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2010-10-15 17:21 來源于網(wǎng)絡(luò) 【大 中 小】【打印】【我要糾錯】
離心玻璃棉內(nèi)部纖維蓬松交錯,存在大量微小的孔隙,是典型的多孔性吸聲材料,具有良好的吸聲特性。離心玻璃棉可以制成墻板、天花板、空間吸聲體等,可以大量吸收房間內(nèi)的聲能,降低混響時間,有利于提高語言清晰度,也有利于減少室內(nèi)噪聲。在輕體隔墻的空腔內(nèi)填入離心玻璃棉,不但起到良好的保溫作用,還可以較大幅度地提高墻體的隔聲性能,有利于隔絕噪聲,也有利于保證室內(nèi)談話的私密性。使用離心玻璃棉制成管道或風機罩的襯里可以起到消聲作用,有利于降低管道中氣流和機械振動產(chǎn)生的噪聲,使空調(diào)系統(tǒng)更加安靜。離心玻璃棉具有良好的彈性,可以作為樓板減振墊層的主要材料,顯著地降低樓上的腳步、奔跑、拖動物品等撞擊產(chǎn)生的噪聲對樓下房間的影響。
離心玻璃棉的聲學特性不但與厚度和容重有關(guān),也與罩面材料、結(jié)構(gòu)構(gòu)造等因素有關(guān)。在建筑應(yīng)用中還需同時兼顧造價、美觀、防火、防潮、粉塵、耐老化等多方面問題。本文將就離心玻璃棉相關(guān)的建筑聲學基本概念、建筑吸聲應(yīng)用、建筑隔聲應(yīng)用、建筑消聲應(yīng)用、國內(nèi)外不同聲學產(chǎn)品對比,以及相關(guān)的國家規(guī)范標準等方面近可能詳細地討論離心玻璃棉的建筑聲學特性及應(yīng)用。
建筑聲學的基本概念
1)聲音?
物體的振動產(chǎn)生“聲”,振動的傳播形成“音”。人們通過聽覺器官感受聲音,聲音是物理現(xiàn)象,不同的聲音人們有不同的感受,相同聲音的感受也會因人而異。美妙的音樂令人陶醉,清晰激昂的演講令人鼓舞,但有時侯,鄰居傳來的音樂聲使人難以入睡,他人之間的甜言蜜語也許令人煩惱。建筑聲學不同于其他物理聲學,主要研究目的在于如何使人們在建筑中獲得良好的聲音環(huán)境,涉及的問題不局限于聲音本身,還包括心理感受、建筑學、結(jié)構(gòu)學、材料學甚至群體行為學等多方面問題。
人耳的聽覺下限是0db,低于15db的環(huán)境是極為安靜的環(huán)境,安靜的會使人不知所措。鄉(xiāng)村的夜晚大多是25-30db,除了細心才能夠體會到的流水、風、小動物等自然聲音以外,其他感覺一片寧靜,這也是生活在喧囂之中的城市人所追求的凈土。城市的夜晚會因區(qū)域不同而有所不同。較為安靜區(qū)域的室內(nèi)一般在30-35db,如果你住在繁華的鬧市區(qū)或是交通干線附近,將不得不忍受40-50db(甚至更高)的噪聲,如果碰巧鄰居是一位不通情達理的人,夜深人靜時蹦蹦跳跳、高聲喧嘩,也許更要飽受煎熬了。人們正常講話的聲音大約是60-70db,大聲呼喊可達100db。在中式餐館中,往往由于缺乏吸聲處理,人聲鼎沸,聲音將達到70-80db,有國外研究報道噪聲中進餐會影響健康。人耳的聽覺上限一般是120db,超過120db的聲音會造成聽覺器官的損傷,140db的聲音會使人失去聽覺。高分貝喇叭、重型機械、噴氣飛機引擎等都能夠產(chǎn)生超過120db的聲音。
人耳聽覺非常敏感,正常人能夠察覺1db的聲音變化,3db的差異將感到明顯不同。人耳存在掩蔽效應(yīng),當一個聲音高于另一個聲音10db時,較小的聲音因掩蔽而難于被聽到和理解,由于掩蔽效應(yīng),在90-100db的環(huán)境中,即使近距離講話也會聽不清。人耳有感知聲音頻率的能力,頻率高的聲音人們會有“高音”的感覺,頻率低的聲音人們會有“低音”的感覺,人耳正常的聽覺頻率范圍是20-20khz。人耳耳道類似一個2-3cm的小管,由于頻率共振的原因,在2000-3000hz的范圍內(nèi)聲音被增強,這一頻率在語言中的輔音中占主導地位,有利于聽清語言和交流,但人耳最先老化的頻率也在這個范圍內(nèi)。一般認為,500hz以下為低頻,500hz-2000hz為中頻,2000hz以上為高頻。語言的頻率范圍主要集中在中頻。人耳聽覺敏感性由于頻率的不同有所不同,頻率越低或越高時敏感度變差,也就是說,同樣大小的聲音,中頻聽起來要比低頻和高頻的聲音響。
