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玻璃幕墻隔聲、防噪設(shè)計

來源:2011年會論文集  作者:劉忠偉  日期:2011-4-22
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  所謂隔聲就是用建筑圍護結(jié)構(gòu)把聲音限制在某一范圍內(nèi),或者在聲波傳播的途徑上用屏蔽物把它遮擋住一部分,這種做法稱之為隔聲。
 
  所謂隔聲就是用建筑圍護結(jié)構(gòu)把聲音限制在某一范圍內(nèi),或者在聲波傳播的途徑上用屏蔽物把它遮擋住一部分,這種做法稱之為隔聲。一般說來,這樣隔掉的聲音都是噪音,所以也稱之為防噪。隔聲一般分為兩大類:其一是隔絕空氣聲,就是用屏蔽物如門、窗、墻等隔絕在空氣中傳播的聲音;其二是隔絕樓板撞擊聲,它實際上是用標(biāo)準打擊器撞擊樓板時,在樓板下邊房間內(nèi)產(chǎn)生的撞擊聲級。本節(jié)主要是敘述用玻璃如何隔絕空氣聲。
  當(dāng)玻璃幕墻密封很好,空氣聲是如何傳過去的哪?建筑中空氣聲的傳透過程是:當(dāng)聲波投射到圍護結(jié)構(gòu)上時,如圖1所示,墻壁由于左側(cè)入射的聲波的疏密交替作用,除發(fā)生部分反射現(xiàn)象外,同時使墻象膜片一樣產(chǎn)生受迫振動,有一受迫彎曲波沿墻傳播,同時又引起構(gòu)件右側(cè)空氣作同樣的振動,這樣聲音就傳透過去了。

  薄而輕的墻比厚而重的墻在聲波作用下容易產(chǎn)生振動而且振幅大,所以薄而輕的墻隔聲性能差,即薄玻璃的隔聲性能比厚玻璃的隔聲性能差。低頻聲比高頻聲容易引起結(jié)構(gòu)的振動,所以玻璃的高頻隔聲性能比低頻好。當(dāng)受迫振動產(chǎn)生的受迫彎曲波速度與墻本身固有的自由彎曲波速度相吻合時,聲傳透最大,即墻的隔聲性能這時最差,這種現(xiàn)象稱為吻合谷效應(yīng)。滿足吻合谷效應(yīng)的最低頻率稱為臨界頻率?梢酝^減少墻的厚度,在墻上作凹槽減少墻的勁度,或在墻上加一層軟面層的措施,以提高臨界頻率。相反,可以通過在墻上加肋增加勁度的方法,降低臨界頻率,改善隔聲效果。由此可見,構(gòu)件對空氣聲的隔聲性能與構(gòu)件本身的質(zhì)量、勁度、阻尼、聲音的頻率、構(gòu)件的造型以及施工質(zhì)量等因素有關(guān)。
  人們在衡量任何一個物理量的時候,都要有相應(yīng)的單位和方法,衡量一片玻璃隔聲好壞的方法是用隔聲量,單位用分貝數(shù)大小來表示,隔聲量的分貝數(shù)越大,玻璃的隔聲性能越好,否則就不好。
  聲波在空氣中傳播時遇到一片玻璃要發(fā)生如下的情況:一部分聲能被反射,一部分聲能透過玻璃傳到第二個空間。反射的那部分聲能這里不考慮,只考慮入射到玻璃上的總聲能和透過玻璃的聲能,分別用E入和E透來表示。把透過玻璃的聲能與入射到玻璃上的總聲能之比定義為透射系數(shù),即
            t=E透/E入                   (1)
  t是小于1的數(shù),在全透射的情況下t=1。t值一般為10的負幾次方,t值小,表明透過玻璃的聲能少,它的隔聲性能好;t值大,表明透過玻璃的聲能多,它的隔聲性能差。因為t值是小數(shù),使用起來不方便,因此用t的倒數(shù)取以10為底的對數(shù),再乘以10,這樣所得的數(shù)值,就是用“分貝”為單位的隔聲量(R),也稱為傳聲損失。

  玻璃隔絕空氣聲的能力和哪些因素有關(guān)系哪?與頻率、勁度、阻尼、質(zhì)量有關(guān)。對于單層玻璃,它的典型隔聲頻率特性曲線見圖3。

  在勁度控制范圍內(nèi),傳聲損失隨頻率的增加而降低。隨著頻率繼續(xù)增高而出現(xiàn)質(zhì)量控制,在質(zhì)量控制范圍內(nèi),傳聲損失按每倍程3-6分貝的斜率增加。在質(zhì)量控制和勁度控制之間,可能出現(xiàn)勁度和質(zhì)量效應(yīng)相抵消而產(chǎn)生的共振現(xiàn)象,共振幅度隨玻璃的阻尼大小而變,稱為阻尼控制。單板的共振頻率fr由勁度B、面密度m和板的尺寸所決定,即

  七、結(jié)論
  玻璃幕墻和門窗的隔聲量決定于開啟扇的密封性和玻璃板的種類,因此應(yīng)盡可能提高玻璃幕墻和門窗的密封性,其次是選擇玻璃。夾層玻璃的隔聲、防噪性能是最好的,因此單純從隔聲、防噪性能考慮,夾層玻璃是首選。其次是中空玻璃,單片玻璃的隔聲、防噪性能最差。當(dāng)對玻璃的隔聲防噪有特殊要求時,還可選擇夾層中空玻璃,如機場的航站樓和候機廳。


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