建筑物理声学建筑隔声

1、第五讲 建筑隔声5.1 建筑隔声的重要意义建筑隔声的重要意义5.1.1 人们对室内安静程度的要求人们对室内安静程度的要求例：住宅 A声级 dB(A)一级（高标准）二级（一般标准）三级（最低标准）卧室白天=40=45=50夜晚=30=35=40起居室白天=45=50=50夜晚=35=40=40日常：理想水平，室内应=50dB (A)会引 起居住用户的普遍不满睡眠：理想水平，室内应=45dB (A)会引 起50%居住用户的不满5.1.2 建筑隔声越来越引起人们的重视建筑隔声越来越引起人们的重视1996年，在南京、无锡、苏州、上海及北京等地调查中，住宅用户对墙面、地面、顶棚、隔热、保温、通风、朝向、

2、采光隔声等住宅品质反映最强烈的是隔声。在瑞典，将分户墙做成200mm厚的钢筋混凝土墙，比结构的要求要厚，造价也高,目的是隔声。分室轻墙（如石膏板隔断）做成双层结构内填吸声材料的目的是隔声。有些建筑的墙和楼板水平连接上做成弹性连接，目的是隔声。5.1.3 当前建筑隔声中存在的诸多问题当前建筑隔声中存在的诸多问题1、设计问题建筑选址不合理，材料选用不当、施工存在问题等等。最主要的原因是建筑师。2、材料不合格墙体材料、楼板、门、窗等等隔声性能不足。3、特别是近年来轻型隔墙材料的使用，以及人们生活水平提高后对建筑品质要求提高，提出了建筑隔声的新课题。5.2 5.2 建筑隔声基础建筑隔声基础5.2.1

3、声波传入围护结构的三种途径1）空气。通过孔洞、缝隙传入。2）透射。声波结构产生振动再辐射3）撞击和机械振动。结构振动再辐射。空气声(air borne sound) 固体声(solid borne sound)5.2.2 空气声的透射系数与隔声1）透射系数。定义： =E透射/E总 入射声能1/100透过构件，则 =0.01 入射声能1/1000透过构件，则 =0.001 2) 隔声量R。定义： R=10lg(1/) (dB) =0.01R=10lg(1/0.01)=20dB =0.001R=10lg(1/0.001)=30dB3) 换算关系:已知R，则=10-R/105.2.3.隔声的 质量定

4、律在理想情况下，（无刚度、无阻尼、柔顺质量、忽略边界条件），单层墙体隔声量理论推导得到： 隔声量：R=20lg(f*m)-48 dB 隔声量：R=20lgf+20lgm-48 dB得到质量定律（mass law):墙体越重空气声隔声效果墙体越重空气声隔声效果越好越好。1）面密度增加一倍，隔声量增加6dB。2）频率增加一倍，隔声量增加6dB。在实际情况下，在质量控制的频率范围内明显出现质量定律的表现，但比6dB要小；一般地，面密度增加一倍，隔声量增加45dB。墙体在声音激发下会产生受迫振动，振动既有垂直于墙面的也有沿墙面传播的，不同的入射频率或入射角度将产生不同的沿墙面传播的传播速度Cf。 然而

5、，不同频率的声波，墙体本身存在沿墙面传播固有传播速度Cb。在某种入射频率和入射角度下，出现Cf=Cb时，将产生“吻合效应”，这时，墙板非常“顺从”地跟随入射声波弯曲，使大量声能透射到另一侧去，形成隔声量的低谷。5.2.4、隔声的吻合效应声波无规入射时，每种隔声材料都会在某一频率上发生吻合效应，这一频率被称为“吻合频率”，在隔声曲线上的低谷称为“吻合谷”。 薄、轻、柔的墙体吻合频率高；厚、重、刚的墙体吻合频率低。 避免吻合效应的方法 1材料选择注意避开吻合效应频率范围 2采用双层构造且两层不平行布置。5.2.5 空气声传声的组合隔声量组合墙=墙+门或窗 E = E (墙）+ E (门或窗） 平均

6、=（ wSw+ dSd）/（Sw+Sd）例：某墙隔声量Rw=50dB,面积Sw=20m2 ,墙上一门，其隔声量Rd=20dB,面积2m2 ,求其组合墙隔声量。 解：组合墙平均透射系数为： c =（ wSw+ dSd）/（Sw+Sd） 其中：Rw=50dB w=10-5 , Rd=20dB w=10-2 故， c=(2010-5 + 210-2 )/(20+2)=9.2 10-4 故 Rc=10lg(1/ c)=30.4dB ?等传声量设计原则等传声量设计原则： 墙上设计有门时，最合理的隔声设计是两者透射量相等。 即wSw= dSd。从经济角度来讲，通常，墙的隔声量略大于门即可，最大可不超过10

