建筑玻璃隔声性能及检测方法研究

论文摘要

日益严重的噪声问题引发了人们对居住环境的隔声要求。玻璃一直是建筑隔声的薄弱环节,对建筑玻璃隔声性能进行系统评价,并寻求新的隔声测量手段将有利于隔声玻璃的应用与开发。在有限元分析基础上,采用了驻波管法对小样品玻璃进行隔声量测量。实验结果显示单片玻璃厚度加倍,隔声量约增加6.1dB,与质量定律预测值相符,显示了驻波管法的可行性。同时,对夹层玻璃的测量验证了胶片对玻璃隔声量的提高仅限于共振和吻合频率处。另外,在驻波管法基础上尝试了驻波管大板法,指出两种方法测量差异主要体现在共振频率附近。对弹性模量较低的材料,共振频率低,两种方法在大部分频段结果相似,可用驻波管大板法代替驻波管法。利用锁相放大器的抗噪能力,以其为核心建立了一套隔声测量装置,使隔声测量在普通实验室得以实现,减小了隔声测量成本。单片玻璃的测量结果与隔声室结果相近。同时将锁相放大器与驻波管互补使用,扩展了驻波管法对高隔声材料的测量。结合测量结果和SEA分析方法,重点对真空玻璃隔声机理进行了研究。计算表明,真空玻璃隔声量随真空度增加而增加并趋于一极限值,这一极限值由支柱和边部声桥决定,即真空玻璃的隔声量是真空层与声桥共同作用的结果。只有当真空层传声占主导时,才能通过改变真空度提高隔声量,否则真空度的改变将对隔声量影响不大。现有真空玻璃测试结果显示,真空度的提高并未提高隔声量,也就是声桥传声已占据了主导地位,这一结果验证了悉尼大学研究组的最初结论。同时利用SEA分析指出,真空玻璃的小空腔使得质量-空气-质量共振频率上移,从而大大提高了真空玻璃低频隔声性能,达到较高隔声级别,而这才是真空玻璃隔声量高的主要原因。对真空玻璃测量时还发现,真空玻璃较非真空玻璃会多出一些隔声低谷,低谷对应频率会随着真空度的变化而变化,并判定这些低谷频率是玻璃在支柱作用下的共振频率,真空度的变化通过支柱反映于玻璃。支柱和真空度共同影响着隔声低谷频率。在测量基础上结合文献数据,对隔声玻璃隔声性能作了全面总结,并将噪声源按强度与频谱进行了细致分类,方便了隔声玻璃的针对性使用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 隔声玻璃的研究意义
• 1.2 常见建筑用隔声玻璃
• 1.3 板隔声规律及其研究发展状况
• 1.3.1 单层板隔声规律
• 1.3.2 双层板隔声规律
• 1.3.3 其他板隔声规律
• 1.4 隔声性能测量方法介绍
• 1.4.1 隔声室法
• 1.4.2 驻波管法
• 1.4.3 其他方法
• 1.5 本文主要工作
• 第2章 隔声量计算方法
• 2.1 隔声量计算方法介绍
• 2.2 有限元法
• 2.2.1 固定条件对隔声曲线的影响
• 2.2.2 厚度对隔声曲线的影响
• 2.2.3 驻波管大板测量法
• 2.3 统计能量法
• 2.3.1 统计能量法（SEA）理论
• 2.3.2 SEA 计算结果
• 2.4 转移矩阵法
• 2.5 本章小结
• 第3章 驻波管法测量隔声量
• 3.1 驻波管理论基础
• 3.2 实验方法
• 3.2.1 实验设备
• 3.2.2 实验样品
• 3.3 驻波管法测量结果
• 3.3.1 单片玻璃的隔声曲线
• 3.3.2 夹层玻璃的隔声曲线
• 3.4 驻波管大板测量法
• 3.5 本章小结
• 第4章 锁相放大器隔声测量的研究
• 4.1 锁相放大器简介
• 4.2 实验原理及方法
• 4.3 实验结果
• 4.4 锁相放大器与驻波管组合测量
• 4.5 本章小结
• 第5章 真空玻璃
• 5.1 真空玻璃介绍
• 5.2 真空玻璃隔声量理论计算
• 5.3 真空玻璃实际隔声性能
• 5.3.1 真空玻璃测量结果
• 5.3.2 理论与实验差异的解释
• 5.4 中间层间距的作用
• 5.5 隔声低谷解释
• 5.6 抽气过程中的隔声性能
• 5.7 热桥与声桥
• 5.8 本章小结
• 第6章 噪声源分析与隔声玻璃的应用
• 6.1 噪声污染情况
• 6.2 主要噪声源分类
• 6.3 玻璃的隔声性能
• 6.3.1 单层玻璃
• 6.3.2 中空玻璃
• 6.3.3 真空玻璃
• 6.3.4 夹层玻璃
• 6.3.5 双层玻璃
• 6.4 复合隔声窗的隔声性能
• 6.5 玻璃隔声方案
• 6.5.1 高频噪声
• 6.5.2 中频噪声
• 6.5.3 低频噪声
• 6.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