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以下内容来源于公众号：门窗万语（mcwy2021），作者万成龙 建筑玻璃对门窗隔声性能起着决定性作用。常见建筑玻璃隔声性能是怎么样的，不同频段隔声性能有何区别呢？本期聊聊这个话题，不妥之处敬请指正！ — 1 — 噪声来源 人耳可识别的声音频率范围是20-20000Hz，对人影响明显的噪声频率为100-2500Hz，低频为100-250Hz，中频为250-2000Hz，高频为2000-20000Hz。 室内噪声主要来源于室外交通噪声，集中在1000Hz以下中低频段，天津某典型道路夜间时段(22:00-24:00)噪声频谱见下图。
可见，典型道路交通噪声在1000Hz以下明显较高。由于中低频噪声波长较长，尤其是低频噪声波长更长、衰减弱、传播距离远而难以阻隔，被称为“挡不住的声音”。这也是玻璃对中低频噪声隔声效果差的原因。 除了典型道路交通噪声外，飞机噪声也是建筑隔声设计中常见的噪声源之一，某商业飞机噪声频谱见下图。
可见，与典型道路交通噪声有所区别，飞机噪声在中低频段较高，高频段略有降低。 — 2 — 平板隔声特性 声音垂直入射时，单层均匀、面积无限大隔声板材的理论隔声曲线见下图。
可知，单层平板隔声涉及原理和现象主要包括质量定律、共振效应和吻合效应。 质量定律是随入射声频和板材面密度倍增，隔声量会明显提高。增大面密度可有效提高材料隔声量，但中低频隔声量提高并不显著，材料变得厚重、成本明显提高。 共振效应是由于入射声波频率和隔声材料固有频率相同而引起材料自身振动的现象，往往发生在低频段，除共振基频以外，还会存在多个共振泛频。 吻合效应是指某一频率声波以一定角度投射到板材上，入射声波波长在板上投影刚好等于板固有弯曲波波长，从而激发板材振动的现象，多发生在高频段。 产生共振效应和吻合效应时，透过板材的声音增强，隔声量下降，因此应尽量避免共振和吻合效应发生在人耳敏感和噪声显著的声频范围。 建筑玻璃隔声设计时，应根据环境噪声条件，结合质量定律、共振效应和吻合效应选用合适的玻璃产品。 — 3 — 评价指标 国内外建筑门窗和玻璃隔声评价时，一般采用一个单值评价量来衡量其隔声效果。 美国ASTM E413采用传声等级STC，ASTM E1332采用室外-室内透声等级OITC，国际标准ISO717-1采用计权隔音量Rw、频谱修正量C和Ctr等作为隔声性能衡量指标，各个标准算法不同，结果存在一定差异。 STC是ASTM E413中定义的一种利用ASTM E90测得传声损失(TL,Sound Transmission Loss)，再计算得到隔声性能单值评价指标，主要在美洲地区使用。 OITC是在北美地区常用标准ASTM E1332中定义的“室外一室内透声等级OITC”，来代替 STC评价外墙、外窗的隔声性能。 计权隔声量Rw是标准ISO 717-1中定义的一种门窗等建筑构件空气声隔声性能的单值评价指标，由ISO 140中规定的方法测得的100Hz-3150Hz频率范围内各1/3倍频程或倍频程的隔声量来确定，是国际上通用的隔声性能单值评价指标。 我国采用计权隔音量Rw、频谱修正量C和Ctr等来衡量建筑门窗的空气声隔声性能，测试标准为GB/T 8485-2008《建筑门窗空气声隔声性能分级及检测方法》。 本节给出了建筑门窗和玻璃的隔声性能评价指标，工程设计时常常需要满足建筑设计提出的隔声性能要求，那么常见建筑玻璃隔声性能是怎么样的呢？ — 4 — 典型玻璃隔声性能 常见建筑玻璃有单层玻璃、夹层玻璃、双玻/三玻中空玻璃、单夹层/双夹层中空玻璃等，STC、OITC和Rw值见下表。
该表给出了不同建筑玻璃隔声性能(参考自国外资料)；也可以看到，STC值和Rw值基本一致，而OITC值差异较大，下文中STC值可作为Rw值参考值。 实际过程中我们往往要对各种建筑玻璃隔声性能优化，那么不同优化措施效果如何呢？不同措施下建筑玻璃隔声量改善情况见下表。
上表给出了建筑玻璃在不同优化措施下隔声量改善情况，我们在做工程设计时可根据具体要求进行优化。 有时我们需要精确了解玻璃在不同频段的隔声性能，以进行精准设计，那么典型建筑玻璃在不同频段隔声性能有何差异呢？ — 5 — 典型玻璃隔声特性 典型建筑玻璃在不同频段时隔声性能对于建筑门窗隔声性能精准设计具有重要意义，来看看常见建筑玻璃在不同频段的隔声特性吧。 由于直接采用了英文资料，这里统一给出主要英文单词对应的中文意思：Sound Transmission Loss(STL)-传声损失，Frequency-频率，1''=25.4mm。 5.1 建筑玻璃不同频段隔声数据 搜集整理了典型单层玻璃、中空玻璃、夹层玻璃、夹层中空玻璃、双层窗玻璃在不同频段隔声特性如下。 (1)单层玻璃(Monolithic Glass)
