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聲學(xué)材料資訊
隔音材料的結(jié)構(gòu)和隔音性能計(jì)算是什么樣的？
發(fā)布日期：2019-09-22 作者：本站在現(xiàn)在的家裝行業(yè)中，以隔音板作為代表的隔音材料頗受歡迎，但是你知道隔音材料的結(jié)構(gòu)和隔音性能計(jì)算是什么樣的嗎?佛山天階聲學(xué)材料公司小編為你帶來以下干貨知識(shí)：
隔音材料五花八門，日常人們比較常見的有實(shí)心磚塊、鋼筋混泥土墻、木板、石膏板、鐵板、隔音氈、纖維板等等。 嚴(yán)格意義上說，幾乎所有的材料都具有隔音作用，其區(qū)別就是不同材料間隔音量的大小不同而已。同一種材料，由于面密度不同，其隔音量存在比較大的變化。 隔音量遵循質(zhì)量定律原則，就是隔音材料的單位密集面密度越大，隔音量就越大，面密度與隔音量成正比關(guān)系。
隔音材料在物理上有一定彈性，當(dāng)聲波入射時(shí)便激發(fā)振動(dòng)在隔層內(nèi)傳播。當(dāng)聲波不是垂直入射，而是與隔層呈一角度 θ 入射時(shí)，聲波波前依次到達(dá)隔層表面，而先到隔層的聲波激發(fā)隔層內(nèi)彎曲振動(dòng)波沿隔層橫向傳播，若彎曲波傳播速度與空氣中聲波漸次到達(dá)隔層表面的行進(jìn)速度一致時(shí)，聲波便加強(qiáng)彎曲波的振動(dòng)，這一現(xiàn)象稱吻合效應(yīng)。這時(shí)彎曲波振動(dòng)的輻度特別大，并向另一面空氣中輻射聲波的能量也特別大，從而降低隔音效果。產(chǎn)生吻合效應(yīng)的頻率fc為：
fc=co2/2 π sin2 θ [12 ρ (1- σ 2)/eh2]1/2
式中 ρ 、 σ 、e分別為隔層材料的密度、泊松比和楊氏模量，h是隔層厚度。任意吻合頻率fc與聲波入射角 θ 有關(guān)。在大多數(shù)房間中的聲場都接近于混響聲場，到達(dá)隔層的入射角從0°到90°都有可能，因此吻合頻率出現(xiàn)在從掠入射( θ=90°) 的fc0開始的一個(gè)頻率范圍，也就是說吻合效應(yīng)使某一頻率范圍的隔音效果變差。一般這一頻率范圍發(fā)生在中高頻。從質(zhì)量定律知道，中高頻隔音量較大，除了內(nèi)阻尼很小的金屬板外，因吻合效應(yīng)使中高頻隔音量降低的現(xiàn)象，不會(huì)引起很大的麻煩。
不透氣的固體材料，對(duì)于空氣中傳播的聲波都有隔音效果，隔音效果的好壞根本的一點(diǎn)是取決于材料單位面積的質(zhì)量。
一個(gè)面積非常大的隔層，其單位面積質(zhì)量為ms，當(dāng)聲波從左面垂直入射時(shí)，激發(fā)隔層作整體振動(dòng)，此振動(dòng)再向右面空間輻射聲波。以單位面積考慮，透射到右面空間的聲能與入射到隔層上的聲能之比稱透射系數(shù) τ 。定義無限大隔層材料的傳遞損失(也稱透射損失)tl：
tl=101g1/ г
上述簡單情況下可計(jì)算得到傳遞損失近似為：
tl=20lg ω ms/2 ρ oco (db)
式中 ω=2πf 為圓頻率， ρ0 、c0為空氣的密度和聲波傳播速度。tl的大小表示材料的隔音能力。⑧式的一個(gè)重要特點(diǎn)，即材料單位面積質(zhì)量增加一倍，則傳遞損失增加6db。這一隔音的基本規(guī)律稱 “ 質(zhì)量定律 ” ，也就是說隔音靠重量。所以像磚墻、水泥墻或厚鋼板、鉛板等單位面積質(zhì)量大的材料，隔音效果都比較好。 ⑧式也表明，單層隔音的高頻隔音好，低頻差。頻率每提高一倍，傳遞損失就增加6db。
需要說明的是：傳遞損失tl是隔層面積為無限大時(shí)的理論 “ 隔音量 ” ，作為一垛墻或樓板，它都有邊緣與其它建筑構(gòu)件連接，這時(shí)的 “ 隔音量 ” 與⑦式所表示的傳遞損失有差別。既有因邊緣接近于固定而增大隔音能力，也有作為邊緣固定的板振動(dòng)有一定的共振頻率，使某些共振頻率點(diǎn)上隔音效果降低的現(xiàn)象。而當(dāng)作為兩相鄰房間之間的隔墻或樓板，因?yàn)閮墒抑g有多條傳聲(或振動(dòng))通道，這兩個(gè)房間之間的隔音量(只能稱聲級(jí)差)更不能以該隔層的傳遞損失來代表。
