创宁隔音:解读木门隔音技术
发布日期:2013-05-06 10:19:18
    木门是区隔生活空间的标志,是成员之间互不干扰的最后一道屏障。木门的真正作用是基于视觉、听觉和安全需求上的阻隔功能,而这些阻隔功能正是人民对生活私密性的需求,私密性的需求包括拥有个人隐私的空间和各空间互不干扰。老人需要宁静的睡眠环境,小孩的学习不能被打扰分心,年轻人有自己的娱乐爱好,夫妻要安心享受私人空间……所有的需求直指房屋构件的隔音能力。作为家居设施隔音功能的薄弱环节,木门的隔音功能始终是老百姓最关心的和最急需被解决的。
 
    木门企业的负责人在生活中也是扮演家庭成员的角色,也深知木门隔音的重要性和必要性,所以市场上也涌现出很多针对木门隔音的技术和产品。就普通百姓使用的室内木门而言,现阶段木门隔音的手段大致分为以下四种:
 
     1.       中空隔音型
 
    中空隔音型木门主要是通过使用穿孔刨花板、廉价蜂窝纸板等材料作为芯材,利用空气层隔声原理来实现木门隔音能力的改善。因为环境噪音的频率分布很宽,而这种增加空气层的材料并不能将门体的共振频率大幅迁移,同时材料本身对声能的吸收转化能力有限,故最终对门扇透声系数的减量影响非常小。中空隔音型木门比普通木门的隔声量一般增加6-10dB。
 
    2.       超厚超重型
 
    不可否认的是,从理论上说,面积相同的同一材料的隔音能力随着其厚度和重量的增加而增加。但就木门产品来说,因受空间、安装和力学性能上的限制,木门的厚度和重量不能无限制增加,而厚度和重量上的有限增量仅能使木门的临界吻合频率(发生吻合效应的最低频率,下文介绍吻合效应)略有降低,但木门的共振频率和声能损耗也改变不大,从而隔声量的增幅非常有限。
 
    3.       吸音型
 
    吸音型的木门通常是通过增加软木层、填充或包覆吸音材料以达到木门的吸音功能。原则上,做这种改变的木门不是真正意义上的隔音门,只是增加了吸音能力而已。吸音门的结构确实能降低木门的共振频率,对低频噪音起一定的作用,但对中高频噪音无可奈何。
 
    4.       原木门型
 
    实际上,原木门是木门的一个品类,这类木门具有天然但有限的隔音能力。原木门的隔音能力来自于尊贵材种面密度上的优势,一般来说,面密度越高,隔音能力越好。市场上也有一些品牌,虽然做的是实木复合门,但外层复合板使用了一些气干密度较高的材种(包括使用玻璃面板的“木门”),通过增加板材的面密度达到隔声量的提升,我们也把这种在隔音手段上通过增加面密度的改进类型归纳为原木门型。然而,在理论上,若频率不变,面密度增加一倍,隔声量仅增加6dB,工程应用中实测修正后的隔声量增幅更低,还不到6dB。
当然,市场上也有其他关于隔音门的宣传,要么是以上四种类型的组合,要么是通过改善门扇的密封能力等等。以上各种类型的组合在隔音效果上并不是简单的加法,不能从原理上对隔声量起到质的增量;密封手段的改善并未对木门本身做技术改进,密封措施只能是减少门扇隔音效果的损失,不能改变门扇本身的隔音能力。门扇本身的隔音能力至关重要,门扇不隔音,真空级的密封也是徒劳。
 
    那么,如何才能做到整个木门系统的真正隔音呢?在解读木门隔音技术之前,首先我们要简单了解一下声音传播的形式和隔声的原理。
声波在空气中传播,入射到屏蔽物时,部分声能被反射,部分被屏蔽物材料或结构本身吸收或转化,还有部分声能可以透过屏蔽物(如图1),所谓的噪音就是透过屏蔽物进入内部空间的那部分声音。隔声的原理就是利用声音传播的特性,设置适当的屏敝物,尽量多的使声能在穿透屏蔽物时消耗或转化,阻止大部分声能透过,降低噪声的传播。
1:声音入射屏蔽物时传播形式模拟图
 
