建筑玻璃隔声性能及检测方法研究

摘要：道路交通噪音严重影响着人们日常休息，玻璃在建筑体中可起到隔声功能，随着建筑玻璃的逐渐发展，隔声性能成为判定建筑玻璃质量的关键因素。基于此，本文首先阐述了常见建筑隔声玻璃种类，简单介绍了检测建筑玻璃隔声性能的集中方法，并结合不同建筑玻璃种类展开隔声性能检测分析，旨在了解不同建筑玻璃隔声性能，以期促进建筑隔声玻璃高质量发展，消除城市噪音危害。

关键词：建筑玻璃;隔声性能;检测方法

引言：在现代化背景下，城市噪音主要由机动车尾气、轮胎噪声、汽车喇叭、发动机噪声等构成，可造成听力损害及睡眠质量下降，在长期噪音环境下可影响人们正常工作生活，因此提高建筑隔声性能是极有必要的。建筑玻璃作为阻挡噪音的重要防线，玻璃在建筑隔声系统中仍处于薄弱环节，隔声效果远低于隔声墙板等，为全面提高建筑体隔声性能，以建筑玻璃为突破口展开研究具有较强现实意义。

一、常见建筑隔声玻璃种类

建筑玻璃可大致分为单片玻璃、夹层玻璃、真空玻璃等，夹层玻璃与真空玻璃均在双层玻璃间填充隔声材料增强隔声性能，因此单片玻璃隔声效果相对较弱。建筑夹层玻璃主要运用两层玻璃间的高阻尼系数降低噪音声波，削弱噪音振动传递，以此起到隔声效果。真空玻璃通常作为隔热玻璃使用，借助两层玻璃间的真空层降低热量传递，同时真空层可阻隔噪音声波传导，因此在当前建筑中，真空玻璃作为建筑隔声处理的重要方式。近年来随着人们对建筑隔声的重视，各类新式隔声玻璃研究逐渐完善，例如PVB夹胶玻璃、DEV隔音玻璃、棱镜视窗等。夹胶玻璃主要作为安全玻璃进行应用，其受到冲击造成破碎时不会产生玻璃飞溅，在一定程度上可降低安全隐患，但在夹胶玻璃制作时人们发现运用PVB材料可起到隔音效果，结合其安全性能来看，PVB夹胶玻璃主要应用在高层建筑及幕墙玻璃领域内，但PVB夹胶玻璃具有显著性缺点，当温度降至10℃以下时，PVB夹胶玻璃则会硬化，继而降低隔声效果，此外PVB夹胶玻璃需使用硅酮胶进行收口，规避水泡、气泡痕迹，起到延长PVB夹胶玻璃使用寿命的作用。DEV隔音玻璃是近年来新兴建筑玻璃种类，主要运用DEVA中间膜延伸性能将不同共振系数的玻璃紧密贴合，当噪音声波传递至建筑隔音玻璃时，则会在不同振幅下阻碍噪音声波传递，因此完成隔音。棱镜视窗是近几年新兴隔音玻璃组合，将DVE隔音玻璃按不同角度进行排列，起到转变隔音声波传递方向的作用，棱镜视窗DVE隔音玻璃组合通常用于建筑观察窗。在实际建筑中，新兴玻璃种类并未大规模普及，因此本次主要研究单片玻璃、夹层玻璃、真空玻璃隔声性能检测。

二、建筑玻璃隔声性能检测方法

（一）隔声室法

在建筑玻璃隔声测试中，隔声室法较为常见，主要运用隔音室降低周围环境的影响，此方式在国内外均为常用隔声检测方式，在隔声室法测量检验时，需严格遵循标准规定进行，以此保障建筑玻璃隔声性能检测结果精准。在实际应用中，隔声室法存在一定缺陷，其由混响室、接收室、发射室组成，在不同规格的混响室内检测结果存在差异，由此可见运用隔声室法测量建筑玻璃，受到测量仪器、边缘密封等影响，此外接收室、发射室的环境模拟状态同样可影响检测结果。在建筑玻璃运用隔声室法检测性能指标时，若调整接收器位置可造成检验结果不精准，同时隔声室法隔音性质检验需采用大规格设备试件，因此具有成本高、耗时高等缺陷，但在实际隔音性能检测试验中，隔声室法仍为应用最为广泛的检测方式。

