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隔声材料(Soundproof Materials),是指把空气中传播的噪声隔绝、隔断、分离的一种材料、构件或结构。对于隔声材料,要减弱透射声能,阻挡声音的传播,就不能如同吸声材料那样多孔、疏松、透气,相反它的材质应该是重而密实的,如钢板、铅板、砖墙等一类材料。隔声材料材质的要求是密实无孔隙或缝隙;有较大的重量。由于这类隔声材料密实,难于吸收和透过声能而反射能强,所以它的吸声性能差。
隔声材料:材料一、能过共振吸声的方式的隔音材料有:石膏板、石棉水泥、胶合板、钢板、铝板以及硬质纤维板。材料二、玻璃棉、麻棉毛毡、有机纤维材料、岩棉、矿棉以及聚苯乙烯泡沫塑料这几种。材料三、石膏板、硬质纤维板等能够将板块四周固定,然后连通板后的封闭空气层,从而达到吸音隔音的效果。材料四、皮革、塑料薄膜、人造革等具有不透气、张拉能力强而且柔软的材料,通过声音的共振频率能够有效阻隔声音传播。材料五、具有特殊功能的窗幕以及空间吸声体。
凡是能用来阻断噪声的材料,统称为隔声材料。 隔音材料五花八门,日常人们比较常见的有实心砖块、钢筋混泥土墙、木版、石膏板、铁板、隔声毡、纤维板等等。 严格意义上说,几乎所有的材料都具有隔音作用,其区别就是不同材料间隔音量的大小不同而已。同一种材料,由于面密度不同,其隔音量存在比较大的变化。 隔声量遵循质量定律原则,就是隔音材料的单位密集面密度越大,隔音量就越大,面密度与隔音量成正比关系。
隔音材料在物理上有一定弹性,当声波入射时便激发振动在隔层内传播。当声波不是垂直入射,而是与隔层呈一角度 θ 入射时,声波波前依次到达隔层表面,而先到隔层的声波激发隔层内弯曲振动波沿隔层横向传播,若弯曲波传播速度与空气中声波渐次到达隔层表面的行进速度一致时,声波便加强弯曲波的振动,这一现象称吻合效应。这时弯曲波振动的辐度特别大,并向另一面空气中辐射声波的能量也特别大,从而降低隔声效果。
产生吻合效应的频率fc为: fc=co2/2 π sin2 θ [12 ρ (1- σ 2)/eh2]1/2 式中 ρ 、 σ 、e分别为隔层材料的密度、泊松比和杨氏模量,h是隔层厚度。任意吻合频率fc与声波入射角 θ 有关。在大多数房间中的声场都接近于混响声场,到达隔层的入射角从0°到90°都有可能,因此吻合频率出现在从掠入射( θ=90°) 的fc0开始的一个频率范围,也就是说吻合效应使某一频率范围的隔声效果变差。一般这一频率范围发生在中高频。从质量定律知道,中高频隔声量较大,除了内阻尼很小的金属板外,因吻合效应使中高频隔声量降低的现象,不会引起很大的麻烦。
隔声门由门扇和门框组成,是一种采用优质冷轧钢板,冷加工处理成型,门体内按隔声等级填充吸声棉、PU、蜂巢结构、隔声材料(隔声材料主要有阻尼橡胶板、矿棉隔音板),采用先进技术、独特设计及特殊密封制作工艺,单、双裁口做法,具有防火、隔声、逃生优质性能,使用性能稳定,精工制作而成的木、钢质门。隔声门分为木制和钢制两种,敞开空间满足用户使用要求。
隔声门大小和隔声性能可按隔声等级要求、安装空间、防火等级选定。根据用户需要可装备各种五金配件。表面经防锈喷涂处理后喷面漆(面漆颜色可以),也可根据用户要求进行喷塑(喷漆后不可以进行喷塑处理)等表面处理。具有结构合理,整体性好,强度高,施工方便,具有表面平整美观,开启灵活,坚固耐用等优点。高耐温300℃~350℃,能承受气动负荷2000N/m2,平均隔声量为39dB(A),高隔声量达55dB(A)以上。
制造工艺:采用木框架,普通木门扇包裹人造革内填塞岩棉或采用 1.5mm 厚冷轧钢板,内加成型吸声棉,多层隔声结构承受燃气高温及气动负荷。开启时整门上浮,关闭时磁性密封边条则完全封闭,确保边缘漏声,强度满足操作需求。木质隔声门木材的选材标准:木材应采用窖干法干燥,其含水率不应大于12%,当受条件限制,除东北落叶松、云南松、马尾松、桦木等易变形的树种外,可采用气干木材,其制作时的含水率不应大于当地的平衡含水率。宜采用经阻燃处理的优质木材;钢质隔声门钢架门扇用冷轧钢制成,面层为薄钢板(不锈钢),并用多孔吸声材料作为填充,以得到声偶合小的高阻尼特性;门樘、门楣和门槛也用型材钢制造,以保证足够的强度和支撑刚度;
