住宅建筑中對(duì)角房間的聲傳遞預(yù)測(cè)*

黃險(xiǎn)峰 楊宗筱

(廣西大學(xué) 土木建筑工程學(xué)院∥廣西防災(zāi)減災(zāi)與工程安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室∥工程防災(zāi)與結(jié)構(gòu)安全教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 廣西 南寧 530004)

由于住宅建筑中對(duì)角房間無(wú)公共隔墻，其聲傳遞路徑均為要通過(guò)樓板和墻體構(gòu)件的側(cè)向傳聲.目前許多高層住宅建筑為框架剪力墻結(jié)構(gòu)，且對(duì)房間的隔聲性能要求較高，上下樓層之間的側(cè)旁構(gòu)件(梁、柱、外墻)與隔墻(或樓板)之間的聲耦合較強(qiáng)，在此情形下，住宅建筑中對(duì)角房間的側(cè)向傳聲是不可忽略的，甚至在一定情況下或相應(yīng)頻率范圍內(nèi)，這些側(cè)向路徑可能成為主要傳聲路徑.厘清對(duì)角房間的聲傳遞規(guī)律對(duì)于預(yù)測(cè)住宅建筑中的隔聲、沿建筑中各類(lèi)構(gòu)件的長(zhǎng)距離聲傳遞乃至評(píng)價(jià)整幢建筑的聲環(huán)境都具有重要意義.

住宅建筑對(duì)角房間的聲傳遞屬于建筑中的側(cè)向傳聲問(wèn)題，需要考慮其中的多路徑傳聲過(guò)程和建筑節(jié)點(diǎn)的聲耦合機(jī)理，由此確定主要傳聲路徑.Gerretsen[1- 3]應(yīng)用包含一階側(cè)向路徑傳聲的隔聲模型對(duì)相鄰房間的隔聲進(jìn)行預(yù)測(cè)和比較后，認(rèn)為在建筑隔聲計(jì)算時(shí)不能忽略側(cè)向傳聲的影響.隨后Pedersen[4]和Metzen[5]將Gerretsen隔聲模型修正后，應(yīng)用于輕質(zhì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)建筑的隔聲預(yù)測(cè).在此基礎(chǔ)上，2000年歐洲制訂了EN 12354-1規(guī)范，將側(cè)向傳聲對(duì)房間隔聲性能的影響列入房間隔聲量的預(yù)測(cè)之中[6].2004年此規(guī)范被ISO采用，成為ISO 15712標(biāo)準(zhǔn).為了比較各類(lèi)隔聲預(yù)測(cè)模型的特點(diǎn)，Galbrun[7]將應(yīng)用規(guī)范EN 12354的隔聲量計(jì)算值、考慮側(cè)向傳聲的統(tǒng)計(jì)能量分析(SEA)模型的隔聲預(yù)測(cè)值和實(shí)驗(yàn)測(cè)量值進(jìn)行對(duì)比分析后發(fā)現(xiàn)，這三者的結(jié)果吻合較好，說(shuō)明SEA適用于對(duì)建筑側(cè)向傳聲的有效預(yù)測(cè).在充分考慮不同建筑節(jié)點(diǎn)和墻體構(gòu)造細(xì)節(jié)后，Sp?h等[8]應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)EN 12354-1模型預(yù)測(cè)輕質(zhì)墻體結(jié)構(gòu)房間的側(cè)向傳聲，提出采用各路徑上的計(jì)權(quán)側(cè)向聲壓級(jí)差來(lái)評(píng)價(jià)側(cè)向傳聲，以簡(jiǎn)化建筑側(cè)向傳聲的評(píng)價(jià)方法.為了改善低模態(tài)情況下相互耦合的重質(zhì)墻(樓)板之間傳聲的預(yù)測(cè)能力，Hopkins[9- 11]同時(shí)采用SEA和有限元法(FEM)預(yù)測(cè)由重質(zhì)墻(樓)板所組成的建筑節(jié)點(diǎn)的聲傳遞特性以及帶有窗戶側(cè)墻的側(cè)向傳聲，并用隔聲實(shí)驗(yàn)證實(shí)了其有效性.現(xiàn)行的歐洲以及國(guó)際隔聲規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)假設(shè)振動(dòng)衰減指數(shù)與頻率無(wú)關(guān)，而波動(dòng)理論計(jì)算顯示，當(dāng)在節(jié)點(diǎn)處產(chǎn)生平面波時(shí)，上述假設(shè)不成立[12- 13].Hopkins等[14]為了更準(zhǔn)確預(yù)測(cè)建筑的空氣聲隔聲和撞擊聲隔聲量，應(yīng)用FEM、譜有限元(SFEM)和波動(dòng)理論分析、預(yù)測(cè)非勻質(zhì)建筑節(jié)點(diǎn)在整個(gè)頻率范圍的振動(dòng)衰減指數(shù).

