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離心玻璃棉的建筑聲學(xué)特征及應(yīng)用 離心玻璃棉內(nèi)部纖維蓬松交錯(cuò)，存在大量微小的孔隙，是典型的多孔性吸聲材料，具有良好的吸聲特性。離心玻璃棉可以制成墻板、天花板、空間吸聲體等，可以大量吸收房間內(nèi)的聲能，降低混響時(shí)間，有利于提高語(yǔ)言清晰度，也有利于減少室內(nèi)噪聲。在輕體隔墻的空腔內(nèi)填入離心玻璃棉，不但起到良好的保溫作用，還可以較大幅度地提高墻體的隔聲性能，有利于隔絕噪聲，也有利于保證室內(nèi)談話的私密性。使用離心玻璃棉制成管道或風(fēng)機(jī)罩的襯里可以起到消聲作用，有利于降低管道中氣流和機(jī)械振動(dòng)產(chǎn)生的噪聲，使空調(diào)系統(tǒng)更加安靜。離心玻璃棉具有良好的彈性，可以作為樓板減振墊層的主要材料，顯著地降低樓上的腳步、奔跑、拖動(dòng)物品等撞擊產(chǎn)生的噪聲對(duì)樓下房間的影響。 離心玻璃棉的聲學(xué)特性不但與厚度和容重有關(guān)，也與罩面材料、結(jié)構(gòu)構(gòu)造等因素有關(guān)。在建筑應(yīng)用中還需同時(shí)兼顧造價(jià)、美觀、防火、防潮、粉塵、耐老化等多方面問(wèn)題。本文將就離心玻璃棉相關(guān)的建筑聲學(xué)基本概念、建筑吸聲應(yīng)用、建筑隔聲應(yīng)用、建筑消聲應(yīng)用、國(guó)內(nèi)外不同聲學(xué)產(chǎn)品對(duì)比，以及相關(guān)的國(guó)家規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)等方面近可能詳細(xì)地討論離心玻璃棉的建筑聲學(xué)特性及應(yīng)用。 一、建筑聲學(xué)的基本概念 1)聲音? 物體的振動(dòng)產(chǎn)生“聲”，振動(dòng)的傳播形成“音”。人們通過(guò)聽(tīng)覺(jué)器官感受聲音，聲音是物理現(xiàn)象，不同的聲音人們有不同的感受，相同聲音的感受也會(huì)因人而異。美妙的音樂(lè)令人陶醉，清晰激昂的演講令人鼓舞，但有時(shí)侯，鄰居傳來(lái)的音樂(lè)聲使人難以入睡，他人之間的甜言蜜語(yǔ)也許令人煩惱。建筑聲學(xué)不同于其他物理聲學(xué)，主要研究目的在于如何使人們?cè)诮ㄖ蝎@得良好的聲音環(huán)境，涉及的問(wèn)題不局限于聲音本身，還包括心理感受、建筑學(xué)、結(jié)構(gòu)學(xué)、材料學(xué)甚至群體行為學(xué)等多方面問(wèn)題。 人耳的聽(tīng)覺(jué)下限是0db，低于15db的環(huán)境是極為安靜的環(huán)境，安靜的會(huì)使人不知所措。鄉(xiāng)村的夜晚大多是25-30db，除了細(xì)心才能夠體會(huì)到的流水、風(fēng)、小動(dòng)物等自然聲音以外，其他感覺(jué)一片寧?kù)o，這也是生活在喧囂之中的城市人所追求的凈土。城市的夜晚會(huì)因區(qū)域不同而有所不同。較為安靜區(qū)域的室內(nèi)一般在30-35db，如果你住在繁華的鬧市區(qū)或是交通干線附近，將不得不忍受40-50db(甚至更高)的噪聲，如果碰巧鄰居是一位不通情達(dá)理的人，夜深人靜時(shí)蹦蹦跳跳、高聲喧嘩，也許更要飽受煎熬了。人們正常講話的聲音大約是60-70db，大聲呼喊可達(dá)100db。在中式餐館中，往往由于缺乏吸聲處理，人聲鼎沸，聲音將達(dá)到70-80db，有國(guó)外研究報(bào)道噪聲中進(jìn)餐會(huì)影響健康。人耳的聽(tīng)覺(jué)上限一般是120db，超過(guò)120db的聲音會(huì)造成聽(tīng)覺(jué)器官的損傷，140db的聲音會(huì)使人失去聽(tīng)覺(jué)。高分貝喇叭、重型機(jī)械、噴氣飛機(jī)引擎等都能夠產(chǎn)生超過(guò)120db的聲音。 人耳聽(tīng)覺(jué)非常敏感，正常人能夠察覺(jué)1db的聲音變化，3db的差異將感到明顯不同。人耳存在掩蔽效應(yīng)，當(dāng)一個(gè)聲音高于另一個(gè)聲音10db時(shí)，較小的聲音因掩蔽而難于被聽(tīng)到和理解，由于掩蔽效應(yīng)，在90-100db的環(huán)境中，即使近距離講話也會(huì)聽(tīng)不清。人耳有感知聲音頻率的能力，頻率高的聲音人們會(huì)有“高音”的感覺(jué)，頻率低的聲音人們會(huì)有“低音”的感覺(jué)，人耳正常的聽(tīng)覺(jué)頻率范圍是20-20khz。人耳耳道類(lèi)似一個(gè)2-3cm的小管，由于頻率共振的原因，在2000-3000hz的范圍內(nèi)聲音被增強(qiáng)，這一頻率在語(yǔ)言中的輔音中占主導(dǎo)地位，有利于聽(tīng)清語(yǔ)言和交流，但人耳最先老化的頻率也在這個(gè)范圍內(nèi)。一般認(rèn)為，500hz以下為低頻，500hz-2000hz為中頻，2000hz以上為高頻。語(yǔ)言的頻率范圍主要集中在中頻。人耳聽(tīng)覺(jué)敏感性由于頻率的不同有所不同，頻率越低或越高時(shí)敏感度變差，也就是說(shuō)，同樣大小的聲音，中頻聽(tīng)起來(lái)要比低頻和高頻的聲音響。 2)頻率特性 聲音可以分解為若干(甚至無(wú)限多)頻率分量的合成。為了測(cè)量和描述聲音頻率特性，人們使用頻譜。頻率的表示方法常用倍頻程和1/3倍頻程。倍頻程的中心頻率是31.5、63、125、250、500、1k、2k、4k、8k、16khz十個(gè)頻率，后一個(gè)頻率均為前一個(gè)頻率的兩倍，因此被稱(chēng)為倍頻程，而且后一個(gè)頻率的頻率帶寬也是前一個(gè)頻率的兩倍。在有些更為精細(xì)的要求下，將頻率更細(xì)地劃分，形成1/3倍頻程，也就是把每個(gè)倍頻程再劃分成三個(gè)頻帶，中心頻率是20、31.5、40、50、63、80、100、125、160、200、250、315、400、500、630、800、1k、1.25k、1.6k、2k、2.5k、3.15k、4k、5k、6.3k、8k、10k、12.5k、16k、20khz等三十個(gè)頻率，后一個(gè)頻率均為前一個(gè)頻率的21/3倍。