隔音屏-永泰小區(qū)聲屏障公路隔音墻材料標(biāo)準(zhǔn)
隔聲材料在物理上有一定彈性，當(dāng)聲波入射時(shí)便激發(fā)振動(dòng)在隔層內(nèi)傳播。當(dāng)聲波不是垂直入射，而是與隔層呈一角度 θ 入射時(shí)，聲波波前依次到達(dá)隔層表面，而先到隔層的聲波激發(fā)隔層內(nèi)彎曲振動(dòng)波沿隔層橫向傳播，若彎曲波傳播速度與空氣中聲波漸次到達(dá)隔層表面的行進(jìn)速度*時(shí)，聲波便加強(qiáng)彎曲波的振動(dòng)，這一現(xiàn)象稱吻合效應(yīng)。這時(shí)彎曲波振動(dòng)的輻度特別大，并向另一面空氣中輻射聲波的能量也特別大，從而降低隔聲效果。產(chǎn)生吻合效應(yīng)的頻率fc為：fc=co2/2 π sin2 θ [12 ρ (1- σ 2)/eh2]1/2 (9)式中 ρ 、 σ 、e分別為隔層材料的密度、泊松比和楊氏模量，h是隔層厚度。任意吻合頻率fc與聲波入射角 θ 有關(guān)。在大多數(shù)房間中的聲場(chǎng)都接近于混響聲場(chǎng)，到達(dá)隔層的入射角從0°到90°都有可能，因此吻合頻率出現(xiàn)在從掠入射( θ=90°) 的fc0開(kāi)始的一個(gè)頻率范圍，也就是說(shuō)吻合效應(yīng)使某一頻率范圍的隔聲效果變差。一般這一頻率范圍發(fā)生在中高頻。從質(zhì)量定律知道，中高頻隔聲量較大，除了內(nèi)阻尼很小的金屬板外，因吻合效應(yīng)使中高頻隔聲量降低的現(xiàn)象，不會(huì)引起很大的麻煩。
雙層隔聲結(jié)構(gòu)：根據(jù)質(zhì)量定律，頻率降低一半，傳遞損失要降6db；而要提高隔聲效果時(shí)，質(zhì)量增加一倍，傳遞損失增加6db。在這一定律支配下，若要顯著地提高隔聲能力，單靠增加隔層的質(zhì)量，例如增加墻的厚度，顯然不能行之有效，有時(shí)甚至是不可能的，如hang空器上的隔聲結(jié)構(gòu)。這時(shí)解決的途徑主要是采用雙層以至多層隔聲結(jié)構(gòu)。雙層隔聲結(jié)構(gòu)，單位面積質(zhì)量分別為m1、m2，中間空氣層厚度為l。雙層結(jié)構(gòu)的傳遞損失可以進(jìn)行理論計(jì)算，結(jié)果比較復(fù)雜，在不同頻率范圍可以得到不同的簡(jiǎn)化表示，這里只作定性介紹。兩個(gè)隔層與中間空氣層組成一個(gè)共振系統(tǒng)，共振頻率為fr(m的單位為kg/m2，l的單位為m)：fr=60/√m1m2l/(m1+m2) (10)
在此共振頻率附近，隔聲效果大為降低。不過(guò)對(duì)于重墻來(lái)說(shuō)，此頻率已低于可聞?lì)l率范圍。例如m1為半磚墻250kg/m2，m2為一磚墻500kg/m2，空氣層厚度0?5m，這時(shí)共振頻率在7hz左右。對(duì)于輕結(jié)構(gòu)雙層隔聲，共振頻率可能落在可聞?lì)l率范圍內(nèi)，例如兩層鋁板分別為5?2kg/m2和2?6kg/m2，中間空氣層5cm，可計(jì)算出共振頻率約為200hz。這時(shí)應(yīng)在兩板間填塞阻尼材料，以抑制板的振動(dòng)。一般若用薄鋼板做雙層隔聲結(jié)構(gòu)時(shí)，鋼板上都涂好阻尼層來(lái)抑制鋼板的振動(dòng)。
在共振頻率fr以下，雙層隔聲的效果如同沒(méi)有空氣層的一層(m1+m2)的隔聲效果；在fr以上一段頻率范圍，雙層隔聲效果接近于兩個(gè)單層隔聲的傳遞損失之和；在更高的頻率，當(dāng)空氣層厚度l為四分之一波長(zhǎng)的奇數(shù)倍時(shí)，雙層隔聲效果相當(dāng)于兩個(gè)單層的傳遞損失之和再加6db，l為波長(zhǎng)的偶數(shù)倍時(shí)，雙層隔聲效果相當(dāng)于兩個(gè)單層合在一起的傳遞損失再增加6db，在其它頻率，傳聲損失在這兩個(gè)值之間。所以在總體上，當(dāng)頻率大于fr時(shí)，雙層隔聲結(jié)構(gòu)顯著地提高了隔聲效能。一般雙層隔聲結(jié)構(gòu)的兩層，不用相同厚度的同一種材料，以避免這兩層出現(xiàn)相同的吻合頻率。
