门窗隔音原理

隔音门窗隔音原理参考资料：噪声与振动控制手册主编：马大猷；马大猷: (19152012)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最为全面系统，最为权威的工程实用参考书。本文由：杨钦玉工程师整理排版一、 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玻璃的厚度增加一倍，隔音量可提高35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+9Air+5,玻璃实际厚度为：10mm）、两片玻璃之间的距离；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250Hz500Hz之间，而交通噪音使人难受的噪音频段集中在125Hz750Hz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510mm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35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。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，是目前最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13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；五、 双层窗户结构：1、 中空玻璃的两片玻璃之间的距离只有624mm，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：声波撞击第一樘窗户时，使得第一层窗户产生振动，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，声波穿透第一层窗户后，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，最佳的隔音门窗选择方案是： 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； 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，最为的环节决定着隔音性能的优劣。 2014年02月19日