纤维板与玻璃棉复合板材的透射损失

         播雨   博播   

1 前言

   在噪声控制工程中，常常需要计算隔声结构的隔声损失或透射损失。对于单一材料或两种材料复合的透射损失我公司已经推导出计算方法。

 2 声波通过多层介质传输的透射系数推导

    平面声波经过三种均匀和各向同性介质中沿x方向的传输，其模型如图1所示。经过复杂推导得出计算声波透射系数函数：

                       a_t=f(Rconkl,Rsinkl)       （1）

K是波数，K=ω/c，c为声波速度，m/s。L₁、L₂分别表示介质1和介质2 的厚度。R是声特性阻抗，R=ρc，ρc分别为介质密度与声波传输速度。

3 纤维板与玻璃棉复合板材的透射损失计算

3.1 理论计算

 假定一列平面波由空气透过一定厚度的玻璃棉，再透过纤维板板材，然后投射到空气中，计算透射系数及透射损失。

   玻璃丝棉的密度为40 kg/m³，纤维板的密度为880 kg/m³，空气密度取为1.21kg/m³，玻璃丝棉厚度取50 mm，80mm，纤维板板厚度取5 mm。代入（1）式，计算透射系数，然后通过TL=10 log（1/τ）计算透射损失，计算结果，如图2所示。

    由图2可以看到，中心频率增加一倍，透射损失提高6 dB/倍频程，随着纤维板厚度增大，也提高6 dB。对于玻璃丝棉50mm，当频率超过2000Hz时，出现低谷现象，透射损失下降，这主要是出现通过频率，使透射损失下降或为共振现象。

  3.2 与实测值比较

实测值查阅“常用墙板隔声量图表”（1987年版《建筑声学设计手册》）和1994年版《建筑设计资料集》，查阅得到5mm双面纤维板，中间夹80或65mm玻璃棉的透射损失如图3所示。

中间夹80或65mm玻璃棉的面密度分别为13.3和12.6  kg/m².。由图可以看出实测值大约理论计算值。在高频误差加大。                     

4 钢板其它板夹超细棉结构的透射损失

   实测值查阅《常用墙板隔声量图表》，建筑声学设计手册，1987年版。绘图得出图1所示曲线，其中有1mm钢板,5mm纤维板中间夹100厚超细棉，面密度 16.6kg/m²；

1.0mm钢板,5mm三合板中间夹100厚超细棉，面密度 15.9 kg/m²；

1.0mm钢板,5mm三合板中间夹80厚超细棉，面密度13.8kg/m²；

1.0mm钢板,5mm纤维板中间夹80厚超细棉，面密度16.3 kg/m²；

由图可以看出，实测值在中频段差距不大，在低频和高频有差别，并且互见高低。     

5 结论

   通过对声波传输模型的理论推导，可知透射系数与介质的特性阻抗，频率和材料厚度等因素有关；透射系数为三角函数关系，存在通过频率使透射系数增大（透射损失下降）；在实际工程应用中应调节各参数，避开通过频率增加透射损失。