在實(shí)際工程中更關(guān)心人耳敏感的部分，因此，除進(jìn)行必要的科學(xué)研究以外，大多數(shù)情況下考慮的頻率范圍在100hz到5khz。如果將聲音的頻率分量繪制成曲線就形成了頻譜。 對(duì)于各種建筑聲學(xué)材料來(lái)講，不同頻率條件下聲學(xué)性能是不同的。有的材料具有良好的高頻吸聲性能，有的材料具有良好的低頻吸聲性能，有的材料對(duì)某些頻率具有良好的吸聲性能，不一而同。隔聲等其他聲學(xué)性能也是如此。 3)分貝和a聲級(jí) 分貝對(duì)于非專(zhuān)業(yè)人員來(lái)講是最難理解的，然而對(duì)于專(zhuān)業(yè)人士來(lái)講分貝又是再熟悉不過(guò)了。分貝(db)是以美國(guó)電話發(fā)明家貝爾命名的，因?yàn)樨惖膯挝惶?，因此采用分貝，代?/10貝。 分貝的概念比較特別，它的運(yùn)算不是線性比例的，而是對(duì)數(shù)比例的，例如兩個(gè)音箱分別發(fā)出60db的聲音，合在一起并不是120db，而是63db。如果某種吸聲材料吸收了80%的聲能，聲音降低了不是0.8db也不是80db而是?10lg(1-0.8)=7db。如果某種隔墻隔聲量為50db，那么透過(guò)去的聲音為0.00001。分貝的計(jì)算較為復(fù)雜，需要具備專(zhuān)業(yè)知識(shí)才能完成。 使用分貝描述聲音時(shí)需要同時(shí)給出頻率。任何一個(gè)聲音，不同頻率的分貝數(shù)可能是不同的。我們可以說(shuō)在某頻率時(shí)，聲壓級(jí)是多少，或吸聲系數(shù)是多少，或隔聲量是多少等等。 a聲級(jí)的概念會(huì)使普通人感到迷惑。聲級(jí)是將各個(gè)頻率的聲音計(jì)權(quán)相加(不是簡(jiǎn)單的算術(shù)相加)得到的聲音大小，a聲級(jí)是各個(gè)頻率的聲音通過(guò)a計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)后再相加得到的大小，a聲級(jí)反映了人耳對(duì)低頻和高頻不敏感的聽(tīng)覺(jué)特性。例如，如果100hz的聲壓級(jí)為80db，在計(jì)算a聲級(jí)時(shí)，將按計(jì)權(quán)減去50.5db，即按29.5db來(lái)計(jì)算；而1khz的聲壓級(jí)為80db，計(jì)權(quán)值為0db，即仍按80db計(jì)算。a聲級(jí)的目的在于，a聲級(jí)越大，則表明聲音聽(tīng)起來(lái)越響。a聲級(jí)分貝通常計(jì)為dba。許多與噪聲有關(guān)的國(guó)家規(guī)范都是按a聲級(jí)作為指標(biāo)的。 4)吸聲 吸聲是聲波撞擊到材料表面后能量損失的現(xiàn)象，吸聲可以降低室內(nèi)聲壓級(jí)。描述吸聲的指標(biāo)是吸聲系數(shù)a，代表被吸收的聲能與入射聲能的比值。理論上，如果某種材料完全反射聲音，那么它的a=0；如果某種材料將入射聲能全部吸收，那么它的a=1。事實(shí)上，所有材料的a介于0和1之間，也就是不可能全部反射，也不可能全部吸收。 不同頻率上會(huì)有不同的吸聲系數(shù)。人們使用吸聲系數(shù)頻率特性曲線描述材料在不同頻率上的吸聲性能。按照iso標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，吸聲測(cè)試報(bào)告中吸聲系數(shù)的頻率范圍是100-5khz。將?100-5khz的吸聲系數(shù)取平均得到的數(shù)值是平均吸聲系數(shù)，平均吸聲系數(shù)反映了材料總體的吸聲性能。在工程中常使用降噪系數(shù)nrc粗略地評(píng)價(jià)在語(yǔ)言頻率范圍內(nèi)的吸聲性能，這一數(shù)值是材料在250、500、1k、2k四個(gè)頻率的吸聲系數(shù)的算術(shù)平均值，四舍五入取整到0.05。一般認(rèn)為nrc小于0.2的材料是反射材料，nrc大于0.4的材料才被認(rèn)為是吸聲材料。當(dāng)需要吸收大量聲能降低室內(nèi)混響及噪聲時(shí)，常常推薦使用高吸聲系數(shù)的材料。離心玻璃棉屬于高nrc吸聲材料，5cm厚的24kg/m?的離心玻璃棉的nrc可達(dá)到0.90。 多孔吸聲材料，如離心玻璃棉、巖棉、礦棉、植物纖維噴涂等，吸聲機(jī)理是材料內(nèi)部有大量微小的孔隙，聲波沿著這些孔隙可以深入材料內(nèi)部，與材料發(fā)生摩擦作用將聲能轉(zhuǎn)化為熱能。多孔吸聲材料的吸聲特性是隨著頻率的增高吸聲系數(shù)逐漸增大，這意味著低頻吸收沒(méi)有高頻吸收好。與墻面或天花存在空氣層的穿孔板，即使材料本身吸聲性能很差，這種結(jié)構(gòu)也具有吸聲性能，如穿孔的石膏板、木板、金屬板、甚至是狹縫磚等，它的吸聲機(jī)理是亥姆霍茲共振，類(lèi)似于暖水瓶，外部空間與內(nèi)部空間通過(guò)窄的瓶頸連接，聲波入射時(shí)，在共振頻率上與頸部的空氣及內(nèi)部空間之間產(chǎn)生劇烈的共振作用而損失聲能。亥姆霍茲共振吸收的特點(diǎn)是只有在某些頻率上具有較大的吸聲系數(shù)。薄膜或薄板與其他結(jié)構(gòu)體形成空腔時(shí)也能吸聲，如木板、金屬板等，這種結(jié)構(gòu)的吸聲機(jī)理是薄板共振，在共振頻率上，由于薄板劇烈振動(dòng)而大量吸收聲能。薄板共振吸收大多在低頻具有較好的吸聲性能。 5)混響和混響時(shí)間 混響是房間中聲音被界面不斷反射而積累的結(jié)果，混響可以使室內(nèi)的聲音增加15db，同時(shí)會(huì)降低語(yǔ)言清晰度。對(duì)于音樂(lè)演奏的空間，如音樂(lè)廳、劇場(chǎng)等，需要混響效果使樂(lè)曲更加舒緩而愉悅。對(duì)于語(yǔ)言使用的空間，如電影院、教室、禮堂、錄音室等需要減少混響使講話更加清晰。因此，不同使用要求的房間需要不同的混響效果。 描述混響效果的指標(biāo)是混響時(shí)間，它是室內(nèi)聲源停止發(fā)聲后，聲壓級(jí)衰減60db所經(jīng)歷的時(shí)間，單位是秒?；祉憰r(shí)間與室內(nèi)吸聲存在數(shù)學(xué)關(guān)系，也就是建筑聲學(xué)中著名的塞賓公式：t=0.161v/(sa)?，其中t是混響時(shí)間，v是房間體積，s是房間墻面的總表面積，a是房間表面的平均吸聲系數(shù)。