真空玻璃隔聲性能分析

【中玻網(wǎng)】1 引言
　　
　　真空玻璃從設想到實驗室樣品再到產(chǎn)業(yè)化，憑借其優(yōu)越的性能和革命性的用途一直備受關注[1]，日本NSG和中國北京新立基真空玻璃技術有限公司是真空玻璃產(chǎn)業(yè)化的開拓者，其產(chǎn)品K值較低可以達到0.3W/m2·K。在保溫隔熱性能越來越突出的同時，大家又不約而同地關注到真空玻璃的隔聲性能。同樣是由于真空層的存在，沒有給聲音提供賴以傳播的介質(zhì)，使其能在隔聲降噪方面發(fā)揮非常大作用。然而真空玻璃和傳統(tǒng)的隔聲玻璃在性能上具體有哪些區(qū)別呢？真空玻璃能否做到100％的隔絕聲音呢？本文對真空玻璃在城市噪聲環(huán)境下的隔聲性能進行了分頻段研究，之所以要分頻段研究一方面是因為人耳對不同頻率聲音的敏感程度不同，另一方面不同環(huán)境下的噪聲分布也不同。
　　
　　2 噪聲的特點
　　
　　噪聲的種類很多，城市噪聲和人類息息相關，嚴重影響著人們生活質(zhì)量，城市噪聲主要分為生活噪聲、交通噪聲、設備噪聲和施工噪聲。其中交通噪音因其持續(xù)不斷的性質(zhì)對生活影響非常大，我們的門窗和墻體可以減少這些噪聲的影響，在建筑聲學中，一般把200-300Hz或以下的聲音稱為低頻聲，把500-1000Hz的聲音稱為中頻聲，把2000-4000Hz或以上的稱為高頻聲[2]。人耳較為敏感的頻率是100-3150Hz的聲音。生活噪聲在各個頻段都有，交通噪聲主要集中在中低頻，包括汽車發(fā)動機的聲音和輪胎摩擦公路的聲音等。
　　
　　在建筑上，窗是漏聲點，而玻璃又占了窗的大多數(shù)面積，所以窗玻璃中低頻隔聲性能的好壞可以決定整個建筑的舒適性。普通隔聲玻璃通過增加面密度、改用非對稱結構等方式，也只能提高玻璃的中高頻隔聲性能。那么真空玻璃能否擔負起提高窗戶中低頻隔聲性能的重任呢？
　　
　　3 真空玻璃結構特點
　　
　　真空玻璃是由四周用釬焊料密封的兩片玻璃構成，中間通過支撐物間隔出0.15mm厚的空間，此空間通過抽真空，達到小于10-2Pa的真空度，形成真空層。其結構如圖1所示。
　　   

　　                                圖1真空玻璃的結構
　　
　　圖1的結構主要有兩個特點：1）兩片玻璃之間是真空層，清理了空氣這個聲音傳播所需的介質(zhì)；2）支撐物的存在，成為真空層內(nèi)的傳聲通道—聲橋。
　　
　　聲音的傳播需要介質(zhì)，無論是固體、液體還是氣體都可以傳聲，但沒有介質(zhì)的真空環(huán)境下，聲音卻是無法傳播的，因此真空玻璃的真空層有效地阻止了聲音的傳播。然而由于兩片玻璃之間有剛性連接（支撐物），形成了聲橋。靠前面玻璃的振動通過支撐物傳到第二塊玻璃上，使第二面玻璃也隨其振動，支撐物的剛性越大，其振動傳遞能力越強，導致隔聲性能下降的越多；而且支撐物的數(shù)量越多，聲橋的影響就越明顯，隔聲性能下降的就越多。真空玻璃的隔聲性能正是這兩方面相互影響的結果。實際真空玻璃產(chǎn)品的真空度已經(jīng)達到10-2Pa，再提高真空度對隔聲性能的提高收益甚微[3]，必須通過減少支撐物的數(shù)量、接觸面積以及改變支撐物材料來提高其隔聲性能。