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隔聲降噪技術(shù)-10高(gāo)性能(néng)隔聲門的(de)設計(jì)
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隔聲降噪技術(shù)-10高(gāo)性能(néng)隔聲門的(de)設計(jì)

隔聲降噪技術(shù)-10高(gāo)性能(néng)隔聲門的(de)設計(jì)

【概要描述】

詳情
1隔聲門及其作用(yòng)

 

隔聲門是一種可(kě)防止聲音(yīn)和(hé)振動穿過,達到(dào)較好隔聲性能(néng)的(de)門。随著(zhe)人(rén)們對生活和(hé)工(gōng)作中的(de)聲環境需求的(de)提高(gāo),以及特殊聲學環境中隔絕外部噪聲的(de)要求,隔聲門在量和(hé)品質方面的(de)需要都(dōu)在不斷提升。人(rén)們可(kě)能(néng)想要隔聲門的(de)原因有(yǒu)很多,最明(míng)顯的(de)原因是嘈雜且吵鬧的(de)場(chǎng)所,例如(rú)夜總會(huì)、錄音(yīn)室或其他(tā)表演/音(yīn)樂(yuè)會(huì)場(chǎng)所;醫生的(de)辦公室和(hé)軍事環境需要私密性,很多時候您會(huì)看到(dào)用(yòng)于保護這些房間中談話(huà)私密性的(de)隔聲門;在大(dà)型生産環境中,整個(gè)倉庫通常都(dōu)有(yǒu)辦公室,隔聲門可(kě)完美(měi)保護辦公室免受重型機械産生的(de)噪聲的(de)影響;工(gōng)廠(chǎng)可(kě)以利用(yòng)隔聲門的(de)有(yǒu)效隔聲性能(néng),使噪聲遠離(lí)辦公室、會(huì)議室和(hé)休息室,而無需将這些房間布置在與設備相(xiàng)距很遠的(de)位置。

 

門和(hé)窗往往是建築物(wù)或者房間之間隔聲最薄弱的(de)環節,因此,對隔聲門的(de)設計(jì)和(hé)選擇需要經過仔細的(de)聲學設計(jì)。通常的(de)分(fēn)戶牆或者隔牆的(de)計(jì)權隔聲量Rw可(kě)以達到(dào)40~60dB,而常見的(de)隔聲門的(de)隔聲量一般在25~35dB。特殊聲學環境(如(rú)劇院、電影院、錄音(yīn)室、聲學實驗室)中往往對單層隔聲門的(de)要求高(gāo)達48~51dB,有(yǒu)時候需要采取通過雙層隔聲門的(de)方法來獲得足夠高(gāo)的(de)隔聲量。

 

2隔聲門性能(néng)特征

 

影響隔聲門隔聲性能(néng)的(de)聲傳遞路(lù)徑主要有(yǒu)門闆的(de)結構聲傳遞以及門縫隙的(de)漏聲兩部分(fēn)。大(dà)家都(dōu)知道,門縫隙密封不好對門整體的(de)隔聲性能(néng)有(yǒu)很大(dà)的(de)影響,因此,在分(fēn)析門隔聲量時往往要考察以下幾個(gè)計(jì)權隔聲量:實驗室門闆隔聲量Rwp、實驗室整體隔聲量Rwt、現場(chǎng)門闆隔聲量Dnp、現場(chǎng)整體隔聲量Dnt(爲了簡便起見,這裏用(yòng)的(de)符号相(xiàng)對相(xiàng)關标準進行(xíng)了簡化)。其中Rw爲與ISO717-1(GB/T 50121)對應的(de)根據實驗室測量結果進行(xíng)的(de)計(jì)權隔聲量評價結果,分(fēn)别用(yòng)下标p和(hé)t表示門闆(panel)和(hé)整體(total)隔聲量。Dn表示的(de)是現場(chǎng)測量得到(dào)的(de)隔聲量(标準化計(jì)權聲壓級差)。我們知道,現場(chǎng)隔聲量受建造環境的(de)影響非常大(dà),同樣的(de)隔聲門,在不同的(de)周圍房屋建造環境下,現場(chǎng)隔聲量Dn也(yě)會(huì)有(yǒu)很大(dà)的(de)差異。