由塞賓公式可以看出，房間體積越大混響時(shí)間越長(zhǎng)；平均吸聲系數(shù)越大，混響時(shí)間越短。如體育館等體積巨大的空間，如果不進(jìn)行吸聲處理的話，混響時(shí)間會(huì)很長(zhǎng)，將嚴(yán)重影響語(yǔ)言清晰度。由于室內(nèi)吸聲與頻率有關(guān)，不同頻率的混響時(shí)間也有所不同，房間音質(zhì)指標(biāo)常指的是中頻混響時(shí)間。據(jù)研究，就較理想的混響時(shí)間而言(中頻)，音樂(lè)廳為1.8-2.2秒，劇院為1.3-1.5秒，多功能禮堂為1.0-1.4秒，電影院為0.6-1.0秒，教室為0.4-0.8秒，錄音室為0.2-0.4秒，體育館為低于2.0秒。在建筑設(shè)計(jì)中正確地應(yīng)用吸聲材料可以控制混響時(shí)間，保證音質(zhì)效果滿足使用要求。 6)隔聲 為了保證室內(nèi)環(huán)境的私密性，降低外界聲音的影響，房間之間需要隔聲。隔聲與吸聲是完全不同的概念，好的吸聲材料不一定是好的隔聲材料。聲音進(jìn)入建筑維護(hù)結(jié)構(gòu)有三種形式。1)通過(guò)孔洞直接進(jìn)入。2)聲波撞擊到墻面引起墻體振動(dòng)而輻射聲音。3)物體撞擊地面或墻體產(chǎn)生結(jié)構(gòu)振動(dòng)而輻射聲音。前兩種方式為空氣聲傳聲，第三種方式是撞擊聲傳聲。 描述空氣聲傳聲隔聲性能的指標(biāo)是隔聲量，隔聲量的定義是r=10lg(1/τ)，其中τ是透射聲能與入射聲能的比，隔聲量的單位是db。隔聲量可以粗略地理解為墻體兩邊聲音分貝數(shù)的差值，但絕對(duì)不是差值這樣簡(jiǎn)單?？锥吹母袈暳縭=0db，隔掉99%聲能的隔墻的隔聲量是20db，隔掉99.999%聲能的隔墻的隔聲量是50db。 墻體在不同頻率下的隔聲量一般并不相同，一般規(guī)律是高頻隔聲量好于低頻。不同材料的隔聲量頻率特性曲線很不相同，為了使用單一指標(biāo)比較不同材料及構(gòu)造的隔聲性能，人們使用計(jì)權(quán)隔聲量rw。rw是使用標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)曲線與墻體隔聲量頻率特性曲線進(jìn)行比較得到的，標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)曲線符合人耳低頻不敏感的聽(tīng)覺(jué)特性。具體評(píng)價(jià)方法可參見(jiàn)國(guó)標(biāo)gbj121-88“建筑隔聲評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)”。 隔墻隔聲存在質(zhì)量定律，即單層墻越重隔聲性能越好，單位面積的質(zhì)量提高一倍，隔聲量提高6db。120磚墻的面密度為260kg/m2，隔聲量為46-48db；240磚墻的面密度為520kg/m2，隔聲量為52-54db。磚墻墻體過(guò)重，結(jié)構(gòu)荷載負(fù)擔(dān)較大，使用黏土磚也不利于耕地保護(hù)，因此，輕墻得以廣泛使用。為了使輕墻達(dá)到良好的隔聲性能，需要使用多層墻板內(nèi)填吸聲材料的方法。75龍骨內(nèi)填玻璃棉的雙面雙層紙面石膏板墻的面密度只有60kg/m2左右，隔聲量可以達(dá)到50db。同樣面密度的90厚加氣混凝土板墻的隔聲量只有36db。對(duì)于住宅隔聲，rw應(yīng)至少大于45db，最好大于50db。 描述撞擊聲傳聲隔聲性能的指標(biāo)是撞擊聲壓級(jí)，它不同于空氣聲隔聲量所表達(dá)的“隔掉聲音的分貝數(shù)”，而是表示在使用標(biāo)準(zhǔn)打擊器(一種能夠產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)撞擊能量的設(shè)備)撞擊樓板時(shí)，樓下聲音的大小。撞擊聲壓級(jí)越大表示樓板撞擊聲傳聲隔聲能力越差，反之越好。撞擊聲壓級(jí)反映了人在樓上活動(dòng)時(shí)對(duì)樓下房間產(chǎn)生聲音的大小。樓板撞擊聲壓級(jí)隨頻率不同而變化，為了使用單一指標(biāo)比較不同樓板的隔絕撞擊聲的性能，人們使用計(jì)權(quán)撞擊聲壓級(jí)lpn，w。lpn，w同樣使用標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)曲線與撞擊聲隔聲頻率特性曲線進(jìn)行比較得到的，具體評(píng)價(jià)方法可參見(jiàn)國(guó)標(biāo)gbj121-88“建筑隔聲評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)”。 比較理想的住宅樓板計(jì)權(quán)撞擊聲壓級(jí)應(yīng)小于65db。然而，大量使用的普通10cm厚混凝土樓板計(jì)權(quán)撞擊聲壓級(jí)為80-82db，樓板隔聲問(wèn)題比較嚴(yán)重，住戶多有抱怨，誰(shuí)沒(méi)有聽(tīng)到樓上的腳步聲以及孩子的跑跳聲的經(jīng)歷呢？采用浮筑地板的方法可以提高樓板隔聲性能，如在結(jié)構(gòu)樓板上鋪一層高容重的玻璃棉減振墊層再做40mm厚的混凝土地面，計(jì)權(quán)撞擊聲壓級(jí)可以小于60db。 二、離心玻璃棉在建筑吸聲中的應(yīng)用 1)離心玻璃棉的吸聲機(jī)理 離心玻璃棉屬于多孔吸聲材料，具有良好的吸聲性能。離心玻璃棉能夠吸聲的原因不是由于表面粗糙，而是因?yàn)榫哂写罅康膬?nèi)外連通的微小孔隙和孔洞。當(dāng)聲波入射到離心玻璃棉上時(shí)，聲波能順著孔隙進(jìn)入材料內(nèi)部，引起空隙中空氣分子的振動(dòng)。由于空氣的粘滯阻力和空氣分子與孔隙壁的摩擦，聲能轉(zhuǎn)化為熱能而損耗。多孔材料吸聲的必要條件是?：材料有大量空隙，空隙之間互相連通，孔隙深入材料內(nèi)部。錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)之一是認(rèn)為表面粗糙的材料具有吸聲性能，其實(shí)不然，例如拉毛水泥、表面凸凹的石才基本不具有吸聲能力。錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)之二是認(rèn)為材料內(nèi)部具有大量孔洞的材料，如聚苯、聚乙烯、閉孔聚氨脂等，具有良好的吸聲性能，事實(shí)上，這些材料由于內(nèi)部孔洞沒(méi)有連通性，聲波不能深入材料內(nèi)部振動(dòng)摩擦，因此吸聲系數(shù)很小。 