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建筑隔声的五大规律

[质量定律]对于墙体绝缘有一条一般规则,即材料(表面密度或单位面积质量)越重,隔音效果越好。对于单分子分子来说,表面的密度增加了一倍,声音隔离在理论上增加了6db。这条定律是大众定律。由于龙骨双壁体系的声振动非常复杂,质量规律的体现比单层壁更为复杂。单层表面石膏板的隔声效果很差,例如:12毫米厚,表面密度约10kg/m2的纸石膏板标准表隔音rw=29db。


即使这四层纸石膏叠合在一起,隔音理论上也只能达到41db。光吸声装饰板型均匀壁,如石膏块、充气混凝土板、膨胀珍珠岩板、轻型圆形孔板等,表面密度多为60-100公斤/平方米,受质量定律的限制,而隔音的rw=35-40db。对于单层重墙,表面密度大于250千克/平方米,如120块砖墙、90块厚中空混凝土块、100块厚混凝土墙板等。隔音度可达45分贝左右。表面密度在500公斤/平方米以上的240面砖墙和200块厚吸声板的混凝土墙的隔音性能可以达到约50-55分贝。[共振频率]任何墙都有固有的共振频率。当声波的频率与墙的共振频率相同时,墙作为一个整体产生共振吸声隔音工程,这个频率的隔音效果会大大降低。一般来说,墙越厚,共振频率越低。当共振频率低于声音隔离评价的最低参考频率100hz时,由于人耳听觉特性对低频不敏感,对声音隔离rw的影响大大降低。两种不同密度的12毫米和15毫米厚的纸石膏板有不同的共振频率。


12mm纸石膏板的密度为10kg/m2,15mm纸石膏板的密度约为12kg/防火吸声板m2。15毫米厚纸石膏墙的共振频率基本低于考虑频率范围100hz的最小范围,因此共振频率对15毫米板结构的隔音性能影响较小。然而,对于12mm板而言,近100hz的隔音性能有较大的影响,导致低频100hz、125hz和200hz的隔音较15mm板有所下降,主要原因是共振频率。【声桥】当板直接固定在龙骨上时,声音的一侧的振动会通过龙骨传到板的另一侧。这种类似桥梁的声音能量转移被称为声音桥。音桥越多,接触面积越大,刚性连接越强,音桥现象越严重,音桥效果越差。板与龙骨之间的弹性垫,如弹性金属条或弹性材料垫,在纸石膏墙的声音隔离上有一定的改善,可以增加高达3db。此外,龙骨本身的刚度较小,板两侧的音桥比有矩形截面的木龙骨和石膏龙骨更好。轻钢龙骨石膏壁优于结构相同的木制龙骨石膏壁。声音隔离效果很好。对于轻型钢龙骨石膏墙,为了降低音桥,获得较高的隔音性能,有时龙骨结构被制成交错结构和双层结构。断层柱结构为垂直的龙骨脱位,板的两侧在不同时间固定在龙骨上,天与地龙骨共用一组;双层结构是两层天和地龙骨和垂直龙骨,中间没有连接,板固定在各自的龙骨上。理论上,交错龙骨壁声分离优于普通龙骨壁声分离,可改进1-3db;双层龙骨隔墙密封胶软包吸板位于交错龙骨隔墙,与普通龙骨隔墙相比,它可以改进7-8db。

隔音的增加是由于音桥的削弱。【吻合效应】声波触及墙板后,墙板除了垂直的强迫振动外,也有沿面板方向的强迫弯曲振动。在一定频率下,强迫弯曲振动将与钢板固有的自由弯曲振动重合。这时,板会很微妙地跟随著传入的声音弯曲,造成声音能量被大量传送到另外一边,形成隔音效果。在槽中,这种现象称为吻合效应,这种频率称为吻合频率fc。理论和实验都表明,薄壁、软壁纤维含量高,吻合效果差。厚、重、刚性墙FC低,有较强的吻合效果。12毫米和15毫米纸石膏版的fc分别约为3.15千赫和2千赫。12毫米板在3.15千赫时的隔音性能下降,15毫米板在2千赫时的隔音性能下降更为严重。下降的趋势甚至比质量定律更强烈,导致在这个频率位置的声音绝缘。这块板比12毫米的低得多。同一双层压的吻合频率fc和单分子结构基本相同。如果使用不同厚度的厚板进行重叠,则吻合谷会互相交错,每个吻合谷都较浅,有利于隔音性能。双层板的尖锐重合效应非常明显,造成双层15mm面板墙,近3150hz的音障低于双层12mm面板。吻合效应的因素复杂,不仅与材料的表面密度有关,而且与材料的弹性模量、厚度和泊松比有关。纸石膏工艺中的发泡条件影响这些因素,包括最直接的表面密度。从大量的实验中,我们发现在一定范围内降低表面密度会增加吻合的频率,而且吻合效应会减弱,这将有利于隔音。


表面密度大、壁较厚的光墙,如充气混凝土板、石膏块等,倾向于与250-2000hz范围内的频率重合,较轻的板越厚,“吻合谷”越深出现在隔音曲线的低频范围,严重限制了墙板的隔离。即使制造双壁,中间有气层,由于吻合效应的叠加,声音隔离也不会很高。例如,双层90气体混凝土板中空,50mm中空,隔音只能达到48db左右。同样重量的双龙骨六层12mm石膏墙有高达60db的隔音效果,主要是由于12块石膏板的重合频率高,吻合效果不如90+空气混凝土板。如果墙上有缺口和孔,墙的声音隔离将大大减少。如果墙本身的声音隔离达到50db,而墙上有千分之一的空隙和孔,则综合声音隔离将下降到40db。为了防止石膏墙与原有结构之间的空隙,通常在墙周围安装龙骨时会插入塑料弹性条。另外,每两层石膏板时,应安装错缝,内层不能钩接缝,只能吸料厂家外部钩接缝,这对墙体绝缘影响不大。然而,每一层必须缝合,否则声音隔离将减少12-17db。











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