 

正常安裝(門縫、門鎖等處的(de)縫隙處于正常安裝使用(yòng)狀态),在實驗室和(hé)現場(chǎng)測量得到(dào)的(de)隔聲性能(néng)曲線。從這個(gè)測量結果中可(kě)以看出,幾種條件(jiàn)下的(de)測量結果有(yǒu)很大(dà)的(de)差異,這說明(míng)隔聲門的(de)設計(jì)和(hé)使用(yòng)是個(gè)很複雜的(de)問題,不能(néng)單純将力氣化在改善門闆結構上(shàng)。在一些現場(chǎng)安裝條件(jiàn)下,采用(yòng)更加簡單的(de)門闆結構就能(néng)達到(dào)隔聲要求,門縫的(de)密封、安裝的(de)條件(jiàn)等的(de)細心設計(jì)改善才是門隔聲最重要的(de)環節,就像在“隔聲降噪技術(shù)-6 組合構件(jiàn)的(de)隔聲性能(néng)”中一直強調的(de)。

 

3門中聲傳遞—基本原理(lǐ)

 

雖然關于隔聲結構的(de)研究論文(wén)和(hé)結果非常多,但(dàn)針對于門隔聲性能(néng)的(de)較爲系統和(hé)完整的(de)介紹基本不會(huì)在任何教科書(shū)或文(wén)獻中找到(dào)。如(rú)前面所說,影響隔聲門隔聲性能(néng)的(de)聲傳遞路(lù)徑主要有(yǒu)門闆的(de)結構聲傳遞以及門縫隙的(de)漏聲兩部分(fēn),我們将這兩部分(fēn)的(de)聲能(néng)透射系數分(fēn)别用(yòng)和(hé)來表示,對應的(de)面積爲和(hé),其中下标s和(hé)l分(fēn)别表示結構和(hé)漏聲部分(fēn),如(rú)下圖所示。門整體的(de)隔聲量可(kě)以用(yòng)下式

 

在不考慮面積因素的(de)情況下,下圖給出一個(gè)簡單的(de)分(fēn)析比較:通過改善門闆的(de)隔聲量來提升門整體隔聲量(門整體隔聲改善量)的(de)效果。從圖中可(kě)以看出,當門闆隔聲量與整體隔聲量的(de)差值在3dB以上(shàng)時,想通過改善門闆的(de)隔聲來提升門整體隔聲性能(néng)的(de)效益很低。例如(rú),将門闆的(de)隔聲量提高(gāo)5dB,在門闆隔聲量與整體隔聲量的(de)差值3dB時,門整體隔聲的(de)改善量才差不多隻有(yǒu)1.8dB。這與我們在“隔聲降噪技術(shù)-6組合構件(jiàn)的(de)隔聲性能(néng)”文(wén)章(zhāng)中的(de)計(jì)算例子中給出的(de)結果類似。

影響關系應該按照(zhào)各個(gè)不同頻段去分(fēn)析比較,通過改善隔聲的(de)薄弱頻段,來提高(gāo)門整體的(de)計(jì)權隔聲量。例如(rú),門縫隙的(de)漏聲一般在高(gāo)頻段比較顯著,而在低頻段就不太明(míng)顯,如(rú)果在低頻段隔聲性能(néng)與ISO717(GB/T 50121)标準曲線的(de)不利偏差比較大(dà),那麽改善門闆低頻段的(de)隔聲性能(néng)對提高(gāo)計(jì)權隔聲量才是有(yǒu)效的(de)方法。

 