在混凝土或磚石等重質(zhì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的住宅建筑中，其隔聲通常會(huì)受到包括對(duì)角房間聲傳遞在內(nèi)的側(cè)向傳聲的影響，而目前關(guān)于建筑側(cè)向傳聲的研究主要集中在同一樓層相鄰房間之間的聲傳遞方面，對(duì)上下樓層的對(duì)角房間聲傳遞研究尚較少.王季卿[15]提出：對(duì)角房間之間雖無(wú)公共隔墻，但由于對(duì)角房間的側(cè)向傳聲，仍有不低的撞擊聲級(jí)，可根據(jù)各個(gè)節(jié)點(diǎn)的聲耦合來(lái)估算對(duì)角房間之間總體上的實(shí)際隔聲效果，這也說(shuō)明了確定構(gòu)件之間節(jié)點(diǎn)的聲耦合為預(yù)測(cè)聲傳遞的關(guān)鍵所在.楊宗筱[16]探討了對(duì)角房間的側(cè)向傳聲規(guī)律，其中建筑節(jié)點(diǎn)聲耦合和二階側(cè)向傳聲對(duì)隔聲的影響等問(wèn)題仍有待進(jìn)一步分析.由于對(duì)角房間中各階傳聲路徑均通過(guò)若干建筑節(jié)點(diǎn)，因此，減弱傳聲路徑上建筑節(jié)點(diǎn)的聲耦合可有效抑制側(cè)向傳聲.節(jié)點(diǎn)的聲耦合取決于組成節(jié)點(diǎn)構(gòu)件的材料選擇與構(gòu)造措施，可在節(jié)點(diǎn)處通過(guò)采取構(gòu)造優(yōu)化和彈性隔絕等措施以有效降低聲耦合.目前有關(guān)對(duì)角房間隔聲的實(shí)測(cè)，無(wú)論是聲壓法還是聲強(qiáng)法，僅得到總的隔聲效果，尚不能厘清每條傳聲路徑的聲傳遞狀況及其對(duì)總傳聲效果的貢獻(xiàn)，亦不能分清每個(gè)側(cè)向結(jié)構(gòu)在傳聲方面所起的作用，故難以采取有針對(duì)性的措施來(lái)改善建筑的隔聲性能.因此，有必要通過(guò)相應(yīng)的理論預(yù)測(cè)模型來(lái)研究對(duì)角房間中每條傳聲路徑上的聲傳遞規(guī)律.另一方面，由于國(guó)際上現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)EN 12354-1模型僅考慮一階側(cè)向傳聲路徑上的聲傳遞，其預(yù)測(cè)結(jié)果平均偏高至少5 dB[7,17]，基于這種情況，為了更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)對(duì)角房間的聲傳遞，文中提出住宅建筑中的對(duì)角房間聲傳遞預(yù)測(cè)方法，在同時(shí)考慮一階和二階側(cè)向路徑上聲傳遞的基礎(chǔ)上，建立對(duì)角房間的SEA聲傳遞預(yù)測(cè)模型，通過(guò)計(jì)算一階和二階側(cè)向路徑上的聲傳遞損失(聲壓級(jí)差)，掌握其聲傳遞規(guī)律，確定對(duì)角房間中的主要傳聲路徑，進(jìn)而預(yù)測(cè)對(duì)角房間的總隔聲效果.這樣不僅可提高隔聲預(yù)測(cè)精度，還可針對(duì)其各條路徑上的聲傳遞規(guī)律提出改善住宅中對(duì)角房間隔聲性能的措施方法，指導(dǎo)住宅建筑的隔聲設(shè)計(jì).

