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吸声和隔声有着本质上的区别,但在具体的工程应用中,它们却常常结合在一起,并发挥了综合的降噪效果。从理论上讲,加大室内的吸声量,相当于提高了分隔墙的隔声量。常见的有隔声房间、隔声罩、由板材组成的复合墙板、交通干道的隔声屏障、车间内的隔声屏、管道包扎等等。吸声材料如单独使用,可以吸收和降低声源所在房间的噪声,但不能有效地隔绝来自外界的噪声。当吸声材料和隔声材料组合使用,或者将吸声材料作为隔声构造的一部分,其有利的结果,一般都表现为隔声结构隔声量的提高。
大部分八十年代及以前的建筑,隔墙大多采用粘土砖,240mm粘土砖墙的隔声量在50dB以上,隔声效果好。但当今的建筑隔墙已发生了根本性的变化.一方面,为了环保需要,建筑已禁止使用粘土砖,因为制作粘土砖会破坏耕地;另一方面,由于新型建筑体系以及高层建筑要求自重轻,使隔墙结构趋向于轻薄。轻质墙体的隔声量普遍较低,单层墙一般都达不到50dB.通常在45dB以下,这就使得隔声效果与传统的粘土砖墙相比要差。
砌块墙:砌块品种较多,按功能划分有承重和非承重砌块。常用砌块主要有陶粒、粉煤灰、炉渣、砂石等混凝土空心和实心砌块;石膏、硅酸钙等砌块。砌块墙的隔声量随着墙体的重量厚度的不同而不同。面密度与粘土砖墙相近的承重砌块墙,其隔声性能与粘土砖墙也大体相接近.水泥砂浆抹灰轻质砌块填充隔墙的隔声性能,在很大程度上取决于墙体表面抹灰层的厚度.两面各抹15mm~20mm厚水泥砂浆后的隔声量约为43~48dB,面密度小于80kg/m2的轻质砌块墙的隔声量通常在40dB以下.
条板墙:砌筑隔墙的条板通常厚度为60mm~120mm,面密度一般小于80kg/m2,具备质轻、施工方便等优点.条板墙可再细划为两个分类:一类是用无机胶凝材料与集料制成的实心或多孔条板,如(增强)轻集料混凝土条板、蒸压加气混凝土条板、钢丝网陶粒混凝土条板、石膏条板等,这类单层轻质条板墙的隔声量通常在32~40dB之间;另一类是由密实面层材料与轻质芯材在生产厂预复合成的预制夹芯条板,如混凝土岩棉或聚苯夹芯条板、纤维水泥板轻质夹芯板等。预制夹芯条板墙的隔声量通常在35~44dB之间.
薄板复合墙:薄板复合墙是在施工现场将薄板固定在龙骨的两侧而构成的轻质墙体。薄板的厚度一般在6mm-12mm,薄板用作墙体面层板,墙龙骨之间填充岩棉或玻璃棉。薄板品种有纸面石膏板、纤维石膏板、纤维水泥板、硅钙板、钙镁板等.薄板本身隔声量并不高,单层板的隔声量在26~30dB之间,而它们和轻钢龙骨、岩棉(或玻璃棉)组成的双层中空填棉复合墙体,却能获得较好的隔声效果.它们的隔声量通常在40~49dB之间.增加薄板层数,墙的隔声量可大于50dB.