測(cè)量材料吸聲系數(shù)的方法有兩種，一種是混響室法，一種是駐波管法。混響室法測(cè)量聲音無(wú)規(guī)入射時(shí)的吸聲系數(shù)，即聲音由四面八方射入材料時(shí)能量損失的比例，而駐波管法測(cè)量聲音正入射時(shí)的吸聲系數(shù)，聲音入射角度僅為90度。兩種方法測(cè)量的吸聲系數(shù)是不同的，工程上最常使用的是混響室法測(cè)量的吸聲系數(shù)，因?yàn)榻ㄖ?shí)際應(yīng)用中聲音入射都是無(wú)規(guī)的。在某些測(cè)量報(bào)告中會(huì)出現(xiàn)吸聲系數(shù)大于1的情況，這是由于測(cè)量的實(shí)驗(yàn)室條件等造成的，理論上任何材料吸收的聲能不可能大于入射聲能，吸聲系數(shù)永遠(yuǎn)小于1。任何大于1的測(cè)量吸聲系數(shù)值在實(shí)際聲學(xué)工程計(jì)算中都不能按大于1使用，最多按1進(jìn)行計(jì)算。 在房間中，聲音會(huì)很快充滿各個(gè)角落，因此，將離心玻璃棉等吸聲材料放置在房間任何表面都有吸聲效果。吸聲材料吸聲系數(shù)越大，吸聲面積越多，吸聲效果越明顯。離心玻璃棉可以被制成吸聲天花、吸聲墻板、空間吸聲體等各種建筑吸聲構(gòu)件。 2)影響離心玻璃棉吸聲系數(shù)的因素 離心玻璃棉對(duì)聲音中高頻有較好的吸聲性能。影響離心玻璃棉吸聲性能的主要因素是厚度、密度、孔隙率、結(jié)構(gòu)因子和空氣流阻等。密度是每立方米材料的重量?？紫堵适遣牧现锌紫扼w積和材料總體積之比。結(jié)構(gòu)因子反映離心玻璃棉內(nèi)部纖維或顆粒排列的情況，是衡量材料微孔或狹縫分布情況的物理量。空氣流阻是單位厚度時(shí)材料兩側(cè)空氣氣壓和空氣流速之比。 空氣流阻是影響離心玻璃棉吸聲性能最重要的因素。流阻太小，說(shuō)明材料稀疏，空氣振動(dòng)容易穿過(guò)，吸聲性能下降；流阻太大，說(shuō)明材料密實(shí)，空氣振動(dòng)難于傳入，吸聲性能亦下降。 對(duì)于離心玻璃棉來(lái)講，吸聲性能存在最佳流阻。在實(shí)際工程中，測(cè)定空氣流阻比較困難，但可以通過(guò)厚度和容重粗略估計(jì)和控制。1)隨著厚度增加，中低頻吸聲系數(shù)顯著地增加，但高頻變化不大(高頻吸收總是較大的)。2)厚度不變，容重增加，中低頻吸聲系數(shù)亦增加；但當(dāng)容重增加到一定程度時(shí)，材料變得密實(shí)，流阻大于最佳流阻，吸聲系數(shù)反而下降。對(duì)于厚度超過(guò)5cm的容重為16kg/m3的離心玻璃棉，低頻125hz約為0.2，中高頻(>500hz)的吸聲系數(shù)已經(jīng)接近于1了。當(dāng)厚度由5cm繼續(xù)增大時(shí)，低頻的吸聲系數(shù)逐漸提高，當(dāng)厚度大于1m以上時(shí)，低頻125hz的吸聲系數(shù)也將接近于1。當(dāng)5cm厚度不變，容重增大時(shí)，離心玻璃棉的低頻吸聲系數(shù)也將不斷提高，當(dāng)容重接近110kg/m3時(shí)吸聲性能達(dá)到最大值，頻率125hz處接近0.6-0.7。容重超過(guò)120kg/m3時(shí)，吸聲性能反而下降，是因?yàn)椴牧献兊弥旅?，中高頻吸聲性能受到很大影響，當(dāng)容重超過(guò)300kg/m3時(shí)，吸聲性能已經(jīng)很小了。建筑聲學(xué)中常用的吸聲玻璃棉的厚度有2.5cm、5cm、10cm，容重有16、24、32、48、80、96、112kg/m3。 離心玻璃棉的吸聲性能還與安裝條件有著密切的關(guān)系。當(dāng)玻璃棉板背后有空氣層時(shí)，與相同厚度無(wú)空氣層的玻璃棉板吸聲效果類(lèi)似。尤其是中低頻吸聲性能比材料實(shí)貼在硬底面上會(huì)有較大提高，吸聲系數(shù)將隨空氣層的厚度增加而增加，但增加到一定值后效果就不明顯了。 使用不同容重的玻璃棉疊和在一起，形成容重逐漸增大的形式，可以獲得更大的吸聲效果。例如將一層2.5cm厚24kg/m3的棉板與一層2.5cm厚32kg/m3的棉板疊和在一起的吸聲效果要好于一層5cm厚32kg/m3的棉板。將24kg/m3的玻璃棉板制成1m長(zhǎng)的斷面為三角型的尖劈，材料面密度逐漸增大，平均吸聲系數(shù)可接近于1。 離心玻璃棉在建筑使用中，表面往往要附加有一定透聲作用的飾面，如小于0.5mm的塑料薄膜、金屬網(wǎng)、窗紗、防火布、玻璃絲布等，基本可以保持原來(lái)的吸聲特性，若飾面的透氣性差時(shí)，如塑料薄膜，高頻吸聲特性會(huì)下降。論文出處(作者):未知 3)常見(jiàn)的離心玻璃棉吸聲建筑構(gòu)件 離心玻璃棉具有防火、保溫、易于切割等優(yōu)良特性，是建筑吸聲最常用的材料之一。但是由于離心玻璃棉表面無(wú)裝飾性，而且會(huì)有纖維灑落，因此必須制成各種吸聲構(gòu)件隱蔽使用。 最常使用也是造價(jià)最低廉的構(gòu)造是紙面穿孔石膏板吊頂或墻面內(nèi)填離心玻璃棉。紙面穿孔石膏板與墻或頂棚之間存在空氣層時(shí)可以形成亥姆霍茲共振吸收，一般空氣層為5cm、10cm、20cm、40cm，吊頂?shù)目諝鈱涌赡芨?。在空腔?nèi)填入離心玻璃棉時(shí)，由于玻璃棉本身吸聲，共振吸聲的效率也提高很多，吸聲系數(shù)將大大提高，吸聲曲線的共振峰的頻率范圍變寬，中高頻吸聲性能提高?？涨缓穸茸畲?0cm，空腔內(nèi)填入的玻璃棉只需要5cm厚，容重16-24kg/m3即可達(dá)到很好的吸聲效果。當(dāng)然，吸聲性能還與穿孔率、孔徑、板厚等因素有關(guān)。與穿孔紙面石膏板類(lèi)似的還有穿孔金屬板(如鋁板)、穿孔木板、穿孔纖維水泥板、穿孔礦棉板等，這些材料的后空腔內(nèi)填入離心玻璃棉后都能夠較大地提高吸聲性能。為了防止玻璃棉纖維灑出，需要在穿孔板背后附一層無(wú)紡布、桑皮紙等透聲織物，或使用玻璃布、塑料薄膜等包裹玻璃棉。 玻璃棉板經(jīng)過(guò)處理后可以制成吸聲吊頂板或吸聲墻板。一般常見(jiàn)將80-120kg/m3的玻璃棉板周邊經(jīng)膠水固化處理后外包防火透聲織物形成既美觀又方便安裝的吸聲墻板，常見(jiàn)尺寸為1.2m1.2m、1.2m0.6m、0.6m0.6m，厚度2.5cm或5cm。也有在110kg/m3的玻璃棉的表面上直接噴刷透聲裝飾材料形成的吸聲吊頂板。