    了解了声音的这些特性和隔声的原理,要做到木门的隔音,就要按照隔音理论设计适当的结构,降低整个木门结构的透声系数,使透射的声能降到最低,从而最大化提升隔声量。从隔声量的频率特性曲线中分析(如图2):
2:隔声量的频率特性曲线
 
    随着频率的增加,隔声量下降到一个低谷,这是因为木门结构的共振频率正好与声源频率吻合而产生共振,共振传声使得隔声量达到最低。频率继续升高,共振减弱甚至消失,隔声量曲线趋势总体上升。另外,门体结构的阻尼越大,共振现象抑制效果越好,对隔声量的贡献也越大。
   
    当频率继续升高,共振现象的消失,隔声量曲线达到一个稳定升高的区间,此区间跟门体结构的惯性质量有关,隔声量曲线进入质量控制区,此时门体结构对声能的损耗越大,隔声量就越高。当入射声波频率继续升高到一个值阶段,隔声量反而下降,出现一个新的低谷,这是发生吻合效应的原因。吻合效应是当入射声波以一定角度入射时,入射声波波长在门板上的投影与门体的弯曲波波长相等时,门体弯曲波振动的振幅达到最大,透射到门板另一侧的声能也越强,隔声量明显下降。越过低谷之后,隔声量开始上升,达到质量控制区的有效隔声量水平。
   
    清楚了门体隔声量为何上升,为何下降,何时何处升降之后就能针对性的对门体结构进行设计,使其隔声量达到理想水平。而创宁超级隔音技术,正是基于传统木门生产制造工艺,通过科学的方法及高性能的新型材料应用,只需增加少量成本,就能真正实现木门系统卓越的隔声性能。创宁超级隔音技术主要由三种措施共同组成:
 
    措施一:加大门体阻尼性能
 
    门体阻尼性能的增大主要是在木门系统引进新型高分子材料,在木门中形成约束阻尼结构。阻尼结构大大减小了门体的共振区,抑制共振现象,使门体的共振频率迁移到人们不敏感的区域,避免木门共振造成的噪声对人的影响。阻尼约束结构同时迅速将声能的一部分以储能的形式存在,一部分转化为热能消耗掉,大大提升声能的损耗率。阻尼构件的引进,也大大缓解了吻合效应对隔声量的影响而发生的下降趋势。
 
    措施二:提升门体结构对声能的消耗能力
   
    通过对门体结构的改进和优化对声能消耗进行合理的设计。声能在通过阻尼结构时已经发生了储能和转化的消耗过程,再在门体内部设置驻波和消声结构,使透过阻尼结构的剩余声波发生多次反射衰减和附加吸收,使总的透射声能大幅衰弱,大大降低门体的透声系数。经过阻尼机构和驻波、消声优化后的门扇的透声系数比普通隔音门降低了96.3%以上(透声系数越低,隔声能力越高)。
 
     措施三:木门系统的密封性能改良
 
     在实际使用时,木门的隔音效果再好,门扇和门套的密封不良也会使整个系统的隔音能力大幅下降,这就是所谓的木桶效应。所以在保证门扇隔音体系完善的基础上,必须阻止孔洞和缝隙对隔声量的不利影响,这就必须继续完善密封系统。做好密封不仅仅只是单纯的做到不留缝隙,还要减少木门系统的刚性连接,损耗声能,与门扇的隔音能力匹配和同步。
南京创宁隔音对隔音木门的技术创新正是将以上三项措施集成于木门系统。这种创新得到了国家知识产权总局的认可,并获得专利证书,经国家级检测机构的检测,应用创宁超级隔音技术的木门计权隔声量达到42dB,隔声能力遥遥领先于传统隔音木门。欢迎致力于隔音木门技术研究的机构和木门企业共同探讨木门技术创新和产业转化的课题,为木门行业的发展进步献策,满足消费者的对隔音的迫切需求。技术交流、咨询电话:400 025 5115。
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