建筑幕墙隔音量计算概述

建筑幕墙隔音量计算概述

胡世高 ,毛炎炎 ,姚琼

中建深圳装饰有限公司，武汉 430065；

1、建筑围护结构的隔声概述

    声的传播途径大致可归纳为两大类：通过空气的传声和通过建筑结构的固体传声。在建筑声学中，把凡是通过空气传播而来的声音称为空气声，例如汽车声、飞机声等；把凡是通过建筑结构传播的由机械振动和物体撞击等引起的声音，称为固体声，如脚步声、撞击声等。建筑构件隔绝的若是空气声，则称为空气声隔绝；若隔绝的是固体声，则称为固体声隔绝。声音在房屋建筑中的传播，有许多不同的途径，如通过墙壁、门窗、楼板、基础及各种设备管道等。在工程上，常用隔声量及来表示构件对空气声的隔绝能力，它与构件透射系数有如下关系：

     为构件的隔声量；为构件的透射系数。

    可以看出，构件的透射系数越大，则隔声量越小，隔声性能越差；反之，透射系数越小，则隔声量越大，隔声性能越好。

2、隔声计算基本定律

    声的源头是振动，20Hz的声音对人耳的感觉叫“听阈”，20Hz以下振动频率的声音叫“次声”，20000Hz的声音对人耳的感觉叫“痛阈”，20000Hz以上振动频率的声音叫“超声”，次声及超声人耳都感觉不到！在实际隔声研究中最常用的是六个倍频程，中心频率是125Hz、250Hz、500Hz、1000Hz、2000Hz、4000Hz，基本上代表了常用的声频范围。

    维护结构构件的面密度越大，声频越高，构件的隔声量就越大，理论证实面密度增加1倍或噪声频率增加1倍，隔声量都会相应的增加6dB，这就是质量定律。

质量定律

    如果把墙看成是无劲度、无阻尼的柔顺质量、且忽略墙的边界条件，则在声波垂直人射时，可从理论上得到墙的隔声量的计算式：

式中：m—墙单位面积的质量，或称面密度，kg/ m2；ρ0—空气密度，kg/ m2；c—空气中的声速，一般取344 m/s；f—入射声波的频率，Hz。

一般情况下，＞,即＞1，上式便可简化为：

如果声波并非垂直入射，而是无规入射时，则墙的隔声量为：

    R值的大小与与入射声波的频率和质量有关。 墙的单位面积质量越大，则隔声效果越好，单位面积质量每增加一倍，隔声量可增加6 dB。这一规律称为“质量定律”。

3、单层匀质密实墙的空气声隔绝

结合实际测量结果和理论计算结果对比，得到修正的隔声量估算经验式：

   参考《噪声与振动控制手册》在主要入射声频率100-3200HZ范围内对隔声量求平均值得到平均隔音量计算公式：

                                        m≤200kg/m2

                                           m>200kg/m2

4、非透明幕墙的设计要点

    非透明幕墙一般可以认为有多层板构成，结合实际测量结果和理论计算结果对比，得到修正的隔声量估算经验式：

在主要入射声频率100-3200HZ范围内对隔声量求平均值得到平均隔音量计算公式：

                               m+≤200kg/m2

                      m>200kg/m2

        对空气层，按“瑞典技术大学”试验测定参数曲线选取，在空气层为100mm以下时，附加隔声量△R近似等于空气层厚度的0.1。

例1：一片铝板幕墙由外到内为：3mm铝板，密度2700kg/m3；200厚保温棉，密度110kg/m3；50mm混凝土墙体，密度2500kg/m3组成，空气层厚度为80mm，求此铝板幕墙的隔声量。

= 13.5lg（2.7*3+0.11*200+2.5*200）+14+0.1*50

=55.77dB

例2：一片石材幕墙由外到内为： 30mm石材，密度2700kg/m3； 200厚保温棉，100mm砌体墙体，密度2000kg/m3组成，，空气层厚度为50mm，求此石材幕墙的隔声量。

= 13.5lg（2.8*30+0.11*200+2.0*100）+14+0.1*50

=52.55dB

非透明幕墙隔音量主要由后面实体墙厚度和材质决定，墙体密度越大，厚度越厚隔音效果越好。

5、透明玻璃面板隔声量计算方法

(1)：计算单片玻璃时采用：R=13.5lgm+13    

(2)：计算夹层玻璃时采用：R=13.5lg(m1+m2+……)+13+ΔR1 

(3)：计算中空夹层玻璃时采用：R=13.5lg(m1+m2+……)+13+ΔR1+ΔR2      

式中：R—玻璃面板结构的隔声量；m1,m2—组成结构的面密度；ΔR1—构件空气层的附加隔声量；近似等于空气层厚度的0.1；ΔR2—双层构件膜层的附加隔声量，对于PVB膜，当膜厚为0.76时取5.5dB，当膜厚为1.14时取6dB；当膜厚为1.52时取7dB。

例3：求6+12A+6中空玻璃隔音量

R=13.5lg(m1+m2)+13+ΔR1

=13.5×lg(2.56×(6+6))+13+1.2

     =34.28dB

例3：求6+1.52pvb+6+12A+6中空夹胶玻璃隔音量

R=13.5lg(m1+m2+m3)+ 13+ΔR1+2*ΔR2

=13.5×lg(2.56×(6+6+6))+13+1.2+7

     =43.65dB

6、建筑幕墙整体隔声量计算

建筑幕墙由不同形式幕墙组合而成。一般而言透明玻璃的隔声量较带均质墙体的非透明幕墙要差，特别是比面密度较大的混凝土墙、砖墙差很多。

设计时，不可用增大墙体的隔声量来弥补玻璃幕墙隔声的不足，应尽可能使各部分幕墙有相同的传声度或相同的传声量Sτ，τ是传声系数，S是该构件的面积，要提高整个幕墙的隔声量，最经济的方法是提高隔声性能较差的如门窗的隔声量。整个幕墙的隔声量，应在等传声度的原则下，先求出各形式幕墙的传声度Sτ，再求出整个幕墙总传声度∑Snτn：

∑Snτn＝S1τ1+ S2τ2+ S3τ3+……+Snτn

然后再求出整个幕墙的等效传声系数或叫平均传声系数T0:

τ0＝总传声度/构件总面积

＝(S1τ1+S2τ2+S3τ3+……+ Snτn)/(S1+ S2+S3+……+Sn)

＝∑Snτn/∑Sn    

幕墙传声系数T与隔声量R的关系如下：

    根据                  

    得到                  

    式中：R0—整个幕墙加权平均隔声量，Si—每种形式幕墙的面积，Ri—每种形式幕墙的隔声量。

例4：有总面积为100m2的幕墙，该幕墙有三部分组成，玻璃幕墙、铝板幕墙和石材幕墙，各部分面积为50m2、30m2和20 m2，隔声量分别为34.28dB、55.77 dB和52.55dB。求此组合墙的平均隔声量。

此部分幕墙隔音量为37.25dB。

6、小结

本文简要介绍了常见几类建筑幕墙隔音量的计算方法，并给出算列说明具体计算过程。对于整体建筑幕墙的隔音量的计算需要先算出各类幕墙的隔音量，然后根据各类幕墙所占的面积比通过加权计算得到整体隔音量。

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