1 對(duì)角房間的聲傳遞模型

將圖1所示的對(duì)角房間1和3(或房間2和4)分別作為發(fā)聲室和受聲室進(jìn)行聲傳遞預(yù)測(cè).

根據(jù)統(tǒng)計(jì)能量分析的原理，將如圖1和2所示的住宅中的房間、墻體、樓板等劃分為16個(gè)子系統(tǒng)(Subsystem).子系統(tǒng)1、2、3和4均為房間，子系統(tǒng)5和7為樓板，子系統(tǒng)6和8為隔墻，子系統(tǒng)9和10為房間1的側(cè)墻，子系統(tǒng)11和12為房間2的側(cè)墻，子系統(tǒng)13和14為房間3的側(cè)墻，子系統(tǒng)15和16為房間4的側(cè)墻.

圖1 對(duì)角房間SEA子系統(tǒng)Fig.1 Subsystems of the Diagonal rooms

圖2 對(duì)角房間的SEA模型Fig.2 SEA model of diagonal rooms

建立相應(yīng)的SEA模型(見(jiàn)圖2)，由于僅考慮房間1和3之間的傳聲及對(duì)稱(chēng)性關(guān)系，故在SEA模型中未標(biāo)出子系統(tǒng)2、4、12、15.

在此模型中，對(duì)角房間的SEA模型的能量平衡方程矩陣為[18]

(1)

式中:Wi為各子系統(tǒng)的聲功率,W;Ei為各子系統(tǒng)的聲能,J;ηi為各子系統(tǒng)的總損耗系數(shù);ηij為子系統(tǒng)之間的耦合損耗系數(shù);ω為圓頻率,s-1.求解此方程組，即可獲得在各子系統(tǒng)上的聲能分布狀況，可得[7,18 ]

(2)

通過(guò)求解此方程，可獲得在各子系統(tǒng)上的聲能分布狀況,則任一路徑1-2-3-…-n的聲壓級(jí)差[18- 19]

(3)

2 對(duì)角房間的傳聲路徑

2.1 一階側(cè)向路徑

只通過(guò)一個(gè)節(jié)點(diǎn)的側(cè)向路徑的傳聲為一階側(cè)向傳聲.為了簡(jiǎn)化起見(jiàn)，假設(shè)對(duì)角房間的側(cè)墻材料一致、樓板材料一致、隔墻材料一致.對(duì)角房間1和3之間的一階側(cè)向傳聲路徑共有4條，分別為：

路徑1-5-7-3——房間1-樓板5-樓板7-房間3；

路徑1-5-8-3——房間1-樓板5-隔墻8-房間3；

路徑1-6-8-3——房間1-隔墻6-隔墻8-房間3；

路徑1-6-7-3——房間1-隔墻6-樓板7-房間3.

傳聲路徑皆通過(guò)一個(gè)由隔墻和樓板組成的十字型節(jié)點(diǎn).由于樓板和墻板、樓板和樓板、墻板和墻板之間的連接均為固結(jié)，其聲傳遞均為吻合傳遞，故這4條一階側(cè)向路徑1-5-7-3、1-5-8-3、1-6-7-3和1-6-8-3上的聲壓級(jí)差均可表示為

(4)

(5)