（二）驻波管法

驻波管法以声波传播理论为基础，将三维声波转为一维声波，主要用于检验较小测试件玻璃隔音性能，其主要作为隔音室法的补充方法存在，具有检验快捷优势。但驻波管法缺点较为显著，无法与噪音声波吻合，仅可运用平面波垂直入射的方式完成检验，作为实验数据而言，驻波管法效果较好，因其无法模拟实际外界环境，因此所测量数据并不可代表实际使用隔声性能，但可将均采用驻波管法进行检测的建筑玻璃种类进行横向对比，仍可判断出不同建筑隔音玻璃性质量。

（三）其他方法

除隔声室法、驻波管法外，还可采用脉冲法、声强法、拾振法等方式进行检测。脉冲法主要应用在开口玻璃材料隔音检测中，通常用以测量住宅玻璃隔声效果;声强法通常用于检验噪声源，运用声强测量对建筑玻璃展开隔音研究;而拾振法主要借助振动差异完成隔声性能检测，通过实际数据反映噪音传递，以此了解建筑玻璃隔声效果。在当前夹层玻璃中，为进一步提高隔音效果，则运用多孔材料完成夹层玻璃改良，在多孔材料应用下噪音声波被分散，以此起到增强隔声性能的作用，在多孔材料夹层玻璃隔声性能检测时，还可运用遗传算法进行逆推，运用JCA模型测算出多孔材料孔隙率及流阻率，以此判断声波入射时的吸声参数，继而推算出多孔材料夹层玻璃隔声性能，此方式应用环境有限，仅可用于测量多孔材料夹层玻璃隔声性能。

三、建筑玻璃隔声性能检测分析

（一）单片玻璃隔声检测分析

为更便捷高效的完成单片玻璃隔声性能检测，本次采用驻波管法进行实际检测分析，其所使用样本较小，更有助于实际操作。驻波管规格为60mm内径，其中受声管、发声管长度均为50cm，主要运用四传声器法展开研究，可将传声器与电脑终端相连接，实现可视化数据显示，在建筑玻璃隔声检测时，需将传声器与受声管放置于同一水平面，并保持平行状态。本次实验检测样品为单片玻璃，其在建筑行业应用最广，为提高检测严谨性，本次单片玻璃实验样品采取不同厚度，便于发现其内在隔声规律。测量时需将单片玻璃实验样品放置于驻波管内，完成固定后展开传声器校准工序，为降低传声器误差，需交换传声器进行多次测量，若多次测量结果一致，则证明传声器精确。

图1为本次驻波管法检测建筑玻璃隔声性能结果，根据图1不难发现，随实验样品玻璃厚度的增加，隔声量呈上升趋势，经过计权计算后，2mm、3mm、4mm、5mm建筑玻璃隔声量分别为25.1dB、28.0dB、30.8dB、34.7dB，随厚度增加隔声量提升。为便于检测分析，以图1折线峰值、谷值为界限划分为三个区域。第一个区域为测试频率低于低谷谷值，此时不同厚度建筑玻璃隔声量折线基本处于重合状态，由此可判定建筑玻璃隔声量在第一区域内不受厚度影响，但通过低谷谷值可知，此节点易出现初步隔声量分化，例如：2mm厚度建筑玻璃在低谷处隔声量仅为13.0dB，而5mm厚度建筑玻璃在低谷处隔声量为20.0dB。此外2mm、3mm、4mm、5mm建筑玻璃隔声量折线达到谷值时频率存在差异，该差异主要由于小样本建筑材料固定时，所受夹持力存在不同，相较于大样本建筑玻璃，則会出现谷值偏移情况，但并未对建筑玻璃隔声性能有所影响，但为降低夹持力阻碍，在实验过程中需控制固定力度，本次实验采用松夹持方式展开性能检测，最大程度降低外界阻碍。第二个区域为谷值与峰值间阶段，此时不同厚度建筑玻璃样本隔声量均处于上升状态，通过折线斜率不难看出，此时建筑玻璃隔声量增长速度较快，且不同厚度建筑玻璃隔声量折线间空隙较大，因此为提高单片建筑玻璃隔声性能，可提高建筑玻璃厚度。峰值结束后建筑玻璃折线进入第三区域，此时隔声量根据不同厚度表现出折线差异，2mm厚度建筑玻璃隔声量下降较快，3mm、4mm、5mm建筑玻璃均处于部分平衡后逐渐下降，不同厚度的建筑玻璃隔声性能差异得以表现，为提高建筑体隔音效果，若采用单片玻璃，需尽量选取厚度较大的玻璃。

