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門窗隔音原理
時間:  2018-08-31   來源:AG平台隔音窗  作者:網站管理員  點擊:
參考資料:《噪聲與振動控製手冊》主編:馬大猷;

馬大猷: (1915~2012)中國聲學創始人及業界泰鬥,他的《噪聲與振動控製手冊》著作是目前中國最為全麵係統,最為權威的工程實用參考書。

一、勻質單層隔音材料的隔音性能

No.1 由隔聲量質量定律可知:玻璃的隔音性能主要由玻璃的麵密度(厚度與密度乘積)來決定,目前國內市場上的玻璃密度大多數都是一樣的,提高玻璃的隔音量隻有通過提高玻璃厚度來完成;

No.2 如圖:不同材料的隔音量參考圖:

隔音原理|隔音窗如何隔音---AG平台隔音窗

 

No.3 從上表可以看出,對於各種各樣不同的材料,其隔音量基本符合隔聲質量定律,比如:玻璃的厚度增加一倍,隔音量可提高3~5dB(A)。

No.4 一般住宅牆體的隔音量如③所標示,隔音量在45~50dB(A)之間,對於住宅隔音性能最為薄弱的環節是門窗。

二、勻質薄板材料的中空結構隔音性能

No.1 雙層中空玻璃隔音性能的主要由:兩層玻璃的實際厚度(如:中空玻璃:5+9Air+5,玻璃實際厚度為10mm)、兩片玻璃之間的距離決定。

No.2 中空玻璃的隔音性能表

AG平台隔音窗-中空玻璃的隔音性能表

No.3 中空玻璃的吻合低穀

凡是中空玻璃的結構都存在著駐波共振,從而導致某頻段的聲波與中空玻璃之間產生吻合效應,即:存在著某頻段的聲波能很輕易地穿透中空玻璃,在實際工程應用中得出如下經驗數據:市場上的通用的中空玻璃(5+9A+5,6+12A+6,5+6A+5+6A+5),或中空+夾膠玻璃的隔音吻合效應頻段集中在150Hz~400Hz之間,而交通噪音使人難受的噪音頻段集中在125Hz~750Hz之間。

結論:中空玻璃在交通中低頻的隔音性能存在著吻合效應,導致低頻噪音(嗡嗡聲)能很輕易地穿透玻璃,傳入室內,不適合在交通幹道上使用。

試聽各頻段的噪聲: 63Hz 125Hz 250 Hz 500Hz 1000 Hz 2000 Hz 4000 Hz 8000 Hz。

您家的噪聲聽起來會不會更接近125Hz和250Hz?

注:普通的電腦揚聲器無法清晰播放63Hz和125Hz的音頻,請插入可播放20Hz~20KHz的耳機或揚聲器試聽。

三、真空玻璃真的能隔音嗎?

No.1 目前市場上所能供應的真空玻璃,都是由兩片5~10mm厚的玻璃,兩片玻璃中間放置大量的金屬或塑膠小支點,支撐著玻璃。

No.2 地球表麵每平米的大氣壓強換算成容易理解的數據為10噸,所以現有的技術條件並無法將玻璃之間的空氣完全抽離形成真空狀態,必須有足夠多的支點才能撐起在兩片玻璃之間的間隙。

No.3 聲音的傳播是靠氣體、液體、固體作為媒介,目前市場上能出售的真空玻璃,因玻璃與玻璃之間存在著大量的支點,形成了固體傳聲結構(聲橋效應),從而隔音量大大下降,隔音性能等同於實際厚度的單層玻璃。

No.4 真空玻璃因抽真空後,兩片玻璃之間的密封難度增加,受天氣及氣壓的影響,不少真空玻璃將會在3~5年後出現漏氣現象,從而玻璃起霧發白,隔音性能等同中空玻璃,形成中空玻璃般的中低頻吻合效應。