2.2 二階側(cè)向路徑

圖2所示的對(duì)角房間SEA模型的二階側(cè)向路徑共有32條.當(dāng)聲波在對(duì)角房間中各子系統(tǒng)之間傳遞時(shí)，如果其傳遞路徑通過(guò)的板(墻板、樓板)材料參數(shù)、幾何尺寸和節(jié)點(diǎn)類(lèi)型一致，那么，考慮其對(duì)稱(chēng)關(guān)系，則32條側(cè)向傳聲路徑的計(jì)算可以簡(jiǎn)化為16條側(cè)向傳聲路徑.這16條二階側(cè)向路徑根據(jù)所通過(guò)的建筑節(jié)點(diǎn)可分為兩類(lèi)：第1類(lèi)是通過(guò)1個(gè)十字型點(diǎn)和1個(gè)T型節(jié)點(diǎn)的二階側(cè)向路徑，共8條，分別為路徑1-5-7-13-3、1-10-5-7-3、1-5-8-13-3、1-10-5-8-3、1-6-8-13-3、1-10-6-8-3、1-6-7-13-3和1-10-6-7-3；第2類(lèi)是通過(guò)兩個(gè)T型節(jié)點(diǎn)的二階側(cè)向路徑，共8條，分別為1-5-16-14-3、1-10-12-7-3、1-5-16-8-3、1-10-16-14-3、1-6-12-14-3、1-10-16-8-3、1-6-12-7-3和1-10-12-14-3.每條二階側(cè)向傳聲路徑均通過(guò)5個(gè)子系統(tǒng)，其中子系統(tǒng)1和3分別為聲源室和受聲室，其他3個(gè)子系統(tǒng)均為構(gòu)件，構(gòu)件之間的連接均為固結(jié)，其聲傳遞均為吻合傳遞.經(jīng)過(guò)1個(gè)十字型(或T型)節(jié)點(diǎn)和1個(gè)T型節(jié)點(diǎn)的二階側(cè)向路徑上的聲壓級(jí)差可表示為

(6)

式中，D1-i-j-k-3為二階側(cè)向傳聲路徑的聲壓級(jí)差，i代表發(fā)聲室的樓板(子系統(tǒng)5)、側(cè)墻(子系統(tǒng)9和10)和隔墻(子系統(tǒng)6)，j代表房間2和4的側(cè)墻(子系統(tǒng)12和16)、隔墻(子系統(tǒng)6和8)和樓板(子系統(tǒng)5和7)，k代表受聲室的天花板(子系統(tǒng)7)、側(cè)墻(子系統(tǒng)13和14)和隔墻(子系統(tǒng)8).

(7)

式中，

(8)

2.3 對(duì)角房間的總聲壓級(jí)差

對(duì)角房間的總聲壓級(jí)差D與一階側(cè)向路徑和二階側(cè)向路徑的總聲壓級(jí)差關(guān)系為

(9)

3 T型和十字型節(jié)點(diǎn)的聲傳遞系數(shù)

由于對(duì)角房間之間沒(méi)有公共分隔墻體和樓板，因此這類(lèi)房間不存在直接傳聲路徑，所有的聲傳遞路徑均為側(cè)向傳遞路徑.其聲傳遞路徑至少需要經(jīng)過(guò)兩個(gè)構(gòu)件所組成的建筑節(jié)點(diǎn)，所以，建筑節(jié)點(diǎn)的聲傳遞系數(shù)ij是預(yù)測(cè)各路徑上聲壓級(jí)差的重要參數(shù).

(10)

式中，B為彎曲勁度，ki和kni分別為彎曲波的波數(shù)和近場(chǎng)波的波數(shù)，通過(guò)求解式(10)獲得矩陣中的振幅T1、T2和T3.

同樣對(duì)于由內(nèi)隔墻和樓板組成的十字型節(jié)點(diǎn)，其相應(yīng)的波動(dòng)方程組為[18]

(11)

通過(guò)求解式(11)獲得矩陣中的振幅T1、T2、T3和T4，則入射角為θi的聲透射系數(shù)為

(12)

則這兩類(lèi)節(jié)點(diǎn)(T型和十字型)的透射系數(shù)可表示為

2.4 不同程度吸煙組及與非吸煙組間椎體骨折陽(yáng)性率比較 結(jié)果表明：輕、中、重度吸煙組椎體骨折陽(yáng)性率分別為19.2%(20/104)、27.7%(36/130)、23.2%(440/1 895)，不同程度吸煙組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；經(jīng)兩兩比較，發(fā)現(xiàn)中、重度吸煙組與非吸煙組間差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.001)。