2)頻率特性
聲音可以分解為若干(甚至無限多)頻率分量的合成。為了測量和描述聲音頻率特性,人們使用頻譜。頻率的表示方法常用倍頻程和1/3倍頻程。倍頻程的中心頻率是31.5、63、125、250、500、1k、2k、4k、8k、16khz十個頻率,后一個頻率均為前一個頻率的兩倍,因此被稱為倍頻程,而且后一個頻率的頻率帶寬也是前一個頻率的兩倍。在有些更為精細的要求下,將頻率更細地劃分,形成1/3倍頻程,也就是把每個倍頻程再劃分成三個頻帶,中心頻率是20、31.5、40、50、63、80、100、125、160、200、250、315、400、500、630、800、1k、1.25k、1.6k、2k、2.5k、3.15k、4k、5k、6.3k、8k、10k、12.5k、16k、20khz等三十個頻率,后一個頻率均為前一個頻率的21/3倍。在實際工程中更關(guān)心人耳敏感的部分,因此,除進行必要的科學研究以外,大多數(shù)情況下考慮的頻率范圍在100hz到5khz。如果將聲音的頻率分量繪制成曲線就形成了頻譜。
對于各種建筑聲學材料來講,不同頻率條件下聲學性能是不同的。有的材料具有良好的高頻吸聲性能,有的材料具有良好的低頻吸聲性能,有的材料對某些頻率具有良好的吸聲性能,不一而同。隔聲等其他聲學性能也是如此。
3)分貝和a聲級
分貝對于非專業(yè)人員來講是最難理解的,然而對于專業(yè)人士來講分貝又是再熟悉不過了。分貝(db)是以美國電話發(fā)明家貝爾命名的,因為貝的單位太大,因此采用分貝,代表1/10貝。
分貝的概念比較特別,它的運算不是線性比例的,而是對數(shù)比例的,例如兩個音箱分別發(fā)出60db的聲音,合在一起并不是120db,而是63db。如果某種吸聲材料吸收了80%的聲能,聲音降低了不是0.8db也不是80db而是?10lg(1-0.8)=7db。如果某種隔墻隔聲量為50db,那么透過去的聲音為0.00001。分貝的計算較為復雜,需要具備專業(yè)知識才能完成。
使用分貝描述聲音時需要同時給出頻率。任何一個聲音,不同頻率的分貝數(shù)可能是不同的。我們可以說在某頻率時,聲壓級是多少,或吸聲系數(shù)是多少,或隔聲量是多少等等。
a聲級的概念會使普通人感到迷惑。聲級是將各個頻率的聲音計權(quán)相加(不是簡單的算術(shù)相加)得到的聲音大小,a聲級是各個頻率的聲音通過a計權(quán)網(wǎng)絡(luò)后再相加得到的大小,a聲級反映了人耳對低頻和高頻不敏感的聽覺特性。例如,如果100hz的聲壓級為80db,在計算a聲級時,將按計權(quán)減去50.5db,即按29.5db來計算;而1khz的聲壓級為80db,計權(quán)值為0db,即仍按80db計算。a聲級的目的在于,a聲級越大,則表明聲音聽起來越響。a聲級分貝通常計為dba。許多與噪聲有關(guān)的國家規(guī)范都是按a聲級作為指標的。
4)吸聲
吸聲是聲波撞擊到材料表面后能量損失的現(xiàn)象,吸聲可以降低室內(nèi)聲壓級。描述吸聲的指標是吸聲系數(shù)a,代表被吸收的聲能與入射聲能的比值。理論上,如果某種材料完全反射聲音,那么它的a=0;如果某種材料將入射聲能全部吸收,那么它的a=1。事實上,所有材料的a介于0和1之間,也就是不可能全部。
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