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隔音门窗隔音原理-八达国际精编

2021-02-15 20:31:41

参考资料:《噪声与振动控制手册》主编:马大猷;

马大猷: (1915~2012)中国声学创始人及业界泰斗,他的《噪声与振动控制手册》著作是目前中国Z为全面系统,Z为权威的工程实用参考书。

本文由:八达国际公司张铁东工程师精心整理排版

一、 单层玻璃的隔音性能主要由:玻璃的面密度(厚度与密度乘积)来决定,市场上的玻璃密度大多数是一样的,提高隔音量只有通过提高玻璃厚度来完成;

如图:不同材料的隔音量参考图

图片1.png 

玻璃的厚度增加一倍,隔音量可提高3~5分贝。

 

二、 双层中空玻璃隔音性能的主要由:两层玻璃的实际厚度(如:中空玻璃:5+9A+5,玻璃实际厚度为:10mm)、两片玻璃之间的距离;

图片2.png 

凡是中空玻璃的结构都存在着驻波共振,从而导致某频段的声波与中空玻璃之间产生吻合效应,即:存在着某频段的声波能很轻易地穿透中空玻璃,在实际工程应用中得出如下经验数据:)市场上的通用的中空玻璃(5+9A+5,6+12A+6,5+6A+5+6A+5,或中空+夹胶玻璃的隔音吻合效应频段集中在250Hz~500Hz之间,而交通噪音使人难受的噪音频段集中在125Hz~750Hz之间。

结论:中空玻璃在交通中低频的隔音性能存在着吻合效应,导致低频噪音(嗡嗡声)能很轻易地穿透玻璃,传入室内,不适合在交通干道上使用。

 

三、 真空玻璃

1、 目前市场上所能供应的真空玻璃,都是由两片5~10mm厚的玻璃,两片玻璃中间放置大量的小支点,支撑着玻璃,实现每平米大气压数吨重的压强之下,两片玻璃不会被压碎或贴合在一起;并且现有的技术条件并无法被抽成完全真空状态,必须有足够多的支点在两片玻璃之间支撑,才能进一步抽取空气;

2、 声音的传播是靠:气体、液体、固体作为媒介,目前市场上能出售的真空玻璃,因玻璃与玻璃之间存在着大量的支点,形成了固体传声结构(声桥效应),从而隔音量大大下降,隔音性能等同于玻璃实际厚度的单层玻璃;

3、 真空玻璃因抽真空后,两片玻璃之间的密封难度增加,受天气及气压的影响,不少真空玻璃将会在3~5年后出现漏气现象,从而玻璃起雾发白,隔音性能等同中空玻璃,形成中空玻璃般的中低频吻合效应;

如图:1、中空结构;2,3,4为声桥结构,两层隔音材料之间存在固定连接。

图片3.png 

四、 夹胶玻璃的隔音量性能主要由:玻璃的实际厚度、夹胶膜的厚度、夹胶膜的柔性减振性能;

1、 所有的材料隔音量的大体上服从于质量定律,即:面密度(材料密度与厚度乘积)决定总体隔音量的大小;

2、 每种隔音材料都存在着隔音性能的吻合效应,降噪与振动控制的目的在于:寻找吻合效应的声波频率不在需要降噪的频段范围;

3、 夹胶玻璃的吻合效应出现在3000Hz左右,远离了中低频的交通噪音,是目前Z为理想的繁忙交通干道所采用的隔音玻璃

4、 声波通过撞击玻璃,使玻璃产生振动从而传播噪音,单层玻璃、中空玻璃、真空玻璃及夹胶玻璃,都会因声波的撞击而产生振动,振动则产生了声音;夹胶玻璃中间的胶片相当于一片阻尼层,能有效抑止玻璃的振动,从而提高玻璃的隔音性能

5、 夹胶膜的减振性能越好,夹胶玻璃的整体隔音性能就越好(提高1~3分贝);特别是针对中低频的隔音性能。

如图:石棉水泥板,石棉相当于水泥板的阻尼层,夹胶玻璃隔音频谱与它相近;

图片4.png 

 

五、 双层窗户结构:

图片5.png 

1、 中空玻璃的两片玻璃之间的距离只有6~24mm,如果将这个距离变大,则中空玻璃的吻合频段会往低频偏移,当距离大于80mm时,吻合频率接近125Hz,如果再继续加大两片玻璃之间的距离,吻合频率就会远离中低频的交通噪音的频段,使得令人烦恼的噪音声波不能轻易穿透玻璃;

2、 双层窗户结构:一般的建筑物原配的窗户为中窗玻璃推拉窗或外平开窗,如果再增加一樘夹胶玻璃的推拉窗或内平开窗,两樘窗户之间的距离大于80mm,即形成了双层隔音窗户的结构;

3、 双层隔音窗户的隔音原理:声波撞击弟一樘窗户时,使得弟一层窗户产生振动,促使两层窗户之间的空气产生振动,再由振动的空气引起第二层窗户振动;如果两层窗户之间的距离越大,声波穿透弟一层窗户后,振动的空气到达第二层窗户时被空气的作用弹簧衰减的能量就越大;

  

结论:在繁忙交通干道旁边的楼房,有效的隔音门窗选择方案是:

① 选择三层夹胶玻璃+超厚的型材+完全密封;以实现单层窗户达到30分贝的实测隔音量;

② 选择装双层窗户,普通的中窗玻璃外窗+专业的夹胶玻璃内窗,两层窗户之间的距离大于80mm的双层窗户+空气弹簧的隔音结构,以实现大于40分贝的实测隔音量。

注:单层的窗户无论如果也无法超越双层窗户的隔音性能;以上的参考资料主要在玻璃选择方面提供了说明,整窗的隔音还取决于型材、密封等综合因素;隔声原理与木桶原理相似,Z为的环节决定着隔音性能的优劣。

  

 

202102月15


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