吸声和隔声
现如今,噪声已成为一种主要的环境污染,建筑物的声环境问题越来越受到人们的关注和重视。选用适当的材料对建筑物进行吸声和隔声处理是建筑物噪声控制工程中常用基本的技术措施之一。
但是,由于对噪声控制的手段缺乏了解,“吸声”和“隔声”作为完全不同的概念,常常被混淆了。
为了合理使用材料,对症下“药”,提高建筑物噪声控制效果。今天我们就来好好讲讲关于“吸声”和“隔声”的那些事儿...
一、降噪机理不同
声音到达物体表面后会分成三向路径:
1.吸收:通常是通过对空气振动的阻隔使声能转 化为热能。
2.反射:反射回原来的空间。
3.透射:经过物体达到另一空间
吸收+反射+透射=入射的全部声能
吸声是指利用吸声材料或吸声结构,将入射的声能吸收消耗掉,减少反射声,从而降低容积内噪声。
隔声则是利用隔声结构将声音隔挡,减少透射声,使噪声环境与需要安静的环境分隔开,降低外部声音对室内空间的影响。
二、表示方式不同
吸声材料对于入射声能的衰减吸收一般只有十分之几,所以其吸声能力即吸声系数用小数表示。
任何材料对入射声能或多或少都有一些吸声能力,平均吸声系数超过0.4的材料才称为吸声材料。
隔声材料可以使透射声能衰减到入射声能的10-3-10-4或更小。
为方便表达,隔声材料的隔声量用分贝表示。
三、材料不同
对于单一材料(不是专门设计的复合材料)来说,吸声能力与隔声效果往往是不能兼顾的。
从前面的内容我们了解到吸声与隔声是完全不同的两个声学概念,隔声材料密度大而密实,吸声材料密度小而疏松。隔声材料的主要性能是隔声,而吸声率低;吸声材料的主要性能是吸声,而隔声量小。
吸声材料的材质是多孔、透气的,它在工艺上通常是用纤维状、颗粒状或发泡材料以形成多孔性结构。
它的结构特征是:材料中具有大量的、互相贯通的、从表到里的微孔,也即具有一定的透气性。当声波入射到多孔材料表面时,引起微孔中的空气振动,由于摩擦阻力和空气的黏滞阻力以及热传导作用,将相当一部分声能转化为热能,从而起吸声作用。
表面穿孔的铝蜂窝板、经轧制处理的泡沫铝板就是十分优异的吸声材料。
对于隔声材料,要尽可能的减弱透射声能,阻挡声音的传播。决定隔声效果的好坏根本的一点是取决于材料单位面积的质量。
隔声材料的材质是紧密厚实不透气的,如混凝土、钢板、铅板等一类的材料。由于这一类的隔声材料厚实,所以重量会很大,对于吸收和透过声能弱而反射能强,所以它的吸声能力差。
四、目标和侧重不同
吸声处理所解决的目标是减弱声音在室内的反复反射,也即减弱室内的混响声,缩短混响声的延续时间即混响时间,达到听音清晰、丰满等不同主观听觉效果,从而改善室内的听音条件。
在连续噪声的情况下,这种减弱表现为室内噪声级的降低,此点是对声源与吸声材料同处一个建筑空间而言。而对相邻房间传过来的声音,吸声材料也起一定吸收作用,从而相当于提高围护结构的隔声量。
“比如一家餐厅没有做吸声处理,声音回声大,混响时间长,导致背景噪音很大,人说话声音就越来越大,恶性循环。但做过处理之后,人基本只能听到说话的直达声,不容易互相干扰,整个环境的舒适度也会好很多。吸声一般需要通过添加吸声材料来达到。”
隔声处理则着眼于隔绝噪声自声源房间向相邻房间的传播,以使相邻房间免受噪声的干扰。
作为一个无法分隔的建筑空间,吸声处理对室内噪声的吸声降噪量约为3-10分贝或更多;隔声处理所实现的隔声量视所选材料材质或构造的不同,一般可达30-50分贝或更多。
由此可以看出,利用隔声材料或隔声构造隔绝噪声的效果比采用吸声材料的降噪效果要高得多。
“比如隔声差的房子能听到马路上的车水马龙、或是邻居的锅碗瓢盆,或者在卧室里想睡觉能听到隔壁客厅里的电视声。隔声通常通过加厚墙体、加大墙体的密度、加大门窗的厚度和密封性来达到。”
当一个空间内的噪声源可以被分隔时,应首先采用隔声措施。当声源无法隔开又需要降低室内噪声时才采用吸声措施。
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。
但需要强调的是,吸声材料的特有作用更多的表现在缩短、调整室内混响时间的能力上,这是任何别的材料都无法代替的。
对于诸如电影院、会堂、体育场馆、音乐厅等大型厅堂,可按其不同的听音要求,选用适当的吸声材料,达到听音清晰、丰满等不同的要求。从这点上,吸声材料显示了它特有的重要性,所以通常所说的声学材料往往值得就是吸声材料。
五、吸声和隔声的结合
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。
例如为避免相邻房间较高声级的噪声源的干扰,一般需加大分隔墙的隔声量。此时如果在室内顶棚再加装吸声处理,可以进一步提高降噪效果。
往往在墙板中间填入吸声材料,它同样减弱了声音在二板间的反复反射,提高了复合墙作为整体结构的隔声量。
交通干道的隔声屏障、车间内的隔声屏、管道包扎等等,都是隔声材料与吸声材料相结合的实例。