内蒙古快3一码遗漏:窗隔聲、防噪設計

内蒙古快3二同号推荐 www.xinyqc.com.cn 窗隔聲、防噪設計


前言

   所謂隔聲就是用建筑圍護結構把聲音限制在某一范圍內,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,它實際上是用標準打擊器撞擊樓板時,在樓板下邊房間內產生的撞擊聲級。本節主要是敘述用玻璃如何隔絕空氣聲。

 當玻璃幕墻密封很好,空氣聲是如何傳過去的哪?建筑中空氣聲的傳透過程是:當聲波投射到圍護結構上時,如圖1所示,墻壁由于左側入射的聲波的疏密交替作用,除發生部分反射現象外,同時使墻象膜片一樣產生受迫振動,有一受迫彎曲波沿墻傳播,同時又引起構件右側空氣作同樣的振動,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構的振動,所以玻璃的高頻隔聲性能比低頻好。當受迫振動產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,這種現象稱為吻合谷效應。滿足吻合谷效應的最低頻率稱為臨界頻率??梢醞ü跎僨降暮穸?,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,構件對空氣聲的隔聲性能與構件本身的質量、勁度、阻尼、聲音的頻率、構件的造型以及施工質量等因素有關。

 人們在衡量任何一個物理量的時候,都要有相應的單位和方法,衡量一片玻璃隔聲好壞的方法是用隔聲量,單位用分貝數大小來表示,隔聲量的分貝數越大,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Eλ和E通來表示。把透過玻璃的聲能與入射到玻璃上的總聲能之比定義為投射系數,即

t是小于1的數,在全投射的情況下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,使用起來不方便,因此用t的倒數取以10為底的對數,在乘以10,這樣所得的數值,就是用“分貝”為單位的隔聲量(R),也稱為傳聲損失。

不同隔聲量使人的感覺是不同的,詳情見圖2。

2.建筑玻璃隔聲、防噪性能計算方法

二、單片玻璃的隔聲量

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

由圖3可見,單層玻璃的傳聲損失隨著頻率的增加而出現勁度控制、阻尼控制、質量控制和吻合谷等現象。在很低的頻率范圍,勁度起主要作用,單板的勁度由下式計算:

式中  E-玻璃的彈性模量;

     t-玻璃板厚度;

     v-玻璃的泊松比。

 在勁度控制范圍內,傳聲損失隨頻率的增加而降低。隨著頻率繼續增高而出現質量控制,在質量控制范圍內,傳聲損失按每倍程3-6分貝的斜率增加。在質量控制和勁度控制之間,可能出現勁度和質量效應相抵消而產生的共振現象,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

式中a、b是玻璃板的兩邊邊長,p、q是任意正整數。一般情況下,玻璃板的fr低于日常的聲頻范圍,因此,玻璃的隔聲性能一般是由質量控制。

在質量控制范圍內以上則出現吻合效應,對于玻璃這樣薄板材料,吻合效應通常出現在主要聽聞范圍內。在臨界頻率處,傳聲損失出現隔聲低谷,稱為吻合谷。吻合谷隨著玻璃阻尼的減少而加深,而且越過吻合谷之后,傳聲損失以每倍頻程10分貝斜率上升,然后逐漸減緩,又與質量控制時相一致。臨界頻率按下式計算:

式中c是聲速。

  公式(6.6)可改寫為:

式中t是玻璃板厚,單位是cm。

 上式表明,同一材料fc值與板厚度成反比,當板厚度小于5mm,則臨界頻率在4000Hz以上,隔聲的吻合谷就不會出現在常用的聲頻范圍。當板厚度大于10mm,則吻合谷將發生在高頻段,并將隨板厚度的增加而逐漸推移到中頻和低頻段。

在質量控制范圍內,在垂直入射條件下,隔聲量與頻率和質量的關系為:

式中ρ-空氣的密度,kg/m3;

   c-空氣中的聲速,m/s;

   m-玻璃的面密度,kg/m2;

   f-頻率,赫茲。

8)式就是垂直條件下的質量定律。它的推導公式這里不介紹了,但是在推導公式(8)所作的一些假設必須說明,因為這些條件是公式(8)的使用范圍。這些假設條件是:

a.聲波垂直入射到玻璃上;

b.為單層玻璃;

c.玻璃將空間氛圍兩個半無限空間,而且玻璃的兩側均為通常狀況下的空氣;

d.玻璃為無限大,即不考慮邊界影響;

e.把玻璃看成一個質量系統,即不考慮玻璃的剛性和阻尼;

f.玻璃上的各點以相同的速度振動。

在實際生活中,玻璃的面積不可能無限大,而是有邊界,有彈性,有阻尼,有損耗。因此按公式(9)計算的結果與實測值之間有差異,一般來說實測值的斜率達不到每倍頻程6分貝,面密度增加一倍傳聲損失也提高不了6分貝。