無(wú)論是玻璃棉吸聲墻板還是吸聲吊頂板，都需要使用高容重的玻璃棉，并經(jīng)過(guò)一定的強(qiáng)化處理，以防止板材變形或過(guò)于松軟。這一類(lèi)的建筑材料既有良好的裝飾性又保留了離心玻璃棉良好的吸聲特性，降噪系數(shù)nrc一般可以達(dá)到0.85以上。 在體育館、車(chē)間等大空間內(nèi)，為了吸聲降噪，常常使用以離心玻璃棉為主要吸聲材料的吸聲體。吸聲體可以根據(jù)要求制成板狀、柱狀、錐體或其他異型體。吸聲體內(nèi)部填充離心玻璃棉，表面使用透聲面層包裹。由于吸聲體有多個(gè)表面吸聲，吸聲效率很高。 在道路隔聲屏障中，為了防止噪聲反射，需要在面向車(chē)輛一側(cè)采取吸聲措施，往往也使用離心玻璃棉作為填充材料、面層為穿孔金屬板的屏障板。為了防止玻璃棉在室外吸水受潮，有時(shí)會(huì)使用pvc或塑料薄膜包裹。 4)應(yīng)用離心玻璃棉吸聲的一些建筑場(chǎng)所 在一般廳堂中，包括語(yǔ)言、音樂(lè)或綜合表演用廳堂，如音樂(lè)廳、報(bào)告廳、劇場(chǎng)、影院、禮堂、體育館、多功能廳、會(huì)議室、演播室、錄音室、聽(tīng)音室、排練廳、博物館、展覽館、ktv包房、辦公室、營(yíng)業(yè)廳、接待室、拍賣(mài)廳、候車(chē)(機(jī))室、審判廳等等場(chǎng)所均需要吸聲獲得良好的音質(zhì)；在需要噪聲控制的房間，如餐廳、圖書(shū)館、畫(huà)廊、健身中心、購(gòu)物中心、酒店大堂、病房、車(chē)間等等場(chǎng)所也需要吸聲降噪；還有特殊音質(zhì)要求的民用住宅臥室、書(shū)房、家庭影院等等都需要吸聲處理。這些場(chǎng)所都可以應(yīng)用離心玻璃棉進(jìn)行吸聲，當(dāng)然，同時(shí)必須考慮建筑構(gòu)造、美觀、防火、粉塵、清潔等綜合因素。 在音樂(lè)廳、劇場(chǎng)的后墻面或二層正面的眺臺(tái)欄桿上常用穿孔板或透聲織物為面層的吸聲構(gòu)造，目的是防止出現(xiàn)回聲等缺陷。在具有凹曲表面的房間中，為了防止聲聚焦而影響音質(zhì)，需要使用吸聲處理。在禮堂、會(huì)堂、多功能廳、影院等等場(chǎng)所中，為了保證良好的語(yǔ)言清晰度，必須根據(jù)計(jì)算在墻面、天花等部位安裝吸聲材料，對(duì)于像體育館、展覽館、營(yíng)業(yè)廳等這些大體量的房間可能還需要使用空間吸聲體。餐廳中，由于人員吵雜，進(jìn)行吸聲裝修后可以得到良好的就餐環(huán)境，例如麥當(dāng)勞、肯德基等國(guó)外快餐廳比較注重室內(nèi)吸聲處理，配合悅耳的輕音樂(lè)顯得餐廳安靜祥和。錄音室、演播室、聽(tīng)音室等音質(zhì)要求更為嚴(yán)格的場(chǎng)合，必須按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行吸聲處理。在工業(yè)廠房中，為了降低機(jī)器轟鳴的噪聲，需要使用吸聲降噪。在ktv包房中，恰當(dāng)?shù)奈曁幚砟軌蚴挂魳?lè)和歌聲更加美妙動(dòng)聽(tīng)，也能防止由于音箱與歌唱者的話筒距離較近造成的反饋嘯叫。 最佳的離心玻璃棉吸聲處理是將材料與建筑有機(jī)地融合在一起，而不是刻意地為了吸聲而 吸聲，應(yīng)在不知不覺(jué)中創(chuàng)造良好的聲環(huán)境。吊頂、墻面、吸聲體等都應(yīng)成為建筑裝修中天然的組成部分，良好的聲學(xué)設(shè)計(jì)不能讓人們感覺(jué)吸聲材料有些突兀。在一些會(huì)堂和報(bào)告廳，設(shè)計(jì)師將玻璃棉軟包材料和金屬穿孔鋁板后附玻璃棉巧妙地應(yīng)用在裝修效果中，再配以祥和的燈光，視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)都使人得到享受。建筑吸聲處理常常被人們忽視，但當(dāng)因?yàn)槿鄙傥曁幚矶a(chǎn)生諸多問(wèn)題時(shí)，解決起來(lái)又會(huì)使人非常頭疼。在某政府“一站式”辦公改革中，工商、稅務(wù)、行政等管理部門(mén)都集中在一個(gè)3000m2的開(kāi)敞大廳內(nèi)進(jìn)行，大廳的吊頂是石膏板吊頂，墻面是光滑的大理石，部門(mén)之間是玻璃隔斷，室內(nèi)人聲鼎沸，在這樣糟糕的聲環(huán)境中根本無(wú)法辦理手續(xù)。政府要求限期整改，但由于經(jīng)費(fèi)、原設(shè)計(jì)效果的變更、施工對(duì)辦公使用的影響等多種因素使整改變得比事前進(jìn)行吸聲設(shè)計(jì)要難的多。 三、離心玻璃棉在墻體隔聲中的應(yīng)用 1)離心璃棉在墻體中的隔聲原理 單層墻體因受質(zhì)量定律的限制，必須是重墻才能獲得良好的隔聲性能。對(duì)于住宅分戶墻，為達(dá)到國(guó)家最低標(biāo)準(zhǔn)rw=40db的要求單層隔墻至少需要100kg/m2以上的面密度(面密度是每平方米墻體的重量)。如果將墻體分成兩層或多層，隔聲量會(huì)顯著提高。這是因?yàn)?，聲音撞擊到第一層墻板時(shí)，透射的部分將進(jìn)入兩層墻板之間空腔，在空腔中來(lái)回反射多次后，一部分透射到墻體對(duì)面，另一部分被損耗掉。同時(shí)，兩層之間的腔體有類(lèi)似彈簧的作用，使墻板系統(tǒng)具有有利于消耗聲音的彈性，進(jìn)一步隔聲。如果在腔體中填入離心玻璃棉等吸聲材料后，聲音傳播過(guò)程中在腔體中來(lái)回反射的聲音將被大大衰減，隔聲量大為提高。對(duì)于120厚的磚墻隔聲量從45db左右提高到50db以上需要重量提高一倍，即需要240磚墻。而對(duì)于75輕鋼龍骨雙面雙層12紙面石膏板隔墻而言，只需在腔體內(nèi)添加一層50厚24kkg/m3的玻璃棉，計(jì)權(quán)隔聲量就從44db提高到50db?？梢?jiàn)，隔墻腔體中的吸聲材料對(duì)隔聲量的影響非常重要。根據(jù)測(cè)定，使用雙層75龍骨的六層12紙面石膏板(三道墻板，每道兩層石膏板，共兩個(gè)龍骨空腔)的輕型墻體內(nèi)添兩層50厚24kkg/m3的玻璃棉，計(jì)權(quán)隔聲量將達(dá)到rw=60db，這是半米厚混凝土隔墻的隔聲量。 