该尽量使两侧墙的厚度或材料不同，可使两者的吻合谷错开。同，可使两者的吻合谷错开。2021-10-29第十五章 建筑隔声及设备减振30四、四、轻质墙的空气声隔绝轻质墙的空气声隔绝 为减少建筑的自重，许多住宅和高为减少建筑的自重，许多住宅和高层建筑采用轻型

19、结构和板材，如纸面石层建筑采用轻型结构和板材，如纸面石膏板、加气混凝土、膨胀珍珠岩墙板等。膏板、加气混凝土、膨胀珍珠岩墙板等。这些板材自重轻，根据质量定律，它们这些板材自重轻，根据质量定律，它们的隔声性能很差。的隔声性能很差。2021-10-29第十五章 建筑隔声及设备减振31提高轻型墙隔声的主要措施：提高轻型墙隔声的主要措施： （1）将多层实板材用多孔材料分隔，作成夹层结）将多层实板材用多孔材料分隔，作成夹层结构；构； （2）避免板材的吻合频率落在）避免板材的吻合频率落在100 2500 Hz范围；范围； （3）轻型板材的墙作成分离式双层墙。间层填充）轻型板材的墙作成分离式双层墙。间层填充多

20、孔材料；两侧板材厚度可不同；多孔材料；两侧板材厚度可不同； （4）板材与龙骨间垫弹性垫层；）板材与龙骨间垫弹性垫层； （5）采用双层或多层薄板叠合。）采用双层或多层薄板叠合。 总之，提高轻型墙隔声的措施：总之，提高轻型墙隔声的措施：多层复合、双墙多层复合、双墙分立、薄板叠合、弹性联接、加填吸声材料、增加分立、薄板叠合、弹性联接、加填吸声材料、增加结构阻尼结构阻尼等。等。2021-10-29第十五章 建筑隔声及设备减振322021-10-29第十五章 建筑隔声及设备减振33五、门窗隔声五、门窗隔声 一般门窗结构轻薄，存在较多缝隙，其隔声一般门窗结构轻薄，存在较多缝隙，其隔声能力往往比墙体低得多。

21、能力往往比墙体低得多。 提高门窗的隔声提高门窗的隔声: :（1 1）改变轻、薄、单的门）改变轻、薄、单的门窗扇（窗扇（2 2）要密封缝隙。）要密封缝隙。 1 1、门窗扇、门窗扇 隔声门扇做法隔声门扇做法: (1): (1)简单地采用厚而重的门简单地采用厚而重的门扇，如钢筋混凝土门；扇，如钢筋混凝土门；(2)(2)采用多层复合结构，采用多层复合结构，用多层性质差别很大的材料用多层性质差别很大的材料( (钢板、木板、阻尼钢板、木板、阻尼材料如沥青、吸声材料如玻璃棉等材料如沥青、吸声材料如玻璃棉等) )相间而成。相间而成。 设置双道门或门斗（声闸）。设置双道门或门斗（声闸）。2021-10-29第十

22、五章 建筑隔声及设备减振34 隔声窗：（隔声窗：（1 1）采用较厚的玻璃（）采用较厚的玻璃（2 2）采用双层或多层玻璃（采用双层或多层玻璃（3 3）各层玻璃不要）各层玻璃不要平行、玻璃厚度不要相同（平行、玻璃厚度不要相同（4 4）玻璃之间）玻璃之间的窗樘上可布置吸声材料。的窗樘上可布置吸声材料。 2 2、门窗缝隙：（、门窗缝隙：（1 1）严格的设计和）严格的设计和加工精度（加工精度（2 2）结构和材料要有足够的强）结构和材料要有足够的强度和耐久性（度和耐久性（3 3）采用构造作法来减少或）采用构造作法来减少或密封缝隙（密封缝隙（4 4）不可避免的门窗缝，要有）不可避免的门窗缝，要有所曲折和遮拦

23、（所曲折和遮拦（5 5）缝间可设置柔软的弹）缝间可设置柔软的弹性材料，如工业毡条（性材料，如工业毡条（6 6）注意门窗框和）注意门窗框和墙壁之间的密封。墙壁之间的密封。 2021-10-29第十五章 建筑隔声及设备减振352021-10-29第十五章 建筑隔声及设备减振362021-10-29第十五章 建筑隔声及设备减振372021-10-29第十五章 建筑隔声及设备减振382021-10-29第十五章 建筑隔声及设备减振392021-10-29第十五章 建筑隔声及设备减振402021-10-29第十五章 建筑隔声及设备减振412021-10-29第十五章 建筑隔声及设备减振42六、组合墙的隔