(2)双玻中空玻璃(Insulating Glass)
(3)三玻中空玻璃(Triple Insulating Glass)
(4)单夹层玻璃(Laminatied Glass)
(4)单夹层中空玻璃(Insulating Laminatied Glass)
(5)双夹层中空玻璃(Double Laminatied Insulating Glass)
(6)双层窗玻璃(Double Glazed Insulating Glass)
5.2 建筑玻璃不同频段隔声特性对比曲线 搜集了典型单层玻璃、中空玻璃、夹层玻璃、夹层中空玻璃、双层窗玻璃在不同频段隔声特性曲线，更形象地展示了不同建筑玻璃的隔声特性。 单层玻璃不同厚度时在不同频段的隔声特性对比曲线见下图，其中Annealed为退火玻璃，也就是我们常说的平板玻璃或者浮法玻璃。
单层玻璃在不同边缘阻尼时隔声特性对比曲线见下图，其中Glazing Tape为硬质实心垫块，Duct Seal为空心密封条。
中空玻璃与单片玻璃的隔声特性对比曲线见下图。
中空玻璃在单片厚度增加、空腔厚度不变时的隔声特性对比曲线见下图。
中空玻璃在填充空气、六氟化硫(SF6)时隔声特性对比曲线见下图。
中空玻璃在填充空气(Air)和氩气(Ar)时隔声特性对比曲线见下图，填充氩气可提高门窗中频降噪性能。
中空玻璃在不同边部间隔条时隔声特性曲线见下图，其中U-Channel Spacer为U形金属间隔条，Foam Spacer为超级间隔条。
单夹层玻璃和单片玻璃隔声特性对比曲线见下图。
双夹层中空玻璃、单片玻璃和中空玻璃隔声特性对比曲线见下图。
双夹层中空玻璃在不同空腔厚度时隔声特性对比曲线见下图。
夹层玻璃在不同温度时隔声特性对比曲线见下图。
中空玻璃、夹层中空玻璃、双夹层中空玻璃隔声特性对比曲线见下图。
双层玻璃不同间隔层厚度(12mm和100mm)时隔声特性对比曲线见下图。
双层玻璃(4+100A+4)单玻和夹层时隔声特性对比曲线见下图。
悬膜中空玻璃隔声特性对比曲线见下图。
整理了单层玻璃、夹层玻璃、双玻/三玻中空玻璃、单夹层/双夹层中空玻璃等，STC、OITC和Rw值，并给出了不同频段隔声特性表格和对比曲线。 — 6 — 结论 人耳可识别的声音频率范围是20-20000Hz，其中对人影响明显的噪声频率为100-2500 Hz，其中低频为100-250Hz，中频为250-2000Hz，高频为2000-20000Hz。 室内噪声主要来源于室外的交通噪声，集中在1000Hz以下的中低频段；飞机噪声在中低频段较高，高频段略有降低。 美国ASTM E413采用传声等级STC，ASTM E1332采用室外-室内透声等级OITC，国际标准ISO717-1采用计权隔音量Rw、频谱修正量C和Ctr等作为隔声性能评价指标，结果存在一定差异。 我国采用计权隔音量Rw、频谱修正量C和Ctr等来衡量建筑门窗的空气声隔声性能，测试标准为GB/T 8485-2008《建筑门窗空气声隔声性能分级及检测方法》。 给出了单层玻璃、夹层玻璃、双玻/三玻中空玻璃、单夹层/双夹层中空玻璃等，STC、OITC和Rw值，及不同优化措施下隔声量改善情况。 整理了典型单层玻璃、中空玻璃、夹层玻璃、夹层中空玻璃、双层窗玻璃在不同频段隔声特性表格和对比曲线，精确和形象地展示了不同建筑玻璃的隔声特性。 建筑玻璃对门窗隔声性能起着决定性作用，本文搜集整理了常见建筑玻璃的隔声性能、不同优化措施改善作用，以及不同频段下隔声特性数据和对比曲线，对于建筑门窗隔声性能设计具有一定参考价值。 特别感谢： 参考资料： [1] 马攀龙,田苏,陈海涛,王文新,张忠厚.中国隔声玻璃研究进展[J].科学技术与工程,2019,19(11) [2] Acoustical Guide - Table of Contents [3] Sound Control for Fenestration Products TIR-A1-03 [4] ViraconAcousticPerfDataTables [5] Saflex®-Architectural-Acoustical-Guide 作者简介： 万成龙
中国建研院建研科技工程咨询设计院幕墙门窗低碳研究中心高级工程师，首届建筑幕墙行业杰出青年；作为技术骨干参与国家“十一五”至“十三五”等10余项省部级重大科研项目，20余项国家、行业、团体标准编制，30余项幕墙门窗工程咨询鉴定，40余篇公开发表的研究论文；荣获华夏建设科学技术奖等省部级和一级学协会奖励7项。 |
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