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      玻璃幕墻隔聲、防噪設計

      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。
       
        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。可以同過減少墻的厚度,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,即
                  t=E透/E入                   (1)
        t是小于1的數,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,使用起來不方便,因此用t的倒數取以10為底的對數,再乘以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。

        玻璃隔絕空氣聲的能力和哪些因素有關系哪?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。

        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

        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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