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房间的隔音原理

    如何准确高效地对房间进行隔音处理,首先我们得初步了解建筑隔音基本原理及结构。只有了解了基本原理,我们才能更科学地去思考我们的建筑隔音问题。
    简而言之,我们需要阻止声波的振动从建筑构件(如墙体、天花)的一侧传向另一侧。下面,我们以砖墙的隔音加强来解决隔音问题为例说明之。如下图,是较为常见及普通的墙体隔音处理结构。

 

    红色箭头表示的是声音如何通过固体传声传导到B侧。墙体刚性连接到龙骨,龙骨又刚性连接到墙板,声波振动便直接传播过来。
    蓝色波纹表示的是空气声传播。穿透过来的声波,以及墙体的来回振动在空腔内产生的声波,会相应地激励墙板振动并再次产生噪音,从而向B侧释放。这样的结构就构成了类似音响立体声播放器的结构,释放着记录的声音。
    接下来,我们探讨下,一个好的隔音房间所需要的四个基本原理。

 

1. 减少声桥
    第一个原理就是减少声桥,记住声音只不过是一种震动。如果存在一个较好的固体直接路径,那么震动能量非常容易地传播过去。这一原理就像我们小时候玩的“土电话”一样,连在较远距离的两个杯子之间的绳子就起到了一种很好的声桥作用,如果我们剪断绳子,即切断声音传播路径,那么声音震动也就停止了。
    同样,为了隔音,我们希望更少的声音震动能量从建筑构件的一侧传播到其它地方。因此,减少建筑墙体(或天花)的构架连接是非常有益的,并且是简单、低成本、较有效的方式,如下图中龙骨与墙体之间的间隙。

 

    我们可以发现减少声桥限制了震动通过墙体向龙骨的传递,剩下的就是空气声传播(如蓝色波纹表示)。需要注意的是,减少声桥对空气声传播没有影响。因此,减少建筑构件的声桥可以减少很多震动能量的传递,但是,问题还远没有解决,我们需要继续考虑其它的要素以减少更多噪音。


2. 吸声处理
    龙骨内部的空腔会由于声波振动而产生回声及共鸣。当墙体由于声音而产生震动时,墙体空腔内的空气也会产生震动,像鼓一样,进而使噪音震动能量从建筑构件的一侧传向另一侧。

 

    如上所述,即使减少了声桥,震动的空腔仍然会传递相当一部分声音,加装吸音棉后,吸音棉会吸收并消耗掉一部分噪音,如图所示。
    情况允许的话,可以安装一些吸音棉,会起到一点帮助。但是噪音的减小比其它三种基本原理的作用都要小。我们可以选择的吸音棉有:聚酯纤维棉、矿棉、羊毛毡、再生棉等等,关键是保持低密度,不要压紧或打包。
    在减少声桥和加装吸音棉处理后,噪音会得到适当的控制,但是,对于较高声音的情况下,这些还是不够的。

 

3. 增加面密度
    这是一个重要的理论,也是较为常用的。我们可以简单地认为是尽可能地增加墙体的重量。常见的低成本高密度的材料有水泥板、石膏墙板、胶合板等。实际上,当声音穿透一面墙时,声波会使得墙体产生非常微弱的移动或振动,当然一面重的墙体比轻的墙体更难移动。石膏板是一种提高密度的低成本材料,简单常见的,通过增加其层数来提高墙体密度。需要注意的是,即使一面很重的墙也会产生振动,只是不是那么容易,这一点非常重要。理论上,墙体面密度每提高一倍,墙体的隔音等级仅增加6分贝。因此,对于较高隔音等级的需求,此理论的应用是有效的,但不是高效的,毕竟面密度的成倍增加并不是一件容易的事情。

 

    需要注意,增加墙体(构件)质量,声波较难引起墙体移动(振动),但是,还是很容易听见低频的声音。

 

4 . 阻尼隔音
    阻尼隔音板是一种新的隔音技术原理,如贝卫阻尼隔声胶黏剂。阻尼隔音技术有别于其它三种基本理论,见下图,是一种由贝卫阻尼隔声胶构成的多层复合结构,中间为一种高分子粘弹阻尼材料的贝卫阻尼隔声胶黏剂层。当声波振动激励到此板材时,板材中间的阻尼层自身内部会产生内摩擦,并且阻尼层与两侧的刚性板材之间也产生摩擦。摩擦将振动能转化成热能,人们听不见热能,从而吸收并消耗声波振动能,阻隔振动能向墙体另外一侧的释放,立即起到高效的隔音作用。另外,在声波向另外一侧传播的过程中,也成为一层软接触层,有助于减少声桥的形成。

 

    在追求高隔音需求的情况下,相对其它三种基本原理,阻尼隔音板技术要轻松很多,很容易提高构件的隔音等级,并且十分高效。高效率体现在无需大量提高墙体重量,节省了大量原材料,大量节省了隔音处理所需要的空间,并且减少了安装所需要耗费的工期,消除了前三种基本原理存在的工程失败率。

 

总结
    所有这些基本理论起到截然不同的作用,根据隔音目标,实际情况,如成本、空间、工期等,来综合考虑这些基本理论的选择及应用。对于高隔音工程需求,所有基本理论的应用会产生较好的结果。

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