（二）夹层板玻璃隔声检测分析

夹层玻璃相较于单片玻璃而言，其隔音效果极大提高，夹层建筑玻璃中夹层材料阻尼系数是影响隔音效果的重要指标，不同规格的夹层材料将产生不同阻尼系数，从实验角度来看，夹层材料厚度可直接影响建筑玻璃隔声量。本次研究中通过对比不同厚度夹层展开隔声性能分析，所采用夹层材料厚度分别为0.63mm、1.25mm、1.88mm，夹层玻璃总厚度为3mm。结合图2来看，0.63mm、1.25mm、1.88mm三种厚度夹层的隔音量区别不大，仅在折线低谷谷值处存在差异，1.88厚度夹层材料谷值明显高于0.63mm、1.25mm夹层规格建筑玻璃，因此若追求高隔音效果，需尽量选取高厚度夹层材料的建筑玻璃，但若建筑隔声标准一般，则可选择成本低建筑玻璃，用以控制成本。

结合当前夹层玻璃发展来看，可选用多孔材料提高建筑玻璃隔声效果，多孔材料的应用分散城市噪音传播。多孔材料夹层玻璃凭借其流阻率、多孔材料位置影响隔声效果。以流阻率为变量进行多次實验，其结果表明，流阻率高的多孔材料夹层建筑玻璃较为稳定，且在高频率状态下显著高于低流阻率建筑材料，但整体隔声量数据并未存在太大差异，但相较于传统夹层玻璃而言，多孔材料夹层建筑玻璃隔声量在500Hz、1000Hz时分别为40.0dB、58.8dB，而图2中普通夹层玻璃处于500Hz、1000Hz，隔声量分别为24.0dB、40.0dB，明显高于普通胶体夹层材料。以多孔材料夹层位置为变量来看，多孔材料处于夹层左侧时，隔声量效果低谷较多，隔声效果不佳，而多孔材料处于夹层中间与夹层两边时，建筑玻璃隔声量较为稳定，且低谷较少，夹层中间与夹层两边两种位置情况均属于平均分布，因此不难看出，将多孔材料应用到夹层玻璃中时，需实现多孔材料均匀分布，以此保障隔音效果稳定。

（三）真空玻璃隔声检测分析

真空玻璃主要凭借真空优势提升自身隔声效果，本次研究中采取转移矩阵法测真空玻璃隔声性能，经过实验检测后发现，在真实环境下，真空玻璃并非如预期般起到噪音高度隔绝，随着噪音声波频率的升高，可对真空玻璃中真空层造成破坏，继而影响到建筑玻璃实际隔声效果，因此在与单片玻璃、夹层玻璃隔声性质对比中，由于真空玻璃不稳定性，其隔声性质稍弱于夹层玻璃。

结束语：综上所述，经过单片玻璃、夹层玻璃、真空玻璃隔声性能检测对比后发现，夹层玻璃隔声性能最佳，当夹层玻璃夹层材料由传统胶片材料转变为多孔材料后，则多孔材料夹层建筑玻璃隔声效果再次提高，结合三种应用最为广泛的玻璃来看，建筑玻璃隔声性能与厚度密切相关，而夹层玻璃随时代发展，夹层材料得到创新，因此夹层材料性质亦可影响隔声效果。

参考文献

[1] 杨瑞梁，周义德. 中空玻璃的声透射研究[J].建筑科学. 2006（05）

[2] 王英敏，胡碰，朱蓓丽.单层薄板在共振频率区隔声性能的有限元分析[J].  噪声与振动控制. 2006（04）

[3] 袁健，贺才春，林胜. 阻抗管中的隔声量测试方法[J].噪声与振动控制. 2006（04）

[4] 黄险峰. 双层墙隔声量的SEA预测[J].四川建筑科学研究. 2006（01）

[5] 程广利，伍先俊，朱石坚. 基于AutoSEA的船舶噪声统计能量分析仿真[J]. 海军工程大学学报. 2005（03）

[6] 周浩. 浅谈城市噪声污染及其防治[J].中国环境管理丛书. 2005（01）

[7] 陈卫松，邱小军. 多层板的隔声特性研究[J].南京大学学报（自然科学版）. 2005（01）

[8] 马振珠，刘元新，王廷籍. 浮法玻璃渗锡量的测量方法[J].硅酸盐学报. 2004（05）

作者简介：

崔灿（1986.10—），男，汉族，籍贯：安徽蚌埠人，蚌埠产品质量监督检验研究院，工程师，硕士学位，专业：材料学

蚌埠产品质量监督检验研究院 安徽省 蚌埠市 233040