吸聲系數(shù)詳解
任何材料對入射聲能或多或少都有一些吸聲能力,平均吸聲系數(shù)超過0.2的材料才稱為吸聲材料。多孔吸聲材料吸聲頻率的特性是,中高頻吸聲系數(shù)較大,低頻吸聲系數(shù)較小。
聲波通過媒質或遇到物質表面時,聲能降低的過程。吸音一般用吸聲系數(shù)來表征,測試材料吸音的方法有混響室法和聲阻抗管法。前者多用于工程上,后者多用于實驗室測試研究。
通過混響室測出的吸聲系數(shù)a5,式中,V為混響室體積,m3;S為試樣面積,m2;C為空氣中聲速,m/s;T60-1,T60-2分別為空室和放入試樣后混響室的混響時間。
隔聲結構:
復雜的隔聲構件由一些單層構件組成,它在隔聲機理上有單層構件的特性,同時又有各種單層構件綜合的特性。
1、雙層構件
兩個互不連接的單層構件之間有空氣層的構件??諝鈱悠鹬彌_的彈性作用,但也能引起兩層構件的共振。因此,雙層構件的隔聲量并非兩層構件隔聲量的疊加。
如在空氣層中加填多孔性吸聲材料,則可減少共振而提高構件的隔聲量。因空氣層而增加的隔聲量在一定范圍內同空氣層厚度成正比。通常,雙層墻比同樣重量的單層墻可增加隔聲量5分貝左右。
2、輕型墻
使用的輕墻板有紙面石膏板、圓孔珍珠巖石膏板和加氣混凝土板等,單位面積質量大約為十幾公斤至幾十公斤。240毫米厚的磚墻每平方米為530公斤。按照質量定律,輕墻板是不能滿足隔聲要求的。
因此,要把雙層板材隔離開形成空氣層,或在空氣層中加填吸聲材料,或采用不同厚度或勁度的板材使其具有不同的吻合頻率,以提高輕墻的隔聲量。表列有不同層數(shù)的紙面石膏板在有無填充材料情況下,不同頻帶的隔聲改善值。
3、隔聲門窗
門窗結構質量輕,而且有縫隙,因此隔聲能力不如墻壁。對于隔聲要求較高的門(隔聲量為30~50分貝),可以采用構造簡單的鋼筋混凝土門扇。但通常是采用復合結構的門扇。這種結構的阻抗變化能提高隔聲能力。
密封縫隙也是保證門窗隔聲能力的重要措施。用工業(yè)氈做密封材料較乳膠條為佳,尤其是對高頻噪聲。對隔聲要求較高的窗,窗玻璃要有足夠的厚度(6~10毫米),至少有兩層。兩層玻璃不應平行,以免引起共振,降低隔聲效果。
玻璃和窗框、窗框和墻壁之間的縫隙要封嚴。在兩層玻璃窗之間的周邊,應布置強吸聲材料,以增加隔聲量。在構造上要便于洗擦。圖5是各種隔音窗的隔聲特性曲線圖。為了避免窗玻璃之間產生吻合效應,隔聲窗的雙層玻璃應有不同的厚度,否則,在臨界頻率fc處隔聲值將出現(xiàn)低谷。
4、聲鎖
要使門具有較高的隔聲能力,可設置“聲鎖”,即在兩道門之間的空間(門斗)內布置強吸聲材料。這種措施的隔聲能力有時相當于兩道門的隔聲量。為便于開閉,門扇的重量不宜過大。
5、組合墻
組合墻是有門或窗的墻。它的隔聲量通常要比無門窗的墻低些。因此,不能單純提高墻的隔聲能力。在設計時,應按照“等隔聲量”即τw·Sw=τd·Sd的設計原則進行。
式中τw和τd分別為平墻和門的透射系數(shù),Sw和Sd為墻和門的面積。即Rw=10 lg(Sw/Sd)×(1/τd)=Rd+10 lg(Sw/Sd)分貝。從上式可知,墻的隔聲量只要比門高10分貝左右即可。
在以上各種隔聲構件的構造內部使用吸音板,是利用吸聲的特性來增加構件的隔聲量。隔聲和吸聲的本質區(qū)別不應混淆。
隔聲是隔離噪聲的傳播,盡可能使入射聲波反射回去,隔聲材料愈沉重密實,隔聲性能愈好;吸聲是盡可能多地吸收入射聲波,讓聲波透入材料內部而把聲能消耗掉,因而一般是多孔性的疏松材料。