24、声量六、组合墙的隔声量 组合墙：带有门或窗的隔墙。组合墙：带有门或窗的隔墙。 按等传声设计的原则设计即可。按等传声设计的原则设计即可。dBSSRSSRSSSSdwdddwwdwdwddwwlg101lg102021-10-29第十五章 建筑隔声及设备减振43 实际计算这中，组合墙的隔声量实际计算这中，组合墙的隔声量c c 为面为面积加权平均值。积加权平均值。 通常：墙的隔声量只要比洞口高通常：墙的隔声量只要比洞口高10dB10dB即可，即可，为方便可用为方便可用P156P156图图15-2715-27计算。计算。 例题：例题：P356 15-1P356 15-12021-10-29第十五章 建

25、筑隔声及设备减振44七、房间的噪声降低值七、房间的噪声降低值A-受声室总吸声量受声室总吸声量S-隔墙面积隔墙面积R-隔墙隔声量隔墙隔声量SARSARLLDlg10lg10lg1021dBSADRlg10自学自学P3573622021-10-29第十五章 建筑隔声及设备减振45第二节第二节 撞击声的隔声撞击声的隔声一、构件对撞击声隔绝的计量及楼板撞击声标准一、构件对撞击声隔绝的计量及楼板撞击声标准1 1、标准撞击声级、标准撞击声级 指标不同指标不同 标准撞击声级：标准撞击声级： 用标准打击器撞击楼板，在楼板下的房用标准打击器撞击楼板，在楼板下的房间距地板间距地板1.5M1.5M高度处测定其产生的

26、高度处测定其产生的（1004000Hz1004000Hz）声压级，称之为撞击声压级。）声压级，称之为撞击声压级。经以受声室参考吸声量经以受声室参考吸声量1010修正后，则称为标准修正后，则称为标准撞击声压级。其计算式为：撞击声压级。其计算式为：2021-10-29第十五章 建筑隔声及设备减振460lg10AANLL书上为（书上为（-10LgA-10LgA0 0/A/A）式中式中L LN N-规范化撞击声压级（规范化撞击声压级（dBdB）；）；L-L-楼板下的房间（受声室）测得的平均撞击声压楼板下的房间（受声室）测得的平均撞击声压级（级（dBdB）；）；A-A-楼板下的房间（受声室）的总吸声量（

27、楼板下的房间（受声室）的总吸声量（m m2 2）；）；A A0 0-等效吸声量，规定取等效吸声量，规定取10m10m2 2。 2021-10-29第十五章 建筑隔声及设备减振47 测量的频率范围是测量的频率范围是1001004000Hz4000Hz。 将测量数值按将测量数值按1/31/3倍频带绘成的曲线就是楼板标准倍频带绘成的曲线就是楼板标准撞击声压级频率特性曲线。撞击声压级频率特性曲线。 对于现场测量，用对于现场测量，用10lgT/T10lgT/T0 0修正。计算式为：修正。计算式为：0lg10TTNLL2021-10-29第十五章 建筑隔声及设备减振48式中式中LLN N-标准化撞击声压级

28、（标准化撞击声压级（dBdB）；）； L-L-楼板下的房间（受声室）测得的平楼板下的房间（受声室）测得的平均撞击声压级（均撞击声压级（dBdB）；）； T- T-楼板下的房间（受声室）的混响时楼板下的房间（受声室）的混响时间（间（s s）；）； T T0 0-参考的混响时间，对于住宅、旅馆参考的混响时间，对于住宅、旅馆客房和医院病房，均以客房和医院病房，均以0.5s0.5s为参考值。为参考值。2021-10-29第十五章 建筑隔声及设备减振492 2、撞击声隔声标准、撞击声隔声标准 撞击声隔声指数，同样用比较法确定。其撞击声隔声指数，同样用比较法确定。其参考曲线见下图。比较的方法与空气隔声指数

29、参考曲线见下图。比较的方法与空气隔声指数相同，但需要注意在求不利偏差时，分清参考相同，但需要注意在求不利偏差时，分清参考标准曲线的有利和不利方向（指高于参考曲线标准曲线的有利和不利方向（指高于参考曲线的的dBdB数）。数）。2021-10-29第十五章 建筑隔声及设备减振50 a.将测得的将测得的1/3倍频带规范化撞击声压级倍频带规范化撞击声压级LN和标准化撞击声压级和标准化撞击声压级LN，整理成精，整理成精确至确至0.5dB的值并绘成曲线；的值并绘成曲线； b.将绘有相同坐标比例的参考曲线透明纸将绘有相同坐标比例的参考曲线透明纸覆盖在上述覆盖在上述LN和和LN 曲线上，使横坐标的曲线上，使横坐标的标度对齐；标度对齐；2021-10-29第十五章 建筑隔声及设备减振51 c. c.将绘有参考曲线的透明纸上