本章首先介绍单层墙和双层墙的隔声理论与特性，然后介 绍隔声屏、隔声罩等的设计原则和方法。如果没有另外说 明，假定声场为完全扩散，构件面积足够大，可以忽略其 边界条件产生的效应。
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7. 1 单层均质的隔声
7.1.1 声波垂直入射时的隔声量 7.1.2 声波无规入射时的隔声量 7.1.3 单层介质的隔声频率特性
Ⅱ
b Ⅰ
pi pr
o
p2i p2r
c D
pt
x=D处： p e jk D p e jk D p 2iA 2 rA 3iA 或者：
p 2iA e jk 2 D p 2 rA e jk 2 D ( R2 / R1 ) p3iA
p2iA cos(t k 2 D ) p2 rA cos(t k 2 D) p3iA p2iA cos(t k 2 D ) p2 rA cos(t k 2 D ) ( R2 / R1 ) p3iA
0
It
Pt

平均隔声量：在工程应用中，通常把中心频率为125至
4000Hz的6个倍频程或100至3150Hz的16个1/3倍频程的隔 声量作算术平均。 插入损失(IL) ：吸声、隔声结构设臵前后的声功率级的 差。 IL L L
W1 W2
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7.1.1 声波垂直入射时的隔声量（1）
2
2
2
(m m ) 低频时, 有coskD≈1，sinkD≈0, 有 1 2 R 10 lg 1 2 R1 空气层不起作用。 中频时，coskD≈1，sinkD≈kD, 有下式 2 2 共振时，隔声量最 R 10 lg 1 (m1 m2 )kD (m1 m2 ) 1 kD 2 m1m2 2 2R1 2 R1 2 R1 小，第二项为零。 其共振频率为： 0 c0 [ 0 (m1 m2 ) /(m1m2 D)]1/ 2 高频时， m R , m R ，有
2 2
R1 R1

4 cos2 k2 D R12 R21 sin 2 k2 D
2
4
相应的隔声量为：
1 2 R0 10 lg 10 lg[1 R12 R21 sin 2 k2 D] 4 1
透声系数说明介质层的隔声特性，透声系数越低隔声性 能越好。介质层的隔声量的大小与R1/R2、介质层的厚度 D及声波的波长有关。
式中，m=ρD为板的面密度，其单位为kg· -2。 m 固体媒质的隔声量公式又称为质量公式，公式表明隔声 量与墙体质量和声音频率有关。 对实际的隔板，均满足 2m 1 c 则有：
0 0
R0 20 lg
m 20 lg m 20 lg f 42.5 2 0c0
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用构件将噪声源和接收者分开，使声能在传播途径中受到 阻挡，从而降低或消除噪声传递的措施，称为隔声。 这些措施包括设臵隔声墙、隔声罩、隔声幕和隔声屏障等。 如果措施得当，就能够降低噪声级20～50分贝。
影响隔声结构性能的因素主要包括三个方面。其一是隔声材料的 品种、密度、弹性和阻尼等因素；一般来讲，材料的面密度越大， 隔声量就越大，另外增加材料的阻尼可以有效地抑制结构共振和 吻合效应引起的隔声量的降低。其二是构件的几何尺寸以及安装 条件(包括密封状况)。其三是噪声源的频率特性、声场的分布及 声波的入射角度。对于给定隔声构件来讲，隔声量与声波频率密 切相关，一般来讲，低频时隔声性能较差，高频时隔声性能较好。 隔声降噪的目的就是要根据噪声源的频谱特性设计适合于降低该 噪声源的隔声结构。
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7.1.1 声波垂直入射时的隔声量（4）
由于R2>>R1，∴ R21=0； 而D<<λi， ∴sink2D≈k2D和cosk2D≈1，所以有：
m 2 1 2 0c0
1
m 2 R0 10 lg 1 2 c 0 0
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如果一声波以一定角度θ投射到构件上时，若发生吻合效 应，则有：
b
sin
1）当入射波频率高于λb对应的频率时(λ<λb时)，均有其 相应的吻合角度产生吻合效应； 2）当入射波频率低于λb对应的频率时(λ>λb时) ，即相应 的波长λ大于自由弯曲波长λb时，由于sinθ值不可能 大于1，便不会产生吻合效应。
板
r n
板
min
f (Ⅱ)区： f ,质量控制区 R
n
板
m 以(6dB/倍频程)上升，隔声作用。
f (Ⅲ)区： f c 吻合效应。质量效应与板的弯曲劲度效应相抵消，隔声 量下降。
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质量控制区是隔声研究的重要区域。在这一区域，构件面密 度越大，其惯性阻力也越大，也就不易振动，所以隔声量也 越大。通常把隔声量随质量增大而递增的规律，称为隔声的 “质量定律”。
cos sind
2 2 cos sind
0
即
2 2 2 0 c0 m ln 1 2 c m 0 0
无规入射隔声量
考虑
m 1 2 0 c0 ，引入R0
m 2 m Rr 20 lg 10 lg ln 1 2 c 2 0 c0 0 0
7.1.2 声波无规入射时的隔声量（1）
以θ角入射，利用边界条件可得，斜入射透声系数为