No.5 如圖:1、無搭接的完全中空結構;2,3,4為聲橋結構,兩片隔音材料之間存在固定連接。

AG平台隔音窗-聲橋對加氣混凝土雙層牆隔聲影響

從上圖可以看出,1無搭接的完全中空結構的隔音特性頻譜,雖然在125Hz段存在吻合低穀,但也明顯相比2、3、4的有搭接情況隔音性能更好。

結論:真空玻璃的實際隔音性能等同於相同厚度的單層玻璃,個別商家以訛傳訛,誤導客戶以為真空玻璃是最好的隔音玻璃,事實上不少商家將中空玻璃誤傳為真空玻璃。

四、夾膠玻璃隔音性能

No.1 夾膠玻璃的隔音量性能主要由玻璃的實際厚度、夾膠膜的厚度、夾膠膜的阻尼性能決定;所有的材料隔音量的大體上服從於質量定律,即:麵密度(材料密度與厚度乘積)決定總體隔音量的大小。

No.2 每種隔音材料都存在著隔音性能的吻合效應,降噪與振動控製的目的在於:尋找吻合效應的聲波頻率不在需要降噪的頻段範圍;夾膠玻璃的吻合效應出現在3000Hz左右,遠離了中低頻的交通噪音,是目前最為理想的繁忙交通幹道所采用的隔音玻璃。

No.3 聲波通過衝擊玻璃使玻璃產生振動從而傳播噪聲,單層玻璃、中空玻璃、真空玻璃及夾膠玻璃,都會因聲波的衝擊而產生振動;夾膠玻璃中間的膠片相當於一片阻尼層,能有效抑止玻璃的振動,從而提高玻璃的隔音性能。

No.4 夾膠膜的阻尼性能越好,夾膠玻璃的整體隔音性能就越好(提高1~3分貝),特別是針對中低頻的隔音性能。

No.5 如圖:夾膠玻璃隔音特性頻譜:

AG平台隔音窗-夾膠玻璃隔音特性頻譜

從上表可以看出,夾膠玻璃的吻合低穀出現在2000Hz和3000Hz之間,遠離了交通噪聲的主要頻率。

五、雙層窗戶結構隔聲性能

No.1 雙層窗戶結構:

AG平台隔音窗-雙層窗戶結構

No.2 中空玻璃的兩片玻璃之間的距離隻有6~24mm,如果將這個距離變大,則中空玻璃的吻合低穀頻段會往低頻偏移,當距離達到80mm時,吻合頻率接近63Hz,如果再繼續加大兩片玻璃之間的距離,吻合頻率就會遠離交通噪聲的頻段,可實現很高的隔音量。

No.3 雙層窗戶結構:一般的建築物原配的窗戶為中窗玻璃的外平開窗或推拉窗,如果再增加一樘夾膠玻璃的推拉窗或平開窗,兩樘窗戶之間的距離大於80mm,即形成了雙層隔音窗戶的結構。

No.4 雙層隔音窗戶的隔音原理:聲波撞擊第一樘窗戶時,使得第一層窗戶產生振動,促使兩層窗戶之間的空氣產生振動,中間大於80mm的空氣層將會像空氣彈簧一樣減少第二層窗戶的振動。如果兩層窗戶之間的距離越大,聲波穿透第一層窗戶後,振動的空氣到達第二層窗戶時被空氣彈簧的衰減能量就越大,從而實現更高的隔音性能。

結論:在繁忙交通幹道旁邊的樓房,最佳的隔音門窗選擇方案是:

① 選擇三層或四層夾膠玻璃+超厚的型材+完全密封,以實現單層窗戶達到實測隔音量大於40dB(A)的隔音窗;

② 選擇裝雙層窗戶,普通的中空玻璃外窗+專業的夾膠玻璃隔音窗,兩層窗戶之間的距離大於80mm的雙層窗戶+空氣彈簧的隔音結構,以實現實測隔音量大於40dB(A)。

注:單層的窗戶無論如何也無法超越雙層窗戶的隔音性能。以上參考資料主要在玻璃選擇方麵提供了說明,整窗的隔音還取決於型材、密封等綜合因素;隔聲原理與木桶原理相似,最為薄弱的環節決定著隔音性能的優劣。


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