石膏板做為隔聲結構的理論與應用研究                    

                          播雨   博播

1，前言

     噪聲治理工程中常常接觸一些聲學現象：聲波在空氣中傳播只有自然衰減，既空氣吸收衰減，擴散衰減，而當聲波在多種介質中傳播時，就會發生反射，透射或折射，繞射等現象。

    噪聲治理，噪聲控制工程中經常遇到聲波通過單層板傳輸，從而發生透射衰減，也稱傳聲損失或透射損失。本文介紹由石膏板組成結構的理論與實測值研究。

2，聲波透過石膏板傳輸的透射損失

    該種情況屬于聲波通過三種介質（二個界面）傳輸的模型，如圖1所示。這里假定聲波是通過均勻且各向同性的介質。我們推導聲波投射系數。

  Ai為入射聲波，Ar為反射聲波，在介質2）中 有投射聲波Bt和反射聲波Br,在介質3中有投射聲波At。略去繁瑣的推導過程，最后得到透聲系數αt公式，當介質3與介質1相同時，簡化為

          αt=4/[4cos²K₂L+(R₂/R₁+R₁/R₂)²sin²K₂L]  (1)

  式中，R₁，R₁分別為介質聲阻抗，K₂為波數，K₂=ω/c。

3，不同厚度石膏板材的透射損失比較

   根據（1）式，計算石膏板的傳聲損失系數.設石膏板厚度為12 mm和20 mm,聲波頻率為63-8000Hz,代人（1）式，計算傳聲損失TL=10Log(1/αt)，以此類推可計算石膏板的傳聲損失頻譜，如圖2為計算得出的頻譜。

  注：石膏板的密度為900 kg/m³,1200kg/m³聲波在石膏板介質里的速度為1295 m/s。（梁凡凡，張華剛，羅瑒，等�，F澆石膏彈性模量和泊松比的初步試驗研究，貴州大學學報自然科學版，2013年v30（02）:81-85）

   由計算結果可知，隨著中心頻率增加，透射損失提高6 dB/每倍頻程；板厚由12mm增加到20mm，也同樣規律增大約12dB。

4，15mm石膏板材的透射損失

  石膏板隔聲量的實測值

    根據查閱 《常用墻板隔聲量圖表》，建筑聲學設計手冊，1987年版。查查得到，15mm石膏板的實測數據。面密度為M=8.8 kg/m².與理論計算值比較，如圖3所示�？梢钥闯�，在低頻計算值約等于實測值，在高頻高于實測值，在低頻有重疊。高頻交叉夾角大約15°。

5，20mm石膏板材的透射損失

  石膏板的隔聲量（透射損失）

   根據（梁凡凡，張華剛，羅瑒，等�，F澆石膏彈性模量和泊松比的初步試驗研究，貴州大學學報自然科學版，2013年v30（02）:81-85）如上述方法計算隔聲量。

    實測值查閱 《常用墻板隔聲量圖表》，建筑聲學設計手冊，1987年版。查閱得到，20mm石膏板面密度為M=24  kg/m²的實測數據。9+12mm石膏板疊合面密度為M=15.4  kg/m²的實測值與理論計算值比較，如圖4所示�？梢钥闯�，在低頻計算值與實測值相差不大，在高頻理論計算值高于實測值。交叉夾角大約15°。 

6結束語

 噪聲治理，噪聲控制工程中可以計算石膏板的透射衰減，也稱傳聲損失或透射損失，也是噪聲治理工程中的重要數據之一。其它板材的透射損失計算，可見我公司總工程師網上（百度文庫，豆丁文庫和360圖書館，公司網站等）發布的其它論文：