對(duì)于一個(gè)建筑空間,它的圍蔽結(jié)構(gòu)受到外部聲場(chǎng)的作用或直接受到物體撞擊而發(fā)生振動(dòng),就會(huì)向建筑空間輻射聲能,于是空間外部的聲音通過圍蔽結(jié)構(gòu)傳到建筑空間中來,這叫做“傳聲”。傳進(jìn)來的聲能總是或多或少地小于外部的聲音或撞擊的能量,所以說圍蔽結(jié)構(gòu)隔絕了一部分作用于它的聲能,這叫做“隔聲”。傳聲和隔聲只是一種現(xiàn)象從兩種不同角度得出的一對(duì)相反相成的概念。圍蔽結(jié)構(gòu)隔絕的若是外部空間聲場(chǎng)的聲能,稱為“空氣聲隔絕”;若是使撞擊的能量輻射到建筑空間中的聲能有所減少,稱為“固體聲或撞擊聲隔絕”。這和隔振的概念不同,前者最終的是到達(dá)接受者的空氣聲,后者最終的是接受者感受到的固體振動(dòng)。但采取隔振措施,減少振動(dòng)或撞擊源對(duì)圍蔽結(jié)構(gòu)(如樓板)的撞擊,可以降低撞擊聲本身。
對(duì)設(shè)備的隔聲測(cè)試通常需要在搭建好的隔聲實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行。隔聲實(shí)驗(yàn)室由聲源室、接收室、控制室組成。隔聲實(shí)驗(yàn)室測(cè)試房間包括兩間相鄰的混響室,一間為聲源室,另一間為接收室,兩室之間設(shè)試件洞口,用以安裝試件。根據(jù)中國建筑科學(xué)研究院環(huán)境測(cè)控優(yōu)化研究中心搭建隔聲實(shí)驗(yàn)臺(tái)的經(jīng)驗(yàn)以及相關(guān)隔聲標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求通常設(shè)置試件洞口尺寸4000×2500mm,面積10平方米,測(cè)量門、窗、玻璃等面積小于10平方米的試件,可根據(jù)以上標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,在試件洞口內(nèi)構(gòu)筑符合試件尺寸的安裝洞口。為了控制測(cè)試房間的背景噪聲,抑制側(cè)向傳聲,準(zhǔn)確測(cè)量建筑材料及構(gòu)件的空氣聲隔聲性能,隔聲實(shí)驗(yàn)室采用“房中房”構(gòu)造。聲源室與接收室之間在結(jié)構(gòu)上完全脫開;聲源室、接收室與原基礎(chǔ)間設(shè)置隔振材料;實(shí)驗(yàn)室的新增外墻,聲源室、接收室的墻體、地面及頂選用高隔聲性能的材料;測(cè)試房間的門均采用雙道隔聲門,作成“聲閘”,進(jìn)一步提高門的隔聲能力。聲源室、接收室的房間尺寸比例選擇合適,使低頻段的簡(jiǎn)振頻率盡可能分布均勻。實(shí)驗(yàn)室建成后,按照GB/T 19889.1-2005、GB/T 19889.3-2005與GB/T 8485-2008對(duì)隔聲實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行檢驗(yàn),并根據(jù)檢驗(yàn)結(jié)果設(shè)置、調(diào)整擴(kuò)散板位置,確定是否需要設(shè)置吸聲構(gòu)造降低混響時(shí)間等,直至滿足上述標(biāo)準(zhǔn)要求。聲源室、接收室內(nèi)照明采用無噪聲燈具;聲源室、接收室室內(nèi)墻面(試件桐口墻面除外)均設(shè)置電源插座,插座分兩組,一組供測(cè)試設(shè)備用,一組供電暖氣(功率2000W)用。實(shí)驗(yàn)室外墻面設(shè)置電源插座,供加工試件的電動(dòng)工具用。隔聲實(shí)驗(yàn)室的接收室背景噪聲≤20dB(A);測(cè)試房間的低頻混響時(shí)間滿足標(biāo)準(zhǔn)要求;房間內(nèi)聲場(chǎng)分布較均勻,避免出現(xiàn)強(qiáng)駐波
根據(jù)質(zhì)量定律,頻率降低一半,傳遞損失要降6db;而要提高隔音效果時(shí),質(zhì)量增加一倍,傳遞損失增加6db。在這一定律支配下,若要顯著地提高隔音能力,單靠增加隔層的質(zhì)量,例如增加墻的厚度,顯然不能行之有效,有時(shí)甚至是不可能的,如航空器上的隔音結(jié)構(gòu)。這時(shí)解決的途徑主要是采用雙層以至多層隔音結(jié)構(gòu)。雙層隔音結(jié)構(gòu),單位面積質(zhì)量分別為m1、m2,中間空氣層厚度為l。雙層結(jié)構(gòu)的傳遞損失可以進(jìn)行理論計(jì)算,結(jié)果比較復(fù)雜,在不同頻率范圍可以得到不同的簡(jiǎn)化表示,這里只作定性介紹。兩個(gè)隔層與中間空氣層組成一個(gè)共振系統(tǒng),共振頻率為fr(m的單位為kg/m2,l的單位為m):fr=60/√m1m2l/(m1+m2) ⑩在此共振頻率附近,隔音效果大為降低。不過對(duì)于重墻來說,此頻率已低于可聞?lì)l率范圍。例如m1為半磚墻250kg/m2,m2為一磚墻500kg/m2,空氣層厚度0?5m,這時(shí)共振頻率在7hz左右。對(duì)于輕結(jié)構(gòu)雙層隔音,共振頻率可能落在可聞?lì)l率范圍內(nèi),例如兩層鋁板分別5?2kg/m2和2?6kg/m2,中間空氣層125px,可計(jì)算出共振頻率約為200hz。這時(shí)應(yīng)在兩板間填塞阻尼材料,以抑制板的振動(dòng)。一般若用薄鋼板做雙層隔音結(jié)構(gòu)時(shí),鋼板上都涂好阻尼層來抑制鋼板的振動(dòng)。在共振頻率fr以下,雙層隔音的效果如同沒有空氣層的一層(m1+m2)的隔音效果;在fr以上一段頻率范圍,雙層隔音效果接近于兩個(gè)單層隔音的傳遞損失之和;在更高的頻率,當(dāng)空氣層厚度l為四分之一波長的奇數(shù)倍時(shí),雙層隔音效果相當(dāng)于兩個(gè)單層的傳遞損失之和再加6db,l為波長的偶數(shù)倍時(shí),雙層隔音效果相當(dāng)于兩個(gè)單層合在一起的傳遞損失再增加6db,在其它頻率,傳聲損失在這兩個(gè)值之間。所以在總體上,當(dāng)頻率大于fr時(shí),雙層隔音結(jié)構(gòu)顯著地提高了隔音效能。一般雙層隔音結(jié)構(gòu)的兩層,不用相同厚度的同一種材料,以避免這兩層出現(xiàn)相同的吻合頻率。在設(shè)計(jì)和施工中要特別注意,兩層之間不能有剛性連接。破壞了固體 —— 空氣 —— 固體的雙層結(jié)構(gòu),把兩層固體隔層由剛性構(gòu)件相連,使兩個(gè)隔層的振動(dòng)連在一起,隔音量便大為降低。尤其是雙層輕結(jié)構(gòu)隔音,相互之間必須相互支撐或連接時(shí),一定要用彈性構(gòu)件支撐或懸吊,同時(shí)注意需要分割的兩個(gè)空間之間,不能有縫或孔相通。“漏氣”就要漏聲,這是隔音的實(shí)際問題。