然而，輕型多層板隔墻即使使內(nèi)填了離心玻璃棉等吸聲材料，低頻的隔聲能力也不能完全和重型墻相比，計(jì)權(quán)隔聲量同樣是rw=50db的混凝土墻和輕墻相比，在125hz頻率上，混凝土隔墻的隔聲量r=40db，而輕墻的隔聲量只有23、24db左右。一個(gè)有利的因素是，人耳對(duì)低頻并不敏感，因此在大多語(yǔ)言環(huán)境下輕墻完全可以滿足隔聲要求，但在機(jī)械噪聲、迪斯科舞廳等低頻聲音嚴(yán)重的場(chǎng)合必須考慮低頻隔聲量是否足夠。輕墻低頻隔聲較差的主要原因是墻板比較輕柔，難于阻隔振動(dòng)幅度較大、波長(zhǎng)較長(zhǎng)的低頻聲，同時(shí)，空腔中的吸聲材料低頻吸聲性能也比較有限。 2)影響輕鋼龍骨輕質(zhì)板隔墻的隔聲性能的因素 龍骨：龍骨彈性越好隔聲性能越好，尤其低頻隔聲量有顯著提高。輕鋼龍骨的彈性好于木龍骨，故使用輕鋼龍骨輕墻比木龍骨輕墻計(jì)權(quán)隔聲量高1-3db。如果采用z型減振龍骨，計(jì)權(quán)隔聲量可以提高1-2db。如果在龍骨上采用s型的減振條，計(jì)權(quán)隔聲量可以提高2db。如果使用兩層完全分離的龍骨(龍骨之間沒(méi)有任何連接)，隔聲量能夠提高5-7db。龍骨越寬，也就是空腔越大隔聲性能越好，100厚龍骨比75厚龍骨計(jì)權(quán)隔聲量提高1db左右。 安裝墻板的螺絲釘釘距越稀疏，隔聲性能越好，因?yàn)橄∈璧尼斁嗍箟Π暹B接的剛性變差，據(jù)測(cè)定，300mm的釘距比250mm的釘距計(jì)權(quán)隔聲量提高0.5db左右，但是釘距不能過(guò)于稀疏，因?yàn)楸仨毐ＷC墻體的強(qiáng)度。 墻板：在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，面密度越大同時(shí)越薄的墻板隔聲性能越好。這是因?yàn)?，密度越大隔聲量越大，越薄則在中高頻出現(xiàn)的吻合谷越往高的頻率偏移，偏出感興趣的頻率范圍之外。例如，同樣厚度的75龍骨雙面單層25mm厚內(nèi)填棉的紙面石膏板墻的吻合谷在2500hz，計(jì)權(quán)隔聲量?jī)H為47db，而75龍骨雙面雙層12mm厚內(nèi)填棉的紙面石膏板墻的吻合谷在3150hz，吻合效應(yīng)影響變?nèi)?，?jì)權(quán)隔聲量為50db。對(duì)于grc板、硅酸鈣板等墻板，由于密度比石膏板大，而厚度比石膏板薄，因此具有更好的隔聲性能。另外，使用不同厚度的板材復(fù)合，或使用不同材料的板材復(fù)合可以將共振和吻合頻率錯(cuò)開(kāi)，有利于提高隔聲量，例如使用10mm的grc板與12mm紙面石膏板復(fù)合的雙面雙層填棉輕墻的計(jì)權(quán)隔聲量比兩層石膏板的輕墻 高2db，可達(dá)52db。 內(nèi)填棉：內(nèi)填離心玻璃棉的厚度和容重越大，吸聲效果越好，由于聲音在空腔來(lái)回反射多次而消耗，即使每次反射吸聲較小，多次反射的積累效果也非常大，因此5cm厚24kg/m3的離心玻璃棉作為內(nèi)填吸聲材料已經(jīng)足夠了，更厚或更大的密度所帶來(lái)的隔聲增加量非常有限，一般不會(huì)提高1db以上的隔聲量。但是，2.5cm以下、不足16kg/m3的離心玻璃棉由于過(guò)于稀松，吸聲性能太差，會(huì)使隔聲量下降2-3db。5cm厚容重大于40kg/?m3巖棉和玻璃棉的隔聲效果是類(lèi)似的，理論上講，因?yàn)閹r棉容重往往大于玻璃棉，隔聲略有優(yōu)勢(shì)，但很難相差1db，那種認(rèn)為輕墻中巖棉隔聲好于玻璃棉的觀點(diǎn)是不正確的。還有一點(diǎn)非常重要，就是空腔中的棉不能滿填，這樣會(huì)造成棉將兩層墻板連接在一起，出現(xiàn)聲橋，使隔聲量下降。填棉時(shí)，應(yīng)盡量保證棉體兩邊不同時(shí)接觸板材，以防止聲橋。如果使用50mm厚的c型龍骨，那么填棉厚度應(yīng)小于50mm，如25mm或40mm的巖棉或玻璃棉。有些設(shè)計(jì)人員認(rèn)為棉體需要滿填、填實(shí)在空腔中，和板之間不留空氣層，這是不對(duì)的。實(shí)驗(yàn)表明，滿填棉隔聲性能將下降1－3db。另外填棉厚度不均、回彈率過(guò)大等造成的棉板與兩邊板材局部或大面積接觸都會(huì)引起隔聲量下降，施工操作中應(yīng)盡量避免。 板縫和孔洞：隔墻上如果出現(xiàn)縫隙和孔洞，會(huì)大大降低隔墻的隔聲量。假如隔墻墻體本身的隔聲量達(dá)到50db，而墻上有萬(wàn)分之一的縫隙和孔洞，則綜合隔聲量將下降到40db。為了防止石膏板墻和原結(jié)構(gòu)之間的縫隙，通常在墻體四周安裝龍骨時(shí)墊入塑料彈性膠條。另外，當(dāng)每面兩層石膏板時(shí)，應(yīng)錯(cuò)縫安裝，里層可以不勾縫，只對(duì)外層勾縫，這對(duì)隔墻隔聲量影響不大。但是每面一層板時(shí)必須勾縫，否則隔聲量將會(huì)下降12－17db。 施工及其他等因素：以下若干因素對(duì)隔聲的影響并非墻板本身，而是設(shè)計(jì)、施工、整體結(jié)構(gòu)等方面疏忽造成的，這些因素有時(shí)造成紙面石膏板隔墻隔聲量下降非常嚴(yán)重。 ①板－板之間空腔內(nèi)填棉不飽滿，或棉釘粘合不牢固，過(guò)一段時(shí)間后棉體下墜(玻璃棉常出現(xiàn)這種情況)，造成出現(xiàn)填棉縫隙。嚴(yán)重時(shí)可能引起3－5db隔聲量的下降。 ③隔墻外框和房屋結(jié)構(gòu)剛性連接，未按規(guī)定墊入彈性墊條，結(jié)構(gòu)受荷變形或結(jié)構(gòu)振動(dòng)，造成板縫開(kāi)列，形成縫隙漏聲。 ④管道穿墻，未按規(guī)定要求密封處理，造成孔隙；電器開(kāi)關(guān)盒、插銷(xiāo)盒在墻上暗裝，未按規(guī)定要求做內(nèi)嵌石膏板盒隔聲處理，造成隔聲薄弱環(huán)節(jié)；甚至隔墻兩邊電器盒對(duì)裝而不做任何處理，都會(huì)大大降低隔聲性能。 ⑤在實(shí)際建筑物中，兩個(gè)房間除了隔墻傳聲外，還有其他途徑引起聲音從一個(gè)房間進(jìn)入另一個(gè)房間，這些途徑的傳聲稱(chēng)為側(cè)向傳聲，如地面結(jié)構(gòu)傳聲、側(cè)墻結(jié)構(gòu)傳聲、門(mén)窗傳聲、管道風(fēng)道傳聲等。有些有吊頂?shù)拇蠓块g用石膏板隔墻分隔成一些小間，因?yàn)橄茸龅牡蹴?，隔墻只做到吊頂下沿，而沒(méi)有延伸到結(jié)構(gòu)層樓板底，出現(xiàn)吊頂內(nèi)的側(cè)向傳聲，造成房間實(shí)際隔聲量比隔墻隔聲量低很多。 