p3iA p1iA

2 0
2
m cos 2 1 2 c 0 0

1
透声系数为各向平均，有

cos sind
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ

2 0
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7.2.1 双层均匀介质的隔声理论
按单层介质的原则，分析四个分界面，建立八个方程，进行求解。通 常为化简求解过程，也可假设介质层厚度足够地薄，所有质点速度均 相同，认为墙像活塞一样做整体振动。其隔声量如下：
j (m1 m2 ) cos kD R 10 lg 1 2 R1 (m1 m2 ) 1 m1m2 j 1 j sin kD 2 R1 2 R12
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7.1.3 单层介质的隔声频率特性（3）
临界频率fc：
2 c0 12 (1 2 ) fc 2D E
式中，D为隔声墙板的厚度，m；ρ为隔声墙板的密度，kgm-3；E为杨氏 模量，Nm-2； 为泊松比，约为0.3；c0为空气中的声速，344ms-1。
厚实构件，临界频率在低频段；薄柔构件，临界频率则出现在高频段。
，得
Rr R0 10 lg(0.23 R0 )
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7.1.2 声波无规入射时的隔声量（2）
从上式可知无规入射隔声量Rr与频率f的关系为每倍频程约增加5dB， 而垂直入射则为每倍频程增加6dB，表明无规入射时的隔声量随频率 增加的速率比正入射时的情况要慢些。 经验公式 Rr 18 lg(mf ) 44 R 18 lg m 8 当m 100 k g / m 2 单层隔声结构平均隔声量公式为 2
pA p e j (t k1x ) A cos(t k1 x) 0 c0 0 c0
统一表示如下
pn i / r pn i / r Ae j (t kn x ) pn i / r A cos(t k n x)
vn i / r vn i / r A e
j (t k1 x )

pn i / r A
n cn
e
j ( t k n x )

1
pn i / r A
n cn
cos(t k n x)
其中，n=1, 2, 3；并且 c c , k k , 令：R3 R1 1c1 0c0 ， R2 2c2 c 。
铅
玻璃 有机玻璃 胶合板
11000
2500 1150 580
密实混凝土
煤渣混凝土 石膏板
2300
1500 650
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7.1.3 单层介质的隔声频率特性（1）
单层均质板隔声特性曲线 按频率可分为三个区域， 即劲度和阻尼控制区(Ⅰ)、 质量控制(Ⅱ)、吻合效应和 质量控制延续区(Ⅲ)。 (Ⅰ)区：f f r 有 v K / f 则 R板 K , 劲度控制区; 以(6dB/倍频程)下降； f f f 有R R , 阻尼控 制区, R板与几何尺寸, 面密 度, 弯曲劲度, 外界条件有 关,一般建筑构件在几赫兹 至几十赫兹的范围内。
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7. 1 单层均质的隔声
声透射系数τ：材料透射的声能与入射到材料上的总声能
的比值。 Wt
Wi
I t pt2 2 I i pi
隔声量R (或TL)：入射声功率级与透射声功率级之差，
也称透射损失或传声损失，单位dB。同一隔声结构，不 同的频率具有不同的隔声量。 R 10 lg I i 20 lg Pi 10 lg 1
单层介质:厚度D，特性阻抗为 c ; 空气的特性阻抗为 c ; 声压为 p( x, t ) p e p cos(t k x) 质点速度为
0 0
Ⅰ
a
Ⅱ
b Ⅰ
pi pr
o
p2i p2r
c D
j ( t k1x )
A
A
1
pt
v( x, t ) v A e j (t k1x )
R 13 .5 lg m 13 当m 100 k g / m