為什么有了空氣層隔聲量就提高了?這時因為聲波入射到第一層玻璃上的時候,玻璃就產生“薄膜”振動,這個振動作用在空氣層上,而被封閉的空氣層是有彈性的,由于空氣層的彈性作用將使振動衰減,然后再傳給第二層玻璃,于是總的隔聲量就提高了。

  當入射聲波頻率與fo相同時,將發生共振,聲能透過顯著增加。只有當f>√2×fo以后,中空玻璃的隔聲量才明顯地提高。圖4.9.9是中空玻璃的隔聲量與頻率的關系。虛線表示重量與兩層玻璃總重量相等的單層玻璃隔聲。用字母c表示第一個下降,相當于中空玻璃在基頻上的共振,這時隔聲量幾乎減小到零。在聲波頻率比中空玻璃的固有頻率低的ab段上,中空玻璃如同一個整體一樣振動,因此與同樣重量的單層玻璃的隔聲沒有區別。但聲波頻率大于中空玻璃的固有頻率,如圖中的d、e、f段,隔聲量明顯增加。

四、夾層玻璃的隔聲量

夾層玻璃由于在兩片玻璃之間夾有PVB膠片,因此不能將其作為單片玻璃來計算。PVB膠片是粘彈性材料,消除了兩片玻璃之間的聲波耦合,極大地提高了玻璃的隔聲性能。由于沒有計算公式,夾層玻璃的隔聲性能只能依靠測試。下表給出的結果是依據ASTM  E90的測試結果。

由于夾層玻璃沒有隔聲量的計算公式,所以夾層中空玻璃也沒有隔聲量的計算公式,只能依據測試。下表給出的結果是依據ASTM  E90的測試結果。由表2可見,夾層中空玻璃的隔聲性能最為優異

五、門窗隔聲量

玻璃幕墻上既有窗,也有門,因此應計算門窗的隔聲量。門窗的隔聲量最主要取決于門窗的重量和門窗的構造,特別是門窗扇與門窗框之間的縫隙大小。在縫隙大的情況下,即使門窗的重量大,隔聲效果也不好。

例如,有一1×2m2的窗,其四周因施工和構造的關系出現平均1mm寬的縫隙。試問該窗的最大隔聲量將限制在多少分貝?如果要求將此窗的隔聲量提高到28分貝,縫隙應如何改進?

由式(2)知隔聲量R=101/τ分貝,如果窗是由不同的透視系數 τ1、τ2、τ3……τi和不同的面積S1、S2、S3……Si構件組成是,窗的投射系數一般可以近似地認為孔洞的投射系數τ11R=0。

由此可見,門窗隔聲設計的關鍵在于縫隙的密封處理,由于一般門窗總存在隔聲上的薄弱環節—縫隙,因此隔聲量一般都較低。

六、玻璃幕墻隔聲

 上面介紹了玻璃幕墻和門窗等構件本身的隔聲量設計,而工程上常遇到是吧這些構件組成一個組合墻,這時這堵組合墻的實際有效隔聲量既不等于原來墻的隔聲量,也不等于門或窗的隔聲量,它的實際有效隔聲量與組成它的各個構件的隔聲量有關。

 設組合墻隔構件的聲波投射系數分別是τ1、τ2、τ3……τi,其面積分別是S1、S2、S3……Si,組合墻的投射系數為

組合墻的隔聲量為

組合墻隔聲量基本決定于門,所以如果幕墻上設有一般門時,則要求幕墻的隔聲量比門窗隔聲量大15分貝左右足夠了。

組合墻的隔聲量也可按照“等傳聲量設計”的原則,使幕墻的隔聲量略高于門或窗即可。如幕墻的投射系數為τw,面積為Sωw,門的投射系數為τd,面積為Sd,按照等傳聲量設計原理,即τw×Sw=τd×Sd,

由上式可見,幕墻的隔聲量等于門的隔聲量,加上幕墻面積與門面積之比的對數乘以10。

七、結論

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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