大间距双层隔声结构的隔声理论研究

　　双层隔声结构由于其具有优良的隔声性能,因而在隔声降噪中得到了广泛的应用.对于双层隔声结构,影响其隔声性能的因素主要包括三个方面:a.隔声材料的品种、密度、弹性和阻尼等因素;b.构件的几何尺寸以及安装条件(包括密封状况);c.双层隔声结构的间距.现有的双层隔声理论[1]只适合于小间距的双层隔声结构的设计,当两层隔声结构的间距增大到一定程度时,如D>1m时,由于隔声板(或墙)之间具有房间声学特性,声波透过第一层以后,将在两层结构之间产生混响,并由此减弱双层隔声结构的隔声效果.因此对于大间距双层隔声结构的设计问题,现有的隔声理论是不适用的,为此,本文将针对大间距(D>1m)双层隔声结构的特点,研究和探讨其新的设计理论与方法^[2,3].

　　1 具有大间距的双层均匀隔声结构的隔声理论

　　对于图1所示的大间距双层隔声结构,结构1和结构2的面积分别为S1和S2,设入射到结构1的声强为I1,则入射声功率

　　透过隔声结构1传到两层隔声结构之间的声功率

式中?1为隔声结构1的平均透声系数.对于由两层隔声结构构成的房间,假定其表面积和表面平均吸声系数分别为S和?A,隔声结构2的平均透声系数为?2,则

　　式中I2为两层隔声结构之间的声强.

　　联立式(1)~(4)得大间距双层均匀隔声结构的隔声量

　　为了提高双层隔声结构的隔声效果,常常在房间内表面上装饰吸声系数较大的吸声材料,此时于是式(5)可简化为

　　式中为两层隔声结构间的内表面数目;平均透声系数为为隔声结构的面密度;f为隔声频率.

　　2 具有大间距的非单一双层隔声结构的隔声理论

　　为简便起见,本文主要给出由两种不同的隔声间构成的非单一隔声结构,如图2所示.设入射声强为I1,隔声结构I-I由隔声面SI1和SI2构成,隔声墙II-II由隔声面SII1和SII2构成,隔声间1的表面积和平均吸声系数分别为S11和?A11,隔声间2的表面积和平均吸声系数分别为S22和?A22,则噪声源入射到隔声面I-I的声功率

　　通过隔声面SI1和SI2透射到隔声间1和隔声间2的声功率分别为:

　　设SI1和SI2透射的声能在隔声间1和2产生的声强分别为I11和I22,则有:

　　假定SI1=SII1, SI2=SII2,由式(7)~(14)并考虑到实际隔声结构通常满足可得隔声量

　　同理可得由n个不同的隔声间构成的非单一双层结构的隔声量

　　利用式(16)可对任意复杂双层隔声结构的隔声量进行预测和优化.

　　3 工程应用