質(zhì)量定律;對(duì)于隔墻隔聲[1]存在一個(gè)普遍的規(guī)律，即材料越重（面密度，或單位面積質(zhì)量越大）隔聲效果越好。對(duì)于單層密致勻?qū)崏Γ婷芏让吭黾右槐叮袈暳吭诶碚撋显黾?dB,這種規(guī)律即為質(zhì)量定律。對(duì)于雙層的紙面石膏板墻，質(zhì)量定律發(fā)揮著重要作用，即增加板的層數(shù)或厚度都可以獲得隔聲量的提高。由于龍骨雙層墻系統(tǒng)聲頻振動(dòng)形式非常復(fù)雜，故質(zhì)量定律的體現(xiàn)要比單純的單層墻復(fù)雜。單層紙面石膏板的隔聲效果很差，例如：12mm厚、面密度10kg/m2左右的紙面石膏板標(biāo)準(zhǔn)計(jì)權(quán)隔聲量Rw=29dB。即使將四層這樣的紙面石膏板疊和在一起隔聲量理論上Rw也只能達(dá)到41dB。輕型勻質(zhì)墻體，如石膏砌塊、加氣混凝土板、膨脹巖板、輕質(zhì)圓孔板等，面密度大多在60-100kg/m2，受到質(zhì)量定律的限制，隔聲量Rw=35-40dB。對(duì)于單層重墻，面密度大于250kg/m2，如120磚墻，90厚空心混凝土砌塊、100厚混凝土墻板等，隔聲量Rw可達(dá)45dB左右，面密度超過(guò)500kg/m2的240磚墻、200厚混凝土墻等的隔聲量可達(dá)50-55dB左右。
共振頻率:任何隔墻都存在固有的共振頻率,當(dāng)聲波的頻率和墻的共振頻率*時(shí)，墻體整體產(chǎn)生共振，該頻率的隔聲量將大大下降。一般地，墻體越厚重，共振頻率越低，當(dāng)共振頻率低于隔聲評(píng)價(jià)低參考頻率100Hz時(shí)，由于人耳聽(tīng)覺(jué)特性對(duì)低頻不敏感，對(duì)隔聲量Rw的影響大大降低。對(duì)于12mm和15mm厚兩種不同面密度紙面石膏板存在不同共振頻率。12mm紙面石膏板面密度為10kg/m2，15mm紙面石膏板面密度約12kg/m2。15mm厚的紙面石膏板墻的共振頻率基本低于低考慮頻率范圍100Hz,因此共振頻率對(duì)15mm板構(gòu)造的墻體構(gòu)件隔聲性能影響較小。但對(duì)于12mm板，100Hz附近的隔聲性能影響較大，造成低頻100Hz、125Hz、200Hz處隔聲量比15mm板下降較多，主要是因?yàn)楣舱耦l率的原因。
理論和實(shí)驗(yàn)均表明，輕、薄、柔的墻fc高，吻合效應(yīng)弱；厚、重、剛的墻fc低，吻合效應(yīng)強(qiáng)。12mm、15mm紙面石膏板的fc分別為3.15KHz和2KHz左右。12mm板在3.15KHz處的隔聲量產(chǎn)生下降，15mm板在2KHz處的隔聲量下降更為嚴(yán)重，甚至下降的趨勢(shì)強(qiáng)過(guò)質(zhì)量定律，造成在這一頻率位置上隔聲量比12mm的板還低很多。雙層相同的板疊合的吻合頻率fc和單層板基本等同，由于雙層發(fā)生振動(dòng)疊加，吻合效應(yīng)更加劇烈，吻合谷會(huì)變得更深。如果使用不同厚度的板進(jìn)行疊合，吻合谷將彼此錯(cuò)開(kāi)，且每個(gè)吻合谷都較淺，對(duì)隔聲性能有利。雙層板的劇烈吻合效應(yīng)是非常明顯的，會(huì)造成雙層15mm板構(gòu)造的隔墻在3150Hz附近的隔聲量反倒低于雙層12mm板的隔墻。一層12mm和一層15mm板疊合的隔墻比雙層15mm隔墻的面密度低，但隔聲量反倒會(huì)提高,這是吻合效應(yīng)被減弱的結(jié)果。
隔音屏-永泰小區(qū)聲屏障公路隔音墻材料標(biāo)準(zhǔn)