3)應(yīng)用離心玻璃棉進(jìn)行隔聲處理的場(chǎng)合 離心玻璃棉除了作為輕型墻體的腔體填充材料進(jìn)行隔聲以外，還可以在石膏板、金屬板等吊頂內(nèi)滿鋪形成隔聲吊頂。由于大量輕型屋蓋逐漸地廣泛使用，越來(lái)越多地使用離心玻璃棉作為保溫、隔聲頂棚或隔聲吊頂。國(guó)家大劇院巨大的輕型屋蓋結(jié)構(gòu)為了隔絕環(huán)境噪聲和雨噪聲就在兩層金屬屋蓋板之間加入了離心玻璃棉板，使隔聲量達(dá)到42db的要求。 在防火隔聲門(mén)中，常使用玻璃棉作為內(nèi)填棉提高隔聲性能。在雙層隔聲門(mén)或隔聲窗的構(gòu)造中，需要在兩層門(mén)或窗四周邊安裝玻璃棉吸聲材料(需要穿孔板或透聲織物罩面)形成聲閘，提高隔聲量。 在道路隔聲屏障中，也常常使用玻璃棉作為內(nèi)添隔聲材料。 密封的金屬板箱內(nèi)部貼滿玻璃棉等吸聲材料可以制成隔聲罩為機(jī)器設(shè)備的降噪。與沒(méi)有內(nèi)部吸聲材料的隔聲罩相比，降噪效果可以提高20db，降噪量達(dá)70db。 另外，在一些住宅和公建中，穿過(guò)室內(nèi)的雨水管沖雨噪聲或水管由于水壓變化形成的水錘振動(dòng)噪聲也使人們非常煩惱?？梢允褂貌Ａ?須經(jīng)過(guò)防水防潮處理)對(duì)管道進(jìn)行包裹，再使用石膏板或金屬板做隔聲外層，處理得當(dāng)，能夠獲得20db以上降噪量。 四、離心玻璃棉在樓板撞擊聲隔聲中的應(yīng)用1)樓板撞擊聲隔聲原理 當(dāng)樓板等建筑構(gòu)件受到撞擊時(shí)，振動(dòng)將在構(gòu)件及其連接結(jié)構(gòu)內(nèi)傳播，最后通過(guò)墻體、頂棚、地面等向房間振動(dòng)輻射聲音。振動(dòng)在固體中傳播時(shí)的衰減很小，只要固體構(gòu)件一直是連接在一起的，振動(dòng)將會(huì)傳播很遠(yuǎn)，將耳朵貼在鐵軌上可以聽(tīng)到幾公里以外火車(chē)行駛的聲音就是這個(gè)原理。在建筑中振動(dòng)還有一個(gè)特點(diǎn)，就是向四面八方傳播，所有有固體連接的部分都會(huì)振動(dòng)，在房間中，由于四周都會(huì)振動(dòng)發(fā)聲，往往很難辨別振動(dòng)聲源的位置。但是，如果固體構(gòu)件是脫離的(哪怕只是非常小的縫隙)或構(gòu)件之間存在彈性的減振墊層，振動(dòng)的傳播將在這些位置處受到極大的阻礙，當(dāng)使用彈簧或與彈簧效果類(lèi)似的玻璃棉減振墊層對(duì)樓板進(jìn)行隔振處理后，將提高樓板撞擊聲隔聲的能力。 隔振樓板和下面的支撐彈性墊層構(gòu)成了一個(gè)彈性系統(tǒng)，一般的隔振規(guī)律是，樓板越重、墊層彈性越好、靜態(tài)下沉度(樓板壓上去以后的壓縮量)越大，隔振效果就越好。8cm厚的混凝土樓板比4cm的樓板更重，減振效果更好；兩層2.5cm厚的離心玻璃棉墊層的靜態(tài)下沉度大于一層2.5cm厚的同樣墊層，減振效果要好一些。壓縮后的墊層必須處于彈性范圍內(nèi)，也就是說(shuō)，將樓板移去后，墊層可以在彈性的作用下恢復(fù)原來(lái)的厚度，如果墊層被壓實(shí)而失去回彈性，將失去減振效果。因此，使用離心玻璃棉做減振墊層時(shí)，需要使用容重較大的墊層，防止玻璃棉被壓實(shí)，上層混凝土越厚重，玻璃棉就要越厚，容重也需要越大，一般容重應(yīng)大于96kg/m3。 在用于隔絕機(jī)器振動(dòng)的減振臺(tái)或減振地面時(shí)需要更加專(zhuān)業(yè)的設(shè)計(jì)，如果設(shè)計(jì)不當(dāng)，造成減振系統(tǒng)的固有頻率與機(jī)器的振動(dòng)頻率接近時(shí)，不但不能起到減振作用，還會(huì)使振動(dòng)加大，甚至損壞機(jī)器及樓板結(jié)構(gòu)。 2)離心玻璃棉樓板隔聲墊層? 樓板撞擊聲隔聲是建筑中最難處理的隔聲部分之一。使用玻璃棉減振墊層上面現(xiàn)澆混凝土的做法可以獲得20-30db以上的撞擊聲隔聲效果，這種隔振方法叫做浮筑地面。對(duì)于住宅，由于層高所限，一般的做法是使用2.5cm厚(壓縮后為?2cm左右)96-150kg/m3的離心玻璃棉做墊層，上鋪一層塑料布或1mm聚乙烯泡沫做防水層，再灌注4cm厚的混凝土形成浮筑地板。這種做法已經(jīng)在北京格林小鎮(zhèn)房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)中得以應(yīng)用，效果非常良好，經(jīng)實(shí)測(cè)，普通水泥地面的lpn，w=78db，這種浮筑地板的lpn，w=56db，隔聲性能提高了22db。在有樓板隔聲要求的公建中，如演播室、錄音室或上部房間為球館及迪斯科舞廳的地板做法是，使用5cm厚(壓縮后為?4.5cm左右)150-200kg/m3的離心玻璃棉做墊層，上鋪一層塑料布或1mm聚乙烯泡沫做防水層，再灌注8-10cm厚的混凝土。經(jīng)實(shí)測(cè)，這種地面做法的lpn，w達(dá)到44db，隔聲性能提高了34db。 使用離心玻璃棉做浮筑地板時(shí)需非常注意幾個(gè)問(wèn)題。一是玻璃棉容重不能過(guò)低，否則玻璃棉將被壓實(shí)，失去回彈性，無(wú)法起到減振效果。二是混凝土必須配筋，防止地面斷裂，可以采用φ6的鋼筋間距20cm排列；配筋時(shí)，必須防止刺破防水層而造成混凝土澆灌時(shí)玻璃棉滲水。還有一點(diǎn)是，不能出現(xiàn)兩層地面之間的硬連接，如水管、鋼筋等，這樣會(huì)導(dǎo)致聲橋傳聲；澆灌地面與墻面連接處應(yīng)使用玻璃棉、橡膠墊隔開(kāi)，防止墻體將兩層地面連接在一起。 五、離心玻璃棉在空調(diào)管道消聲中的應(yīng)用 通風(fēng)管道中產(chǎn)生的振動(dòng)噪聲和氣流噪聲是空調(diào)系統(tǒng)中較大的問(wèn)題，在音樂(lè)廳、會(huì)堂、酒店客房、辦公室等空間中往往由于通風(fēng)系統(tǒng)的問(wèn)題造成噪聲不能達(dá)標(biāo)。使用鐵皮風(fēng)道的通風(fēng)系統(tǒng)中，管道不能起到良好的消聲作用，風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的噪聲會(huì)沿著管道傳播到室內(nèi)。