隔音窗选用的铝合金型材采用的优质高强度工业用铝型材,不同于普通铝合金型材,专门用于嵌入特制的隔音玻璃,一般隔音窗的铝合金外框属于定制型,而非市面上通用的,能做到更、更密封;而塑钢外框和断桥铝外框都是运用原来的型材直接切割加工,然后再进行组装,外框与隔音玻璃之间的衔接密封型就不那么理想。特制的铝合金外框刚性好,硬度高,用于隔音、防风尘比较适用。而塑钢型材以及断桥铝型材主要用于隔热、保温的效果比较多。这里就要分别从塑钢以及断桥铝型材的原理来讲述。
影响空载噪声的因素:铁心产生噪声的原因主要是在交变磁场作用下,硅钢片的尺寸会发生小的变化。由于磁致伸缩的变化周期是电源频率的半个周期,磁致伸缩引起的变压器本体的振动,是以两倍的电源频率为基频率的,所以硅钢片的振动主要是由铁磁材料的磁致伸缩特性引起的。磁致伸缩率大小与硅钢片的材质有关。磁致伸缩率越大,则噪声就越大。当磁场强度相同的情况下,材质好的硅钢片磁致伸缩也小,因此噪声也小。磁致伸缩率还与磁场强度有关,磁场越强,ε越大。磁致伸缩率还与硅钢片表面是否涂漆及退火有关,因为涂层对硅钢片有附着力,可防止硅钢片变形。在同样磁场强度下退火的硅钢片比不退火的硅钢片磁致伸缩要小很多,这是由于选择好的退火工艺,可以成倍降低磁致伸缩。变压器空载噪声除与本身材质等有关外,还与接缝的情况有关。
影响空载噪声的其它因素:(1)铁心结构的影响。噪声与心柱和铁轭直径、铁心窗高、铁心窗口宽度、铁心质量有关。铁心质量每降低1t,噪声可降低1/3db(a)值。铁心窗高与铁心直径的比值每减小0.1,变压器噪声就要降低2—3db。(2)空载噪声的频率是以两倍电源频率为其基频的。铁心中除了基频磁通外,还有高频磁通,所以空载噪声频率也存在二次以上的高频频波。当铁心油箱的固有频率与噪声频率接近时,将发生噪声共振现象,使噪声增大。因此,变压器铁心和油箱的固有频率要避开一些高频频波。(3)为了防止铁心共振,在设计低噪声变压器时,还要考虑铁心的自振频率。当变压器的额定频率为50hz时,铁心的自振频率应避开以下频带:75-125hz,165-235hz,275-325hz,375-425hz。如自振频率避开共振频带,铁心将不会产生共振。
隔声材料(Soundproof Materials),是指把空气中传播的噪声隔绝、隔断、分离的一种材料、构件或结构。对于隔声材料,要减弱透射声能,阻挡声音的传播,就不能如同吸声材料那样多孔、疏松、透气,相反它的材质应该是重而密实的,如钢板、铅板、砖墙等一类材料。隔声材料材质的要求是密实无孔隙或缝隙;有较大的重量。由于这类隔声材料密实,难于吸收和透过声能而反射能强,所以它的吸声性能差。
隔声材料:材料一、能过共振吸声的方式的隔音材料有:石膏板、石棉水泥、胶合板、钢板、铝板以及硬质纤维板。材料二、玻璃棉、麻棉毛毡、有机纤维材料、岩棉、矿棉以及聚苯乙烯泡沫塑料这几种。材料三、石膏板、硬质纤维板等能够将板块四周固定,然后连通板后的封闭空气层,从而达到吸音隔音的效果。材料四、皮革、塑料薄膜、人造革等具有不透气、张拉能力强而且柔软的材料,通过声音的共振频率能够有效阻隔声音传播。材料五、具有特殊功能的窗幕以及空间吸声体。
凡是能用来阻断噪声的材料,统称为隔声材料。 隔音材料五花八门,日常人们比较常见的有实心砖块、钢筋混泥土墙、木版、石膏板、铁板、隔声毡、纤维板等等。 严格意义上说,几乎所有的材料都具有隔音作用,其区别就是不同材料间隔音量的大小不同而已。同一种材料,由于面密度不同,其隔音量存在比较大的变化。 隔声量遵循质量定律原则,就是隔音材料的单位密集面密度越大,隔音量就越大,面密度与隔音量成正比关系。
