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1、计算概要
、计算内容:
1)满足现行标准《居住建筑节能65%(绿色建筑)设计标准)》(DBJ50-071-2020),条文要求如下:
,声环境质量应符合下列规定:
2主要功能房间的外墙、隔墙、楼板和门窗的隔声性能应满足现行国家标准《民用建筑隔声设计规范》GB50118中的低限要求;
《环境影响评价技术导则声环境》(~2009)
《建筑声学设计》
《建筑声学设计手册》
《建筑隔声设计——空气声隔声技术》
《建筑物理环境与设计》
《民用建筑热工设计规范》GB50176-93
《民用建筑隔声设计规范》GB50118-2010
《绿色建筑评价标准》(GB/T50378-2019)
、分析目的:
具体要求如下表:
声音在房屋建筑中的传播,有许多不同的途径,如通过墙壁、门窗、楼板、基础及各种设备管道等。声的传播途径大致可归纳为两大类:通过空气的传声和通过建筑结构的固体传声。在建筑声学中,把凡是通过空气传播而来的声音称为空气声,例如汽车声、飞机声等;把凡是通过建筑结构传播的由机械振动和物体撞击等引起的声音,称为固体声,如脚步声、撞击声等。建筑构件隔绝的若是空气声,则称为空气声隔绝;若隔绝的是固体声,则称为固体声隔绝。
在工程上,常用隔声量及来表示构件对空气声的隔绝能力,它与构件透射系数有如下关系:
t
为构件的透射系数。t
可以看出,构件的透射系数越大,则隔声量越小,隔声性能越差;反之,透射系数越小,则隔声量越大,隔声性能越好。
隔声构件按照不同的结构形式,有不同的隔声特性。对于隔墙(分户墙)设计上的措施,理论上采用高声阻、刚性、匀质密实的围护结构,如砖、混凝土等,其质量越大则振动越小,惰性抗力越大,使传声减小到最低程度,因而,密实而重质的材料隔声性能较好。
单层匀质密实墙的隔声性能和入射声波的频率有关,还取决于墙本身的面密度、劲度、材料的内阻尼,以及墙的边界条件等因素。典型的单层匀质密实墙的隔声频率特性曲线如图1所示。
图1单层匀质墙典型隔声频率特性曲线
从图1中可知,在不同频率时(低频、中频、高频),影响隔声性能的劲度、阻尼、质量控制现象。在很低的频率时,劲度起主要控制作用。隔声量虽
频率的降低而增大。随着频率的增高,质量效应增大,在某些频率处,可能出现劲度和质量效应相抵消而产生的构件共振现象。
现在的节能建筑一般采取多层复合墙板达到节能保温的效果,这同时也可以增加墙体的隔声性能。多层复合板的设计要点如下:
(1)多层复合板一般3-5层,在构造合理的条件下,相邻层间的材料尽量做成软硬结合形式。
(2)提高薄板的阻尼有助于改善隔声量。如在薄钢板上粘贴超过板厚三倍左右的沥青玻璃纤维或麻丝之类材料时,对消弱共振频率和吻合效应有显著作用。
(3)多孔材料本身的隔声能力差,但当这些材料和坚实材料组成多层复合板时,在它的表面抹一层不透气的粉刷层或粘一层轻薄的材料时,则可提高它的隔声性能。如5mm厚的木丝板仅有的18分贝左右的隔声量,单面粉刷后,隔声量提高到24分贝左右,双面粉刷后隔声量可提高到30分贝左可。下图是几种隔声结构隔声性能的实测结果。
图2改善多孔材料的隔声特性实例
如果把墙看成是无劲度、无阻尼的柔顺质量、且忽略墙的边界条件,则在声波垂直人射时,可从理论上得到墙的隔声量的计算式:
rp
式中---------墙单位面积的质量,或称面密度,kg/m2m
-------空气密度,kg/m2。r
---------空气中的声速,一般取344m/s;c
---------入射声波的频率,Hz。f
一般情况下,>,即>1,上式便可简化为:rp
如果声波并非垂直入射,而是无规入射时,则墙的隔声量为:
上面两个式子证明,墙的单位面积质量越大,则隔声效果越好,单位面积质量每增加一倍,隔声量可增加6dB。这一规律称为“质量定律”。从上式还可以看出,入射声波的频率每增加一倍,隔声量也可以增加6dB。图3表示了质量定律
直线。
图3由质量控制的柔性板的隔声量
由于本式是建立在理论上的许多假定条件下导出的,计算值普遍比实测大,并不符合现场实际情况,所以一般隔声设计中采用经验公式进行隔声量计算。
所有经验公式隔声量计算值,普遍小于理论公式计算值,并不同程度地接近现场实际情况,接近实测,所以经验公式比理论公式有实用价值。
经验公式都是加进了实践的因素,即包括实验室测定、现场测定、主观评估、判断等研究成果,它比理论公式接近实际,已不再是完全符合质量定律中的假定条件。但这些经验公式的基本变量还是质量m,质量大小控制隔声量,所以这类公式还是以质量定律为基本理论的隔声量经验计算式,是理论上的质量定律向实践的延伸。
《建筑隔声设计——空气声隔声技术》书中,推荐我们使用影响我国声学界的艾尔杰里的两个经验公式,这两个经验公式是建筑师进行隔声设计的重要依据:
(m≥200kg/m2)
(m≤200kg/m2)
屋面类型(由上到下):
第1层:碎石,卵石混凝土1()
第2层:难燃型挤塑聚苯板()
第3层:水泥砂浆()
第4层:页岩陶粒混凝土1500()
第5层:钢筋混凝土()
外墙类型(由外至内):
第1层:水泥砂浆()
第2层:岩棉板(垂直纤维)()
第3层:水泥砂浆()
第4层:厚壁型烧结页岩空心砌块(外壁厚≥25mm,孔排数≥7排,孔洞率≥45%)砌体()
第5层:水泥砂浆()
楼板(含分户楼板)类型:
第1层:碎石、卵石混凝土2300()
第2层:难燃型改性聚乙烯()
第3层:钢筋混凝土()
架空楼板类型:
第1层:碎石、卵石混凝土2300()
第2层:钢筋混凝土()
第3层:岩棉板(垂直纤维)()
第4层:水泥砂浆()
分户墙类型:
第1层:水泥砂浆()
第2层:普通烧结页岩空心砖砌体()
第3层:水泥砂浆()
外窗类型:
构造:隔热铝合金型材Kf=[W/()](窗框窗洞面积比20%)(6高透光Low-E+12A+6透明)
通往封闭空间户门类型:
木(塑料)框单层实体门,/(m2·K)
根据《建筑隔声设计——空气声隔声技术》书中,推荐我们使用影响我国声学界的艾尔杰里的两个经验公式,根据该经验公式进行计算分析。
住宅外墙类型
水泥砂浆
蒸压加气混凝土砌块
水泥砂浆
厚度(mm)
20
200
20
材料密度(kg/m3)
1800
600
1800
注:材料密度来自于《民用建筑热工设计规范》(GB50176-93)
参照《蒸压加气混凝土砌块、板材构造》-13J104常用墙体的隔声性能表,。
从上式可知,,默认外墙该构造的粉红噪声频谱修正量Ctr值为-2dB。因此,默认外墙的空气声隔声单值评价量+粉红噪声频谱修正量Rw+。
外墙空气声隔声性能达标情况汇总表
外墙
空气声隔声单值评价量+交通噪声频谱修正量Rw+Ctr
低限要求
达标情况
外墙
≥45
达到低限要求
分户墙类型
水泥砂浆
蒸压加气混凝土砌块
水泥砂浆
厚度(mm)
20
200
20
材料密度(kg/m3)
1800
600
1800
参照《蒸压加气混凝土砌块、板材构造》-13J104常用墙体的隔声性能表,。
从上式可知,,默认内墙该构造的粉红噪声频谱修正量Ctr值为0dB。因此,默认内墙的空气声隔声单值评价量+粉红噪声频谱修正量Rw+。
隔墙空气声隔声性能达标情况汇总表
隔墙
空气声隔声单值评价量+粉红噪声频谱修正量Rw+C
低限要求
达标情况
默认内墙
>45
达到低限要求
分户墙类型
预拌全轻混凝土1151~1250
钢筋混凝土
厚度(mm)
45
100
材料密度(kg/m3)
1250
2500
注:材料密度来自于《民用建筑热工设计规范》(GB50176-93)