门扇四周安装双重特殊弹性止口(密封垫)和压紧装置,彻底杜绝"孔洞"和"缝隙"产生的漏声。门框内部填充防火隔声材料,外包钢板,门框止口处密封槽内设有橡胶条;门扇为薄钢板弯制而成,门扇外侧面板和门扇内侧面板的内侧纵向设置钢质加强筋;门扇外侧面板边缘沿边长设有密封槽,槽内固定有磁性密封条;门扇内侧面板边缘突出成角形刃口,与门框上的橡胶条压紧密封;填充材料应符合《建筑材料不燃性试验方法》GB5464-85中第7条的规定;玻璃应采用不影响防火门耐火性能试验的合格产品;根据质量法则质量越重的物体其隔声性越好,为求隔声效果可以用4cm的厚钢板做门板或在门板内灌水泥来达到提高质量求较高的隔声效果,同时考虑隔声效果达到门脚链对门板重量的负担,脚链无法完全荷重将造成门扇无法轻易开关甚至造成脚链损坏,在隔声门设计时,重量在能达到所需隔声效果内尽量减轻重量;五金配件应是经消防检测机构检测合格的定型配套产品。
应用领域:纯音测听、耳鸣检查、助听器、脑干诱发电位、耳声发射、声场测听等医学精密检测;大高中档宾馆、饭店、商厦、设备机房、工厂及人员密集、需疏散的声学场所,如录音室、演播厅、剧场、音乐厅一系列有声学要求办公、活动、科研场所。隔声门按尺寸大小可分单扇门和双扇门。宽度小于1.5m时,可做成单扇门或双扇门,宽度大于1.5m时,则需做成双扇门。隔声门按制作材料一般可分钢质门、木质门、钢木复合门以及其它材料如塑钢门、水泥隔声门等。隔声门按开启方式可分平开门和平移门(尺寸、规格可根据用户需求而定制)。
不透气的固体材料,对于空气中传播的声波都有隔声效果,隔声效果的好坏根本的一点是取决于材料单位面积的质量。一个面积非常大的隔层,其单位面积质量为ms,当声波从左面垂直入射时,激发隔层作整体振动,此振动再向右面空间辐射声波。以单位面积考虑,透射到右面空间的声能与入射到隔层上的声能之比称透射系数 τ 。定义无限大隔层材料的传递损失(也称透射损失)tl:tl=101g1/ г (7)上述简单情况下可计算得到传递损失近似为:tl=20lg ω ms/2 ρ oco (db) (8)式中 ω=2πf 为圆频率, ρ0 、c0为空气的密度和声波传播速度。tl的大小表示材料的隔声能力。(8)式的一个重要特点,即材料单位面积质量增加一倍,则传递损失增加6db。这一隔声的基本规律称 “ 质量定律 ” ,也就是说隔声靠重量。所以像砖墙、水泥墙或厚钢板、铅板等单位面积质量大的材料,隔声效果都比较好。(8)式也表明,单层隔声的高频隔声好,低频差。频率每提高一倍,传递损失就增加6db。
需要说明的是:传递损失tl是隔层面积为无限大时的理论 “ 隔声量 ” ,作为一垛墙或楼板,它都有边缘与其它建筑构件连接,这时的 “ 隔声量 ” 与(7)式所表示的传递损失有差别。既有因边缘接近于固定而增大隔声能力,也有作为边缘固定的板振动有一定的共振频率,使某些共振频率点上隔声效果降低的现象。而当作为两相邻房间之间的隔墙或楼板,因为两室之间有多条传声(或振动)通道,这两个房间之间的隔声量(只能称声级差)更不能以该隔层的传递损失来代表。
隔声材料在物理上有一定弹性,当声波入射时便激发振动在隔层内传播。当声波不是垂直入射,而是与隔层呈一角度 θ 入射时,声波波前依次到达隔层表面,而先到隔层的声波激发隔层内弯曲振动波沿隔层横向传播,若弯曲波传播速度与空气中声波渐次到达隔层表面的行进速度一致时,声波便加强弯曲波的振动,这一现象称吻合效应。这时弯曲波振动的辐度特别大,并向另一面空气中辐射声波的能量也特别大,从而降低隔声效果。产生吻合效应的频率fc为:fc=co2/2 π sin2 θ [12 ρ (1- σ 2)/eh2]1/2 (9)式中 ρ 、 σ 、e分别为隔层材料的密度、泊松比和杨氏模量,h是隔层厚度。任意吻合频率fc与声波入射角 θ 有关。在大多数房间中的声场都接近于混响声场,到达隔层的入射角从0°到90°都有可能,因此吻合频率出现在从掠入射( θ=90°) 的fc0开始的一个频率范围,也就是说吻合效应使某一频率范围的隔声效果变差。一般这一频率范围发生在中高频。从质量定律知道,中高频隔声量较大,除了内阻尼很小的金属板外,因吻合效应使中高频隔声量降低的现象,不会引起很大的麻烦。
双层隔声结构:根据质量定律,频率降低一半,传递损失要降6db;而要提高隔声效果时,质量增加一倍,传递损失增加6db。在这一定律支配下,若要显著地提高隔声能力,单靠增加隔层的质量,例如增加墙的厚度,显然不能行之有效,有时甚至是不可能的,如航空器上的隔声结构。这时解决的途径主要是采用双层以至多层隔声结构。双层隔声结构,单位面积质量分别为m1、m2,中间空气层厚度为l。双层结构的传递损失可以进行理论计算,结果比较复杂,在不同频率范围可以得到不同的简化表示,这里只作定性介绍。两个隔层与中间空气层组成一个共振系统,共振频率为fr(m的单位为kg/m2,l的单位为m):fr=60/√m1m2l/(m1+m2) (10)
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