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聲學改造時的這些隔聲材料規律,了解一下!

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聲學改造時的這些隔聲材料規律,了解一下!

發布日期:2019-03-22 作者:bandao 點擊:

質量定律

  對于隔牆隔音存在一個普遍的規律,即材料越重(面密度,或單位面積質量越大)隔音效果越好。

  對于單層密緻勻實牆,面密度每增加一倍,隔音量在理論上增加6dB,這種規律即為質量定律。

  對于雙層的紙面石膏闆牆,質量定律發揮着重要作用,即增加闆的層數或厚度都可以獲得隔音量的提高。

  由于龍骨雙層牆系統聲頻振動形式非常複雜,故質量定律的體現要比單純的單層牆複雜。單層紙面石膏闆的隔音效果很差,例如:12mm厚、面密度10kg/m2左右的紙面石膏闆标準計權隔音量Rw=29dB。即使将四層這樣的紙面石膏闆疊和在一起隔音量理論上Rw也隻能達到41dB。

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  輕型勻質牆體,如石膏砌塊、加氣混凝土闆、膨脹珍珠岩闆、輕質圓孔闆等,面密度大多在60-100kg/m2,受到質量定律的限制,隔音量Rw=35-40dB。

  對于單層重牆,面密度大于250kg/m2,如120磚牆,90厚空心混凝土砌塊、100厚混凝土牆闆等,隔音量Rw可達45dB左右,面密度超過500kg/m2的240磚牆、200厚混凝土牆等的隔音量可達50-55dB左右。

  共振頻率

  任何隔牆都存在固有的共振頻率,當聲波的頻率和牆的共振頻率一緻時,牆體整體産生共振,該頻率的隔音量将大大下降。一般地,牆體越厚重,共振頻率越低,當共振頻率低于隔音評價低參考頻率100Hz時,由于人耳聽覺特性對低頻不敏感,對隔音量Rw的影響大大降低。

  對于12mm和15mm厚兩種不同面密度紙面石膏闆存在不同共振頻率。12mm紙面石膏闆面密度為10kg/m2,15mm紙面石膏闆面密度約12kg/m2。15mm厚的紙面石膏闆牆的共振頻率基本低于低考慮頻率範圍100Hz,因此共振頻率對15mm闆構造的牆體構件隔音性能影響較小。但對于12mm闆,100Hz附近的隔音性能影響較大,造成低頻100Hz、125Hz、200Hz處隔音量比15mm闆下降較多,主要是因為共振頻率的原因。

  吻合效應

  聲波接觸牆闆後,牆闆除了垂直方向的受迫振動以外,還有沿着闆面方向的受迫彎曲振動。在某個特定頻率上,受迫彎曲振動将和闆固有的自由彎曲振動發吻合,這時闆就非常順從地跟随入射聲彎曲,造成聲能大量地透射到另一側去,形成隔音量的低谷,這種現象被稱作吻合效應,該頻率被稱為吻合頻率fc。

  理論和實驗均表明,輕、薄、柔的牆fc高,吻合效應弱;厚、重、剛的牆fc低,吻合效應強。12mm、15mm紙面石膏闆的fc分别為3.15KHz和2KHz左右。12mm闆在3.15KHz處的隔音量産生下降,15mm闆在2KHz處的隔音量下降更為嚴重,甚至下降的趨勢強過質量定律,造成在這一頻率位置上隔音量比12mm的闆還低很多。

  雙層相同的闆疊合的吻合頻率fc和單層闆基本等同,由于雙層發生振動疊加,吻合效應更加劇烈,吻合谷會變得更深。如果使用不同厚度的闆進行疊合,吻合谷将彼此錯開,且每個吻合谷都較淺,對隔音性能有利。雙層闆的劇烈吻合效應是非常明顯的,會造成雙層15mm闆構造的隔牆在3150Hz附近的隔音量反倒低于雙層12mm闆的隔牆。一層12mm和一層15mm闆疊合的隔牆比雙層15mm隔牆的面密度低,但隔音量反倒會提高,這是吻合效應被減弱的結果。

  聲橋

  闆材直接固定在龍骨上時,受聲一側闆的振動會通過龍骨傳到另一側闆,這種象橋一樣傳遞聲能的現象被稱為聲橋。聲橋越多、接觸面積越大、剛性連接越強,聲橋現象越嚴重,隔音效果越差。在闆材和龍骨之間加彈性墊,如彈性金屬條或彈性材料墊對紙面石膏闆牆隔音有一定的改善量,多可以提高3dB。此外,輕鋼龍骨本身剛度比較小,對兩側闆材的聲橋作用要好于矩形截面的木龍骨和石膏龍骨,輕鋼龍骨石膏闆隔牆要比相同構造的木龍骨和石膏龍骨隔牆隔音效果好。

  對于輕鋼龍骨石膏闆牆,為了減少聲橋,獲得更高的隔音量,有時将龍骨結構做成錯列結構和雙層結構。錯列結構是豎龍骨錯列分立,兩邊闆不同時固定在一根龍骨上,天地龍骨共用一套;雙層結構是天地龍骨和豎龍骨分别做兩層,中間沒有任何連接,闆固定在各自的龍骨上。

  理論上講,錯列龍骨隔牆隔音優于普通龍骨隔牆,可以提高1-3dB;雙層龍骨隔牆隔音優于錯列龍骨隔牆,比普通龍骨隔牆可以提高7-8dB。隔音量提高是聲橋減弱了的緣故。

  闆縫和孔洞

  隔牆上如果出現縫隙和孔洞,會大大降低隔牆的隔音量。假如隔牆牆體本身的隔音量達到50dB,而牆上有萬分之一的縫隙和孔洞,則綜合隔音量将下降到40dB。

  為了防止石膏闆牆和原結構之間的縫隙,通常在牆體四周安裝龍骨時墊入塑料彈性膠條。另外,當每面兩層石膏闆時,應錯縫安裝,裡層可以不勾縫,隻對外層勾縫,這對隔牆隔音量影響不大。但是每面一層闆時必須勾縫,否則隔音量将會下降12-17dB。


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