由于鐵皮很薄，氣流和風(fēng)機(jī)的振動(dòng)也會(huì)使鐵皮共振，形成二次噪聲。氣流噴出風(fēng)口時(shí)，若缺乏有效的消聲，也會(huì)因摩擦產(chǎn)生風(fēng)口再生噪聲。 為了降低風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的噪聲，需要使用消聲器。常見(jiàn)的消聲器是鐵皮管道內(nèi)表面使用玻璃棉加穿孔透聲飾面(防止玻璃纖維被氣流帶走)吸聲處理的阻性消聲器，消聲的原理是利用了吸聲材料對(duì)氣流產(chǎn)生的聲阻。阻性消聲器按氣流通道的幾何形狀不同，可分為直管式、片式、迷道式、障板式、彎頭式等形式。 一般說(shuō)來(lái)，阻性消聲器具有良好的中高頻消聲特性，對(duì)低頻消聲性能較差。為了提高阻性消聲器的消聲性能，可適當(dāng)增加消聲器中離心玻璃棉吸聲材料的容重和厚度，并提高飾面材料的穿孔率。 可以將玻璃棉板直接制成消聲 管道，用于管道消聲，因?yàn)檫@種產(chǎn)品消聲性能好，易于安裝，又具有保溫隔熱性能，被稱(chēng)為“超級(jí)風(fēng)管”。超級(jí)風(fēng)管的內(nèi)表面需要膠化處理，以防水蒸氣滲入，同時(shí)防止纖維脫落；外表面粘合一層強(qiáng)度加強(qiáng)的鋁薄膜，作為外保護(hù)層兼熱反射層。使用玻璃棉超級(jí)風(fēng)管的通風(fēng)系統(tǒng)，由于在管道全長(zhǎng)上都有消聲作用，因此消聲作用非常明顯。另外，消聲風(fēng)管在防止房間和房間之間因?yàn)楣艿老嗤ㄐ纬傻穆曇舸當(dāng)_方面也有很好效果。 六、離心玻璃棉與其他建筑聲學(xué)材料的對(duì)比 1)離心玻璃棉與巖棉的對(duì)比 離心玻璃棉的建筑聲學(xué)特性與巖棉比較類(lèi)似，因?yàn)殡x心玻璃棉的纖維比巖棉的纖維更細(xì)，因此在相同容重的條件下，前者的聲學(xué)性能要優(yōu)于后者，或者說(shuō)，低容重的離心玻璃棉與高容重的巖棉可能具有相同的聲學(xué)性能。例如相同厚度的24kg/m3的玻璃棉板與80kg/m3的巖棉板的吸聲、隔聲、減振(實(shí)際使用中需更大的容重)的性能類(lèi)似。 吸聲、隔聲、樓板減振應(yīng)用中，離心玻璃棉可以與巖棉互換使用，施工方法基本一致，造價(jià)也基本相同。例如，作為吸聲使用，常用24kg/m3的離心玻璃棉板，也可以使用80kg/m3的巖棉板；作為輕鋼龍骨石膏板墻體的內(nèi)填棉，既可以使用24kg/m3的離心玻璃棉板，也可以使用80kg/m3的巖棉板；對(duì)于住宅浮筑樓板的減振墊層，一般使用96kg/m3的離心玻璃棉板或150kg/m3以上的巖棉板，使用200kg/m3的離心玻璃棉板可以獲得最大的減振效果，但超過(guò)200kg/m3的離心玻璃棉難于生產(chǎn)，由于過(guò)于密實(shí)，減振效果會(huì)出現(xiàn)降低。 2)離心玻璃棉與礦棉板的對(duì)比 吸聲礦棉天花板的降噪系數(shù)一般在0.3-0.4，幾乎比離心玻璃棉板低一倍。礦棉板本身具有較好的裝飾性，而玻璃棉板需要覆以罩面材料才能在建筑中使用，相比之下造價(jià)顯然要高出較多。礦棉板每平方米的價(jià)格一般在20～30元人民幣左右，作為天花或墻面使用的離心玻璃棉板為了防止變形，需要80kg/m3以上的容重，再加上罩面透聲防火材料，造價(jià)每平米達(dá)到200～300元人民幣。不考慮價(jià)格因素，單從裝飾效果和吸聲效果兩方面來(lái)講，建筑師往往更傾向于離心玻璃棉的成型產(chǎn)品。許多進(jìn)口離心玻璃棉軟包墻板或天花吊頂板因其良好的裝飾性、防火性、易于安裝性等在市場(chǎng)上非常暢銷(xiāo)。 3)離心玻璃棉與植物纖維素噴涂材料的對(duì)比 有一種植物纖維噴涂吸聲材料除價(jià)格以外，在很多方面性能都要優(yōu)于離心玻璃棉或巖棉，這種材料的代表性產(chǎn)品是美國(guó)生產(chǎn)的k13。k13的原料是木材粉碎后并經(jīng)防火處理的木屑，使用時(shí)與特制膠水混合進(jìn)行噴涂。k13可以噴涂在各種墻面、頂棚等處，干燥固化以后視覺(jué)效果類(lèi)似于普通粉刷白墻。?k13的容重大約100kg/m2左右，5cm厚降噪系數(shù)nrc可達(dá)0.9。由于k13施工簡(jiǎn)便、裝飾效果佳、吸聲效果好，因此美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家的體育館、餐館、演講大廳等廣泛使用。k13在美國(guó)已經(jīng)有50幾年的歷史了，剛剛進(jìn)入我國(guó)。k13在輕體隔墻的隔聲中也具有一定優(yōu)勢(shì)，輕鋼龍骨紙面石膏板隔墻系統(tǒng)中，安裝一面的墻板后，在龍骨空腔中噴涂5cm厚的k13，再安裝另一面墻板，這樣構(gòu)造的75龍雙面雙層12mm紙面紙面石膏板的計(jì)權(quán)隔聲量可達(dá)55db，比同樣構(gòu)造的內(nèi)填玻璃綿的隔墻隔聲量提高3-5db。k13之所以具有良好的隔聲性能，一是由于噴涂對(duì)處理墻板之間的縫隙有密封作用，二是噴涂材料與墻板粘連在一起，增加了墻板的阻尼，使墻板隔聲量提高。但是，k13噴涂以后，必須在完全干透以后才能安裝外層石膏板，給施工帶來(lái)一定不便。 4)離心玻璃棉與聚苯、聚氨酯材料的對(duì)比 聚苯、聚氨酯(這里指的是閉孔聚氨酯)等材料是良好的保溫材料，但不是良好的建筑聲學(xué)材料。這些材料內(nèi)部雖有大量孔隙，但相互之間不連通，因此基本沒(méi)有吸聲性能。由于沒(méi)有吸聲性能，在輕型墻體內(nèi)使用也沒(méi)有提高隔聲量的作用，例如內(nèi)芯為100mm厚聚苯的壓型鋼板(鋼板厚度0.5mm，一面一層)的計(jì)權(quán)隔聲量只能達(dá)到30db左右，與一層12mm厚的紙面石膏板近似。聚苯、聚氨酯不具有良好的回彈性，當(dāng)作為樓板墊層時(shí)不能起到和玻璃棉一樣的減振效果，據(jù)測(cè)定，2.5cm厚的聚苯的撞擊聲隔聲改善量最多能達(dá)到7db，而且主要隔振頻率只有高頻。認(rèn)為聚苯、聚氨酯與玻璃棉一樣具有聲學(xué)性能的認(rèn)識(shí)是錯(cuò)誤的，有人認(rèn)為，使用聚苯作為外墻保溫時(shí)也起到了隔聲作用、使用聚苯做地面采暖保溫墊層時(shí)也起到地板減振作用，這是不正確的。另外，聚苯、聚氨酯的防火特性也比玻璃棉要差得多。