7、dB。5.2.6 隔声量的频率特性隔声曲线同一构件或结构，对不同频率的声波的透射能力不同，隔声量也不同，形成隔声曲线。一般采用100Hz-4000Hz的17个1/3倍频带隔声曲线。5.2.7 隔声的测量1.空气声隔声测量2.撞击声隔声测量R=L1-L2+10lgS/A 共测100-4000Hz的17个1/3倍频带的隔声量，得到隔声曲线。 S:被测构件面积 A:接收室吸声量使用标准打击器打击楼板 Ln=Li-10lg(A0/A) A:接收室的吸声量 A0=10m2 (规定的标准） 共测100-4000Hz的17个1/3倍频带的隔声量，得到隔声曲线。5.3 隔声隔声量量的的评价与评价与计权计权5.

8、3.1 空气声隔声量的评价与计权Rw 使用Rw的原因：1）考虑到人耳听觉特性和大部分构件的隔声特性。2）以单值的形式比较不同构件的隔声效果。Rw的确定方法：1）使用空气声隔声的标准曲线与实际隔声频率特性曲线进行比对，同时满足32分贝原则和8分贝原则，对应最高的标准曲线上500Hz的隔声量为Rw。频率参考量100-19125-16160-13200-10250-7315-4400-15000630180021000312504160042000425004315042）32分贝原则：100-3150Hz的16个1/3倍频程的构件隔声量比标准曲线低的分贝数总和不大于32dB。 （100-4000H

9、z的倍频程的构件隔声量比标准曲线低的分贝数总和不大于10dB）。3）8分贝原则： 任一100-3150Hz的1/3倍频程的构件隔声量比标准曲线低的分贝数不超过8dB。（100-4000Hz的倍频程的构件隔声量比标准曲线低的分贝数不超过5dB）。（美国国家标准为STC:标准传声等级，频率为125-4000Hz） 典型墙体构件的Rw(实验室测量值,实际应用时要低3-5dB）构件构件Rw(dB)240砖墙，两面20mm抹灰54120砖墙，两面20mm抹灰48100mm厚现浇钢筋混凝土墙板48180mm厚现浇钢筋混凝土墙板52290mm厚水泥空心砌块，两面20mm抹灰54190mm厚水泥空心砌块，两面

10、20mm抹灰4975mm轻钢龙骨双面双层12mm纸面石膏板墙，内填玻璃棉glass wool或岩棉minal wool50-5375mm轻钢龙骨双面双层12mm纸面石膏板墙42-44对于住宅建筑隔墙，国家规定分三级标准一级:Rw=50dB 二级：Rw=45dB 三级：Rw=40dB5.3.2 标准撞击声压级Lnp,w频率参考量100+2125+2160+2200+2250+2315+2400+15000630-1800-21000-31250-41600-72000-102500-133150-16Lpn,w的确定方法：1）使用撞击声评价标准曲线与实际撞击声压级频率特性曲线进行比对，同时满足3

11、2分贝原则和8分贝原则的隔声最最小的标准曲线的500Hz的声压级为Lpn,w。 2）32分贝原则：100-3150Hz的16个1/3倍频程的撞击声压级比标准曲线高的分贝数总和不大于32dB。 （100-4000Hz的倍频程的构件隔声量比标准曲线低的分贝数总和不大于10dB） 3）8分贝原则： 任一100-3150Hz的1/3倍频程的比撞击声压级标准曲线高的分贝数不超过8dB。（100-4000Hz的倍频程的构件隔声量比标准曲线低的分贝数不超过5dB）。 典型楼板的Lnp,w 1) 80120mm的光裸混凝土楼板： Lpn,w约=84dB 2) 同1)再加实帖木地板：Lpn,w约=63dB 3) 同1)再加地毯：Lpn,w约=52dB 对于住宅建筑楼板，国家规定分二级标准 一级:Lnp,w=75dB 二级：Lpn,w=65dB5.3.3 单层密实均质墙的空气声隔绝单层墙隔声频率特性的一般规律。影响隔声的因素：单位面积质量（面密度）、刚度、材料内阻尼、边界条件等。5.3.4 双层墙的空气声隔声02 f5.3.5 隔声处理实例5.3.6 撞击声隔声的处理END！ 1.薄膜与薄板的吸声机理有何不同？如果用帆布在墙面上吸收200Hz的声音，布距墙距离为10cm,则所需帆布面密度应为多少？如果将帆布