(13)

4 各階路徑的聲傳遞分析

4.1 一階側(cè)向路徑上的聲傳遞預(yù)測(cè)

表1列出了文中對(duì)角房間的墻體和樓板材料，對(duì)于每組圍護(hù)結(jié)構(gòu)的材料組合，其一階側(cè)向路徑上的聲壓級(jí)差預(yù)測(cè)結(jié)果分別見(jiàn)圖3(a)、3(b)、3(c).其中一階側(cè)向路徑1-5-7-3、1-6-8-3僅存在一個(gè)吻合谷，這是由于樓板(或隔墻)材料一致，其發(fā)生吻合效應(yīng)的臨界頻率一致，從而導(dǎo)致兩個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)件吻合效應(yīng)的疊加結(jié)果；一階側(cè)向路徑1-5-8-3、1-6-7-3均有兩個(gè)吻合谷，這是由于這兩條聲傳遞路徑通過(guò)的隔墻和樓板材料不同，隔墻和樓板發(fā)生吻合效應(yīng)的臨界頻率不同，從而形成兩個(gè)吻合谷.

通過(guò)分析圖3(a)、3(b)、3(c)可知：在低頻段內(nèi)，各一階側(cè)向路徑的聲壓級(jí)差之間存在較大差異，反映了通過(guò)對(duì)角房間不同側(cè)向傳聲路徑的聲傳遞量差異，其中側(cè)向路徑1-5-7-3為聲傳遞量最大，其聲壓級(jí)差小于其他3條路徑，即其聲壓級(jí)差最小，由此可確定路徑1-5-7-3在此頻率范圍為主要傳聲路徑.這說(shuō)明在低頻段，由于全程通過(guò)樓板的一階側(cè)向路徑1-5-7-3上的聲傳遞聲壓級(jí)差遠(yuǎn)小于通過(guò)隔墻的側(cè)向路徑上的聲壓級(jí)差，即路徑1-5-7-3的低頻隔聲量遠(yuǎn)低于其他路徑而成為主要傳聲路徑.另一方面，對(duì)于表1中的建筑材料，樓板構(gòu)造是鋼筋混凝土.所以無(wú)論隔墻是什么材料，在全程通過(guò)樓板的一階側(cè)向路徑1-5-7-3上僅有一次聲壓級(jí)差的下降(吻合谷)，且此路徑上的聲傳遞在頻率125 Hz處為最強(qiáng)，即一階側(cè)向路徑1-5-7-3在此頻率的聲壓級(jí)差達(dá)到最小值.

表1 對(duì)角房間樓板和墻體的材料組合Table 1 Material of floor and wall in the diagonal rooms

圖3 對(duì)角房間傳聲路徑的聲壓級(jí)差

Fig.3 Sound pressure level differences on the transmission paths of the diagonal rooms

在高頻段，隨著頻率的增大，其他3條路徑的聲壓級(jí)差的差異逐漸減小.4條一階側(cè)向路徑上的聲傳遞量差別不大，但仍以路徑1-5-7-3上的聲壓級(jí)差為最小，由此可見(jiàn)全程通過(guò)樓板的側(cè)向路徑1-5-7-3在整個(gè)頻率范圍都為主要傳聲路徑；其次的重要傳聲路徑是既通過(guò)樓板又通過(guò)隔墻的側(cè)向路徑1-5-8-3和1-6-7-3，這兩條路徑的側(cè)向聲傳遞損失相差不大，由于路徑1-5-8-3和1-6-7-3的聲傳遞均通過(guò)隔墻和樓板，只是順序不同，這就造成其路徑聲壓級(jí)差相差無(wú)幾.所以通過(guò)抑制沿樓板的聲傳遞就可有效提高對(duì)角房間的隔聲量.因此，若要有效抑制對(duì)角房間的側(cè)向傳聲，必須厘清各路徑的聲傳遞特性和確定主要傳聲路徑.由于路徑1-5-7-3作為主要的傳聲路徑，且樓板結(jié)構(gòu)層一般是現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，其材料的改變余地不大，只有從改善樓板構(gòu)造入手，即提高對(duì)角房間的隔聲量的關(guān)鍵在于改進(jìn)樓板構(gòu)造.

