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隔声损失
隔声的有关概念
对于入射到无限大的隔声构件上的声波,定义透射声波的声压比入射声波的声压降低的分贝数为隔声板(或隔声墙)的传声损失,或称为隔声量,习惯上用LTL表示。
但是在计算因隔声板或隔声墙带来的实际降噪效果时,要注意两个问题。第一个是,实际的隔声构件不可能无限大,因而会发生声波的衍射,也因此实际的隔声效果比LTL要小得多,因为这种情况下通常衍射声压比透射声压要强得多。一个典型的例子就是声屏障,其实际的降噪量称为插入损失,以LIL表示,实践证明插入损失最大不会超过25分贝。第二问题是,实际的声场会因插入了隔声板或隔声墙而改变,可能会因隔声件的反射作用而使原来的声场产生混响从而升高其声压值,相当于使声源的功率放大了,所以尽管LTL是没有变,实际的降噪声效果却大大降低了。例如声源的隔声罩,罩内无吸收时,其实际降噪效果比LTL少20分贝;而对于分隔墙,其实际降噪效果(即与无隔墙时相比)也远低于降噪声量NR。
当声波频率与隔声构件的系统固有频率相同时,将发生共振,因此称此一频率为共振频率,用f0表示,f0与构件密度的开平方成正比,与面密度的开平方成反比。另一方面,由于构件本射具有的弹性,当声波以某一角度入射到构件上时,将激起构件的弯曲振动,如果声波与这一弯曲振动产生吻合,就会产生“吻合效应”,这时的频率称为吻合频率或临界频率,以fc表示,表达式为:
式中,M为构件的面密度,kg/m2;B为构件弯曲劲度,牛顿米;E为构件的杨氏模量,N/m2;D为构件厚度,m。
当入射声波频率与f0相等或与fc相等时,都会使隔声件的声波透射能力大为增加,从而降低LTL。因此,设件隔声件时,应选择合适的材料和构件,设置适当的厚度,以使其fc尽量升高,而使f0尽量降低,使待降噪声的主要频带的频率处于两者中间。
近年来开发生产的多层复合隔声构件,因使用了多种材料,并增加了吸声和阻尼夹层,从而使共振效应和吻合效应有明显的改善,使透射声能大为减少,从而达到很好的隔声效果。
单层构件的隔声量
对单层均匀实体隔声构件,通常使用经验公式,而不使用理论公式。经验公式为:
LTL=+-26 (dB)
在100~:
=+10 (dB)
上式中,M为构件的面密度,Kg/m2。从以上式子可知,M每增加一倍,降声量都增加6分贝,这就是隔声中所谓的“质量定律”。对于声频在f0~fc范围内的声波,都可认为基本符合质量定律。
双面粉刷的砖墙,厚度从1/4砖到1砖,相应面密度从100~500kg/m2,实测其平均隔声量为40~50dB。
双层隔墙的隔声量
双层隔墙构件是指中间有空气夹层的隔墙。双层隔墙的隔声量一般也应用经验公式来估算。下式为声频在100~:
=20lg(MD)-26 (dB)
式中,D为空气夹层的厚度,