隔音材料在物理上有一定弹性,当声波入射时便激发振动在隔层内传播。当声波不是垂直入射,而是与隔层呈一角度 θ 入射时,声波波前依次到达隔层表面,而先到隔层的声波激发隔层内弯曲振动波沿隔层横向传播,若弯曲波传播速度与空气中声波渐次到达隔层表面的行进速度一致时,声波便加强弯曲波的振动,这一现象称吻合效应。这时弯曲波振动的辐度特别大,并向另一面空气中辐射声波的能量也特别大,从而降低隔声效果。
产生吻合效应的频率fc为: fc=co2/2 π sin2 θ [12 ρ (1- σ 2)/eh2]1/2 式中 ρ 、 σ 、e分别为隔层材料的密度、泊松比和杨氏模量,h是隔层厚度。任意吻合频率fc与声波入射角 θ 有关。在大多数房间中的声场都接近于混响声场,到达隔层的入射角从0°到90°都有可能,因此吻合频率出现在从掠入射( θ=90°) 的fc0开始的一个频率范围,也就是说吻合效应使某一频率范围的隔声效果变差。一般这一频率范围发生在中高频。从质量定律知道,中高频隔声量较大,除了内阻尼很小的金属板外,因吻合效应使中高频隔声量降低的现象,不会引起很大的麻烦。
隔音罩设计制作时,提出以下4项要求:(1)隔音罩的罩壁应具有足够的隔声量,以隔断空气声的传播,同时又要减少罩内混响声和防止固体声的传递。(2)尽可能减少在罩壁上开孔;对于必需的开孔的,开口面积应尽量小;在罩壁的构件相接处的缝隙,要采取密封措施,以减少漏声。隔声罩的孔洞和缝隙对其降噪效果特别是高频噪声有明显影响,泄漏面积占10%、1%、0.1%的隔声罩的大降噪量分别为10、20、30dB(3)由于罩内声源机器设备的散热,可能导致罩内温度升高,对此应采取适当的通风散热措施。(4)要考虑声源机器设备操作、维修方便的要求。例如,设置进出门、观察窗、手孔、活动盖板或可移动、可组装式的罩壳,以便接近机器,观察机器运行情况并进行操作与维修。只有设计很好的全封闭隔音罩,并采用隔振支撑安装,没有孔洞或有孔洞安装消声器,采用适当密封的隔声门,才能获得理想的降噪值。
罩内通常用50mm厚的多孔吸声材料进行处理,吸声系数一般不应低于0.5。杭州汉克斯隔音隔声罩的基本构件,是在3mm厚的钢板上,牢固涂贴一层厚7mm的沥青石棉绒作阻尼层,内衬50mm厚的超细玻璃棉(容重25kg/m3)作吸声层,玻璃棉护面层由一层玻璃布和一层穿孔率为25%的穿孔钢板构成。这种构件的平均透射损失在34~45dB之间。
隔声罩内声能密度很大,隔声罩上很小的开孔或缝隙都能传出很大的噪声。研究表明,只要在隔声罩总面积上开0.01面积的孔洞,其隔声量就会减少20~25dB以下。若仍需在罩上开孔时应对孔洞进行处理:①传动轴穿过罩的开孔处加一套管,管内衬以吸声材料,吸声衬里的长度应大于传动轴与吸声衬里之间的缝隙15倍,这杨既避免了声桥,又通过吸声作用降低了缝隙漏声;②因吸排气或通风散热需要开设的孔洞,可设置消声箱来减声;③罩体拼接的接缝以及活动的门、窗、盖子等接缝处,要垫以软橡胶之类的材料,当盖子或门在关闭时,要用锁扣扣紧以保证接缝压实,防止漏声;④对于进出料口的孔一般应加双道橡皮刷,以便让料通过,而声音不易外逸。虽然隔声罩的隔声量主要是由罩壁的面密度与吸声材料的吸声系数、吸声量、噪声频率所确定,但上述设计要点如不注意,也会影响隔声效果。