4門縫隙中的(de)聲傳遞(漏聲)

 

關于門闆隔聲特性我們在前幾次技術(shù)分(fēn)析中作了詳細的(de)介紹,這部分(fēn)大(dà)家可(kě)以參考前幾次的(de)技術(shù)分(fēn)享内容,這裏主要介紹門隔聲中特有(yǒu)的(de)縫隙中的(de)聲傳遞。

 

考慮縫隙漏聲時,需要計(jì)算公式(1)中的(de)門縫隙的(de)隔聲量。簡單的(de)假設是讓=0dB,這是我們通常計(jì)算組合結構隔聲量的(de)方法。在門縫隙中一般開(kāi)口是沿著(zhe)門周邊的(de)條縫狀。

 

5門隔聲改進的(de)案例

 

在介紹了門隔聲性能(néng)的(de)影響因素以後,我們以一扇門的(de)隔聲性能(néng)改善爲例,來說明(míng)提高(gāo)門總體隔聲量的(de)正确的(de)方法和(hé)途徑。

我們要進行(xíng)隔聲性能(néng)提升的(de)原型門的(de)隔聲性能(néng)曲線,其中門闆結構的(de)實測的(de)計(jì)權隔聲量爲36dB,門整體實測的(de)計(jì)權隔聲量爲33dB。我們以此計(jì)權隔聲量爲33dB的(de)隔聲門,希望通過設計(jì)的(de)改進,目标将其計(jì)權隔聲量提升到(dào)39dB。

首先,我們計(jì)算出縫隙漏聲的(de)隔聲頻譜曲線。從縫隙漏聲的(de)隔聲頻譜曲線與門整體實測的(de)隔聲頻譜曲線的(de)對比中,我們可(kě)以看出:該門的(de)主要漏聲出現在1000Hz以上(shàng)的(de)高(gāo)頻段,門隔聲量與門闆隔聲量差值最大(dà)在2000Hz可(kě)達7dB。圖中虛線表述的(de)爲ISO717(GB/T50121)的(de)計(jì)權隔聲量評價曲線,該門的(de)整體隔聲量曲線與标準評價曲線的(de)不利誤差也(yě)在1000~2500Hz頻帶。根據前面第3部分(fēn)的(de)分(fēn)析和(hé)計(jì)算公式,可(kě)以得出:單純改善門闆的(de)隔聲量,不能(néng)達到(dào)門整體的(de)計(jì)權隔聲量39dB的(de)目标。

爲了更加清晰地(dì)展示,門闆隔聲改善以及縫隙隔聲改善分(fēn)别對門整體隔聲改善的(de)作用(yòng)和(hé)效果,我們首先僅對門闆進行(xíng)改進設計(jì),而不改變門縫隙的(de)密封,我們把這樣改進的(de)門叫做門A。

 

接下來我們著(zhe)手改進門縫隙的(de)隔聲性能(néng)。關于這部分(fēn)的(de)知識和(hé)技巧,可(kě)以參閱“隔聲降噪技術(shù)-7 改善隔牆漏聲的(de)一些技巧”等相(xiàng)關文(wén)章(zhāng)。經過縫隙隔聲改善後的(de)門我們稱爲門B。首先對縫隙隔聲改善後的(de)隔聲曲線進行(xíng)了計(jì)算,如(rú)上(shàng)圖中的(de)實心方框■曲線所示,從圖中縫隙隔聲改善後的(de)隔聲曲線與計(jì)權隔聲量39dB的(de)标準曲線的(de)對比可(kě)以看出,所采取的(de)改善措施已完全能(néng)滿足整體隔聲目标的(de)要求,于是我們信心滿滿地(dì)對門B的(de)隔聲性能(néng)進行(xíng)實測,結果如(rú)上(shàng)圖中粗虛線所示,門B的(de)整個(gè)計(jì)權隔聲量爲39dB,達到(dào)了原定的(de)目标。

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