進(jìn)一步分析圖3(a)、3(b)、3(c)發(fā)現(xiàn)：隨著隔墻材料的輕質(zhì)化，一階側(cè)向路徑1-5-8-3、1-6-7-3和1-6-8-3與路徑1-5-7-3之間的聲壓級(jí)差的差距逐漸增大，此時(shí)對(duì)角房間的隔聲仍取決于路徑1-5-7-3，而此路徑上的聲傳遞受隔墻材料變化的影響較小.另外3條側(cè)向傳聲路徑對(duì)房間隔聲性能的影響逐漸減弱，隨著隔墻材料的輕質(zhì)化，十字型節(jié)點(diǎn)的聲耦合也逐漸減弱；板與板之間的聲傳遞將會(huì)降低，則相應(yīng)傳聲路徑的聲壓級(jí)差將會(huì)增大，即通過(guò)隔墻的3條路徑1-5-8-3、1-6-7-3和1-6-8-3上的低頻聲傳遞損失增大，低頻隔聲量會(huì)有所增加，其原因在于隔墻材料的輕質(zhì)化導(dǎo)致路徑1-5-8-3和1-6-7-3的第二次吻合效應(yīng)的臨界頻率逐漸趨向于高頻方向，即二次吻合臨界頻率逐漸增大.傳聲損失最大的側(cè)向路徑是全程通過(guò)內(nèi)隔墻的路徑1-6-8-3，說(shuō)明沿隔墻路徑的傳聲損失與隔墻的質(zhì)量定律關(guān)系不大.此外，輕質(zhì)墻體的彈性模量較小，節(jié)點(diǎn)耦合減小，其結(jié)果也會(huì)導(dǎo)致路徑1-5-8-3、1-6-7-3和1-6-8-3的聲壓級(jí)差逐漸增大.隨著隔墻材料的輕質(zhì)化，低頻處的聲壓級(jí)差變化更加顯著，變化的頻率范圍有所擴(kuò)大，更有利于厘清主要傳聲路徑.

4.2 二階側(cè)向路徑上的聲傳遞預(yù)測(cè)

圖4(a)、4(b)、4(c)反映了表1各組不同隔墻的對(duì)角房間的一階、二階側(cè)向傳聲的聲壓級(jí)差和總聲壓級(jí)差，由此可見(jiàn)，二階路徑傳聲在整個(gè)頻率范圍對(duì)總聲壓級(jí)差均有一定影響.

圖4 一、二階側(cè)向路徑的聲壓級(jí)差與總聲壓級(jí)差

Fig.4 The first-order and second-order flanking paths and overall sound pressure level difference

在低頻處(100～200 Hz)，一階與二階側(cè)向路徑的總聲壓級(jí)差相近，說(shuō)明二階側(cè)向路徑上聲傳遞對(duì)總隔聲效果的影響較為顯著，且隨著隔墻材料的輕質(zhì)化，這種影響的頻率范圍會(huì)有所縮??；在中高頻處，一階與二階側(cè)向路徑上的總聲壓級(jí)差具有明顯差異，表示在此頻率范圍對(duì)角房間的總聲壓級(jí)差取決于一階側(cè)向傳聲.通過(guò)對(duì)圖4(a)、4(b)、4(c)的分析可見(jiàn)：就一階和二階側(cè)向路徑的傳聲而言，一階側(cè)向傳聲為主要傳聲路徑;但考慮二階側(cè)向路徑傳聲可使對(duì)角房間的總聲壓級(jí)差降低3～5 dB左右，在一定程度上克服了只考慮一階側(cè)向傳聲時(shí)EN 12354模型隔聲預(yù)測(cè)的高估問(wèn)題，提高了隔聲預(yù)測(cè)精度.因此，有必要在住宅對(duì)角房間的隔聲預(yù)測(cè)模型中考慮二階側(cè)向傳聲的影響.

