玻璃幕墙隔声设计课件.ppt

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1、玻璃幕墙隔声设计刘忠伟博士（北京中新方建筑科技研究中心）一、建筑声学基础1.声音的产生与传播振动是波动的基础，波动是振动的传播。机械波：振源，介质。能量传递；物质不迁移。振动在空气中的传播——声波。波长、声速声波——质点的振动方向与波的传播方向平行，纵波。声速——声波在空气中的传播速度室温下，声速——340m/s声频的特点声波频率：20——20000Hz次声波：低于20Hz超声波：高于20000Hz声波的绕射和反射绕射反射定律：1.入射线、反射线和反射面法线在同一平面内。2.入射线和反射线分别在法线的两侧。3.入

2、射角等于反射角。声波的透射与吸收透射——与光线透射的区别，没有折射定律。吸收——介质摩擦、热传导。声波的透射与吸收反射系数：透射系数：吸收系数：吸收系数声功率W、声强I、声压P声功率：声源在单位时间内向外辐射的声能，单位：W；声强：表征声音强弱的物理量，声场中某点的声强，即在单位时间内，在垂直于声波传播方向的单位面积上所通过的声能，单位：W/m2声功率W、声强I、声压P无限大、自由场，点声源：声功率W、声强I、声压P声压：介质中的压强相对于无声波时压强的改变量，单位：Pa；正弦波，有效声压：声强与声压的关系在自由

3、场中，声强级、声压级、声功率级声强：下限——上限——1W/m2人耳——近似与声强的对数成正比。声强级：单位：dB声强、声强级与相应的环境声强（W/m2)声强级(dB)相应的环境100114012011010060400离喷气机口3m处疼痛阈风动铆钉机旁织布机旁相距1米处交谈安静的室内人耳最低可闻阈2、玻璃幕墙隔声设计隔声一般分为两大类：其一是隔绝空气声，就是用屏蔽物如门、窗、墙等隔绝在空气中传播的声音；其二是隔绝楼板撞击声，它实际上是用标准打击器撞击楼板时，在楼板下边房间内产生的撞击声级。2、玻璃幕墙隔声设计声波

4、的传递——当声波投射到围护结构上时，墙壁由于左侧入射的声波的疏密交替作用，除发生部分反射现象外，同时使墙象膜片一样产生受迫振动，有一受迫弯曲波沿墙传播，同时又引起构件右侧空气作同样的振动，这样声音就传透过去了。玻璃幕墙隔声设计玻璃幕墙隔声设计隔声——透射系数隔声量——单位：dB玻璃幕墙隔声设计透过某玻璃的声能为入射声能的千分之一，即t=10-3，则R=10lg1/10-3=30玻璃幕墙隔声设计玻璃幕墙隔声设计低频声比高频声容易引起结构的振动，所以玻璃的高频隔声性能比低频好。玻璃幕墙隔声设计薄而轻的墙比厚而重的墙在

5、声波作用下容易产生振动而且振幅大，所以薄而轻的墙隔声性能差，即薄玻璃的隔声性能比厚玻璃的隔声性能差。玻璃幕墙隔声设计单片玻璃隔声性能单层玻璃的隔声量随着频率的增加而出现劲度控制、阻尼控制、质量控制和吻合谷等现象。单片玻璃隔声性能在很低的频率范围，劲度起主要作用，隔声量随频率的增加而降低。单板的劲度——单片玻璃隔声性能随着频率继续增高而出现质量控制，在质量控制范围内，传声损失按每倍程3~6dB的斜率增加。在质量控制和劲度控制之间，可能出现劲度和质量效应相抵消而产生的共振现象，共振幅度随玻璃的阻尼大小而变，称为阻尼控

6、制。单片玻璃隔声性能单板的共振频率fr由劲度B、面密度m和板的尺寸所决定单片玻璃隔声性能一般情况下，玻璃板的B低于日常的声频范围，因此，玻璃的隔声性能一般是由质量控制。单片玻璃隔声性能在质量控制范围以上则出现吻合效应，对于玻璃这种薄板材料，吻合效应通常出现在主要听闻范围内。在临界频率处，传声损失出现隔声低谷，称为吻合谷。吻合谷随着玻璃阻尼的减少而加深，而且越过吻合谷之后，传声损失以每倍频程10dB斜率上升，然后逐渐减缓，又与质量控制时相一致。单片玻璃隔声性能临界频率单片玻璃隔声性能同一材料fc值与板厚度成反比，当

7、板厚度小于5mm，则临界频率在4000Hz以上，隔声的吻合谷就不会出现在常用的声频范围。当板厚度大于10mm，则吻合谷将发生在高频段，并将随板厚度的增加而逐渐推移到中频与低频段。单片玻璃隔声性能单片玻璃隔声性能单片玻璃隔声性能单片玻璃隔声性能单片玻璃隔声性能在质量控制范围内，在垂直入射条件下，隔声量与频率和质量的关系（质量定律）：单片玻璃隔声性能假设条件：（1）声波垂直入射到玻璃上；（2）为单层玻璃；（3）玻璃将空间分成两个半无限空间，而且玻璃的两侧均为通常状况下的空气；单片玻璃隔声性能（4）玻璃为无限大，即不考

8、虑边界影响；（5）把玻璃看成一个质量系统，即不考虑玻璃的刚性和阻尼；（6）玻璃上的各点以相同的速度振动。单片玻璃隔声性能在漫射入射条件下，公式(6-7)变为单片玻璃隔声性能在实际生活中，玻璃的面积不可能无限大，而是有边界、有弹性、有阻尼、有损耗的。因此按公式（6-8）计算的结果与实测值之间有差异，一般来说实测值的斜率达不到每倍频程6dB，面密度增加一倍传声损失也提高不了6