双层玻璃地隔音效果.docVIP

PAGE PAGE 6 组员：赖洪声，林俊杰，吴剑锋，叶韦兵 双层玻璃的隔音效果 摘要 产业革命以来，社会现代化进程的快速发展，各种机械设备的创造和使用，给人类带来了繁荣和进步，但同时也产生了越来越多而且越来越强的噪声。噪声不但可以引起人听力的衰退、多种疾病的发作；同时，还影响人们的日常工作与学习，降低劳动生产率。因此，怎么样减少噪音成了重要的研究课题。在物理学中，减少噪音的方法有1)在声源处减少；2）在传播路径处减少；3）在人耳处减少。现在所研究的双层玻璃窗是属于在传播路径处减少。 首先,对声音穿越双层玻璃过程中其能量的变化规律进行探讨，利用相关资料，建立声音分别穿越玻璃和双层玻璃间空气能量衰减的模型，再利用复变函数原理推导结果显示双层玻璃在隔音方面确实具有较大优势，并将玻璃的相关参数带入推导公式得出问题所要求的结果。 最后，模型评价中讨论在本题求解过程中所涉及但忽略掉到的因素影响。 关键字：双层玻璃 隔音效果 声压 复变函数 一、问题的重述 目前新建住房越来越多，很多住房都是临街的，但是临街的住房都比较吵。 对此开发商在建房时为了减少噪音，把临街面的窗户设计成双层玻璃。 声音的在传播过程中变化与频率、声强、声压、以及介质的吸收率有关系还与介质的密度以及声音在介质中的传播速度有关。声音在穿透玻璃的时候，一部分被反射与一部分被吸收，剩下的声音才是穿透玻璃的。 试查找相关数据，试求： 频率为500赫兹的70分贝的噪音，经过厚度为4mm间隔的为1cm的钢化双层玻璃后，在玻璃的另一侧声音是多少分贝？ 针对玻璃窗户的规格（大小、厚度等），不同楼层分布（喇叭效应导致的声音影响等），建立双层玻璃隔音效果模型，并计算临街1-35层高楼的隔音效果。 二、双层玻璃的隔音模型 （一）问题的分析 本问题的关键在于寻找声音在穿越双层玻璃的过程中能量的变化规律。即找到声波在穿过双层玻璃后的隔声量（传声损失）。其中包括穿透玻璃时的隔声量以及双层玻璃中空气层产生的共振减弱量。而此变化规律不仅与声音的自身属性（频率、声压、声强等）有关，还会受到外部因素（例如介质的吸收率、介质的密度等）的影响。因此，对本问题的考虑会涉及到这两个主要方面。 在查找相关资料的的基础上，运用声学相关的常识及方法对其穿越双层玻璃的模型进行假设并建立，得出相应的结果并进行检测。 本问题的难点在于不同频率不同方向的噪音的传播效果不同，即难精确计算声音损失量。而且双层玻璃间的空气对声音会产生共振减弱等作用来削弱声音的传播，这对问题的求解增加一定程度上的难度。因此可以考虑，忽略一些难度大影响又小的因素。只考虑主要因素，最后将其运用到问题的求解过程当中进行求解。一定程度上保证了所用方法的科学性和计算结果的合理性。 （二）模型假设 1、因为阻碍物远比噪音的波长大，绕射现象不明显，所以不考虑绕射现象带来是影响。 2、由于钢化玻璃本身具有一定的弹性，当声波以某一角度入射到玻璃入射到钢化玻璃上时，将激起钢化玻璃的弯曲振动，当一定频率的声波以某一角度射到钢化玻璃上正好与其所激发的钢化玻璃的弯曲振动产生吻合时，钢化玻璃的弯曲振动及向另一面的声幅射都达到极大，相应隔声量为极小，这一现象称为“吻合效应”，相应的频率为“吻合频率”。由于钢化玻璃的硬度相当大，所以不考虑“吻合效应”产生的影响！ 3、由于各种不同频率的噪音从不同的方向传向玻璃，又有不同方向的反射，假设，射向玻璃的声波均为平面声波，即垂直传向玻璃。 4、假设双层玻璃两层的密度、比重、厚度均相同。 （三）变量符号说明 1、描述声波的基本物理量 声压：p=(P-P0) 帕斯卡（Pa） 波长：λ=c/f 米（m） 周期：T 秒（s） 频率：f =1/T 赫兹（Hz） 声速：c 米每秒（m/s） 空气中：c=331.45+0.61t 340 m/s 2、透射系数 3、隔声量（传声损失） 分贝（dB）不同 的频率会有不同的隔声量。 4、为玻璃面积 平方米（） 5、为双层玻璃的总面积 平方米（） （四）建立模型与模型的求解 随着社会经济的发展，城镇居民在生活工作中面临着了一系列的噪音危害。噪音会在一定程度上给人带来心理和生理上的危害，会影响人听力，视力，睡眠，带来心血管疾病等。噪声被称为城市新公害，统计显示，汽车所产生的噪音甚至已经占到了城市噪音的85%! 双层玻璃窗户可以显著的改善建筑的隔音性能。其外层的玻璃相当于一面隔音屏，而双层间的空气则可看作是弹簧，其弹性形变具有减振作用。当声波遇到