5 預(yù)測(cè)結(jié)果分析

通過(guò)分析對(duì)角房間中各傳聲路徑上聲壓級(jí)差的頻率特性，發(fā)現(xiàn)在整個(gè)頻率范圍，全程通過(guò)樓板的一階側(cè)向傳聲路徑1-5-7-3為對(duì)角房間的主要傳聲路徑，其中，在低頻處(100～500 Hz)主要傳聲路徑上的聲傳遞狀況對(duì)總隔聲效果影響最大，只有有效抑制對(duì)角房間的主要傳聲路徑上的聲傳遞，才能提高住宅建筑中對(duì)角房間的隔聲量，故改進(jìn)和優(yōu)化樓板構(gòu)造是關(guān)鍵.當(dāng)隔墻采用輕質(zhì)材料時(shí)，輕質(zhì)隔墻與重質(zhì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)所組成的節(jié)點(diǎn)將減弱節(jié)點(diǎn)構(gòu)件之間的聲耦合，可適當(dāng)提高通過(guò)隔墻的3條側(cè)向路徑1-5-8-3、1-6-7-3和1-6-8-3的聲壓級(jí)差，擴(kuò)大其聲壓級(jí)差改善的頻率范圍，但從總的隔聲效果來(lái)看，采用輕質(zhì)隔墻僅有利于改善頻率范圍在200～500 Hz之間的對(duì)角房間隔聲量，對(duì)于對(duì)角房間的總聲壓級(jí)差影響不大.

相比于二階側(cè)向傳聲而言，一階側(cè)向傳聲路徑可認(rèn)為是主要傳聲路徑，故要抑制對(duì)角房間的聲傳遞，應(yīng)以減弱一階側(cè)向傳聲為主.由于二階側(cè)向傳聲主要受墻(樓)板的輻射傳遞和構(gòu)件之間的耦合傳遞的影響，且發(fā)生在100～200 Hz的頻率范圍內(nèi)，而輕質(zhì)隔墻會(huì)縮小二階側(cè)向傳聲對(duì)總隔聲效果影響的頻率范圍.但若在預(yù)測(cè)模型中不考慮二階側(cè)向傳聲的影響，則其隔聲預(yù)測(cè)結(jié)果存在高估的問(wèn)題.

6 結(jié)語(yǔ)

文中針對(duì)住宅建筑中側(cè)向傳聲基本單元之一的對(duì)角房間的聲傳遞問(wèn)題開(kāi)展研究.通過(guò)建立同時(shí)考慮一階和二階側(cè)向傳聲的SEA隔聲預(yù)測(cè)模型，并對(duì)其各條側(cè)向傳聲路徑上聲壓級(jí)差進(jìn)行計(jì)算，由此模型獲得對(duì)角房間的總隔聲效果，在確定其主要傳聲路徑的基礎(chǔ)上判斷對(duì)角房間之間的隔聲薄弱環(huán)節(jié).在隔墻材料的變化對(duì)隔聲影響方面，隨著隔墻材料的輕質(zhì)化，主要傳聲路徑影響的頻率范圍有所擴(kuò)大：由燒結(jié)普通磚隔墻到加氣混凝土砌塊隔墻增加了1個(gè)倍頻程.但當(dāng)隔墻材料變化時(shí)，其總的隔聲在其他頻率范圍內(nèi)變化不大，這從另一個(gè)角度說(shuō)明了對(duì)角房間隔聲的改善在于優(yōu)化樓板構(gòu)造和減弱節(jié)點(diǎn)耦合.

在所建立的隔聲預(yù)測(cè)模型中考慮二階側(cè)向傳聲的影響，可使對(duì)角房間的總聲壓級(jí)差的預(yù)測(cè)結(jié)果降低3～5 dB，減弱了只考慮一階側(cè)向傳聲的隔聲預(yù)測(cè)模型所出現(xiàn)的高估現(xiàn)象，提高了住宅建筑中對(duì)角房間的隔聲預(yù)測(cè)精度.

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