结构特点:现场测量,工厂生产、模块化组件现场组装;可快速拆卸和安装; 外表面隔声、内表面吸声; 模块本身就是支撑部件,可不增加钢结构支撑; 可安装隔声门、隔声窗; 带通风消声器、风机箱、可实现温度自动控制; 可对温度、风速、火灾、气体、烟雾实时监测和控制; 可安装于室内或室外,防水、防潮、抗紫外线; 可由钢板、铝板、不锈钢板制成
典型用户: 首秦金属材料有限公司空压机、氧压机、氮压机、发电机隔声罩; 青岛冰箱在线检测隔声罩; 天津歌美飒风力发电有限公司变速器测试隔声罩; 天津久荣车轮技术有限公司轮胎测试隔声罩; 河南驻马店华中正大有限公司空压机隔声罩及吸风口消声器; 中国矿冶研究总院喷涂隔声罩; 君山表面技术有限公司喷涂隔声罩; 北京安大厦冷却塔机组隔声罩; 中铝大厦冷却塔隔声罩; 山东招远电业局电力变压器隔声罩
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一般人认为铝门窗的隔音效果不好,但其实新型铝门窗在密封隔音性能方面已做出了较大的改善。窗的隔声性能主要在于占面积80%左右的玻璃的隔声效果,其次在于门窗的密封性能。市面上有些铝门窗产品根据声波的共振透射原理和藕合作,采用不同的玻璃组合结构,增强了隔音效果。在门窗结构气密性方面,优质胶条、塑料封口配件的使用,也在很大程度上解决了铝门窗密封性能差的问题。铝门窗的着色能力较强,经过特殊的工艺处理,可以做出仿木纹和仿花岗岩等效果,使门窗外观颜色更靓丽多彩,适合人们不同的装饰要求。消费者可根据不同的实用要求选择不同档次和价位的产品,价格幅度大概在300元到1000元左右。
夹层玻璃是指在两片或多片玻璃之间夹上PVB中间膜。PVB中间膜能减少穿透玻璃的噪音数量,降低噪音分贝,达到隔音效果。例如用SaflesPVB塑料中间膜制成的夹层玻璃能有效地阻隔常见的1000至2000赫兹的吻合噪声。国外已经兴起了"寂静别墅"并深受欢迎,夹层玻璃在国外住宅中的使用量已经占到了相当的比例。吸音装饰板 吸音装饰板是把吸音和装饰结合起来的新型建材,具有优异的吸音性能并有阻燃防火作用。一般都备有多种颜色及图案装饰布可供选择,有些产品还可根据设计要求加工成各种形状吸音体。
工作原理:隔声罩外壳由一层不透气的具有一定重量和刚性的金属材料制成,一般用2~3毫米厚的钢板,铺上一层阻尼层。阻尼层常用沥青阻尼胶浸透的纤维织物或纤维材料(用沥青浸麻袋布、玻璃布、毡类或石棉绒等),有的用特制的阻尼浆。外壳附加阻尼层是为了避免发生板的吻合效应和板的低频共振。外壳也可以用木板或塑料板制作,轻型隔声结构可用铝板制作。要求高的隔声罩可做成双层壳, 内层较外层薄一些;两层的间距一般是6~10厘米,填以多孔吸声材料。罩的内侧附加吸声材料,以吸收声音并减弱空腔内的噪声。在这层吸声材料上覆一层穿孔护面板,其穿孔的面积约占护面面积的20~30%。在罩和机器、罩和基础之间,通常填以橡皮垫,以防止振动的传输。可以开启的活门和观察孔,要密封好。对于需要散热的设备,应在隔声罩上留有必要的通风管道。这种管道要有消声结构,或者装消声器。在设计隔声罩时,要注意满足工艺和维修的要求,有时要采取防止油污、粉尘和腐蚀等措施。
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