建筑声学及隔声技术研究（论文）.pdf

· 93· 1 建筑隔声研究 19世纪末美国建筑学家 Rayleigh首次提出了无压缩大墙 建筑隔声理论，并借此推导出“质量定律”。在 20世纪建筑隔 声理论研究发展迅猛，如 Cremer L提出了楼板的撞击噪声辐 射和固体声传播理论 ； London A阐述了混响声场中的单双层 墙隔声计算理论与方法等。 近年来，随着科学技术的进步及计算机技术在建筑隔声 研究中的充分应用，隔声仿真设计方面的研究进展较大。过 去的低频响应与模拟分析技术已被当前计算机有限元及中高 频等分析手段所取代，当前计算机仿真模拟技术、有限差分法、 人工神经网络及遗传算法等已经广泛应用于建筑墙板、楼板 等建筑构件的声辐射、结构振动与响应、室内外声场模拟预测、 噪声源探寻、建筑物隔声效果预测设计等方面 [1]。 2 建筑吸声与声反射研究 2.1  ?k?P 建筑吸声方面的进展主要是各种新型吸声材料的应用。 槽木吸声板（也称条孔板、条形板）是常用的一种吸声材料， 其在厚度为 10~20 mm的木板表面凿开若干等距的槽、条，并 在槽背后等距离开圆孔，在板后留下空腔，从而形成多个亥 姆霍兹共振器。调整槽条的距离或改变圆孔直径及空腔的容 积，即可调整频带而改变吸声效果。 根据建筑需要，槽木吸声板可采用环保、防霉防潮以及 达到B1安全防火等级的各种基材材料，通过计算机控制的 全自动生产设备进行槽木吸声板标准模块设计的规模化生产， 插槽、龙骨结构均为统一规格，安装便捷。 2.2 ??;r? 建筑材料的反射表面越无起伏规律则越有利于声音的扩 散反射，为了寻找既无起伏规律又便于工业化生产的声扩散 构件材料，建筑声学转件进行了大量研究。 20世纪 70年代德 国 Schroeder 教授利用数论方法确定构件反射表面的起伏性状， 研究出“数学扩散构件”，并利用数论中的二次剩余序列理论 与声扩散的结合理论 [2]，研发出扩散效果良好的扩散反射结构， 当声波到达该结构表面时，会取得不同方向声压级大致相同 的扩散效果，该扩散结构即二次剩余扩散构件。一维的二次 剩余扩散构件由一组等宽而不等深的槽组成，其横截面结构 详如图1所示。 NW w 图1 一维的二次剩余扩散结构（ N=7）的横截面示意 利用二次剩余序列不同数值之间的比例关系确定构件槽 的深浅，槽的深度则根据从槽底反射声波的相位是否出现显 著变化加以确定，槽深见式（1）： d m=smсo/2Nfmin （1） 式中 ： dm为槽深（m）； sm为二次剩余序列中的任意数 ； с0为声音在空气中的传播速度（ m/s）； N为所选择的质数 ； fmin 为所要求的声音扩散频率的最小值（Hz）。 在设计槽宽时，必须使声音在所希望扩散的频率范围内 仅以平面波形式进行传递，见式（2）： w =сo/2fmax （2） 式中 ： w为槽宽（m）； fmax 为所要求的声音扩散频率的最 大值（Hz）。槽宽的最佳取值应为 5~10 cm，如果过窄则会增 大槽内表面积，不利于声音的吸收，如果过宽则会出现声音 的反射与回声。 二次剩余扩散构件能实现声能在各个方面均匀扩散与反 射，频程能够达到好几倍，声扩散效果较为理想，其比槽木 吸声板凸面造型与平面结构更加多变，为建筑装修设计师提 供了更多选择，在音乐厅、剧院、录音室、演播厅等场所得 到广泛应用。 3 建筑通风空调系统风口噪声研究 3.1 ?8? ????% 在建筑物安装通风空调系统可创造包括声环境在内的舒 适的室内环境，须将空调系统噪声可控制在允许范围。控制 空调系统噪声主要包括以下技术 ：采用低噪声通风空调设备 从源头上控制噪声 ；在管路上安装包括消声器、消声弯头等 的消声元件，合理设计风速、控制气流，降低管路中的风机 噪声 ；运用隔振措施减弱空调系统工作时设备振动在建筑物 固体结构中的传递，降低噪声。 3.2 ???? 空调系统的末端元件产生的噪声主要有两种类型 ：风口 以上的通风空调系统产生的包括风机噪声和气流噪声在内的 噪声类型，这类噪声进入风机前即按噪声标准要求进行合理 ［摘 要］ ;?A??]?y?n ?: ， 午 儿 。 借 、 （ ） 、 天 凹 凹 址 。 ［关键词］ ?]?0； ； ［中图分类号］ TU 112bbbbb ［文献标志码］ Bbbbbb ［文章编号］ 1001–523X（2017）12–0093–02 Research on Architectural Acoustics and Sound Insulation Shen Wei ［Abstract ］With the continuous improvement of architectural standards，the demand for high-performance building materials and building structures has brought unprecedented opportunities and challenges to architectural acoustics.This paper discusses the research progress of building noise technology，building sound absorption and acoustic reflection （diffusion）technology，building ventilation and air conditio