【word】 车窗玻璃隔音性能提升技术研究

【word】 车窗玻璃隔音性能提升技术研究 车窗玻璃隔音性能提升技术研究 建筇玻璃与工业玻璃 _一…豳豳 车窗玻璃隔音性能提升技术研究 TechnologyresearchofimprovedsoundreductionEMUwindow 杨爱莲’孙彦’张方涛’汪海燕’王立闯 (1南车青岛四方机车车辆股份有限公司技术中心,山东青岛266111; 2中国建材检验认证集团有限公司,北京100024) 摘要:本文通过对影响动车车窗玻璃隔音性能的因素进行,提出 了提高车窗玻璃隔音性能的技术改进方向,设 计了几种不同的车窗玻璃结构.通过样件试制和试验,进行了隔音性 能的对比分析,为今后隔音车窗玻璃的设计提供了参考. 关键词:隔声;动车窗玻璃;夹层玻璃;隔音胶膜 Abstract:TheinfluencefactorsofacousticalinstilationpropertiesofEMUwindowsareanalyzed,andthetechnologywaytO improvedacousticalinsulationpropertiesisproposed.Severaldifferentwindowaremade,testedandanalyzed,provideareferencefor designEMUwindowsinfuture.. Keywords:acousticalinsulation;EMUwindow;laminateglass;acousticPV B 中图分类号:U386;TQ171.727文献标识码:B文章编 号:1003—8965(2012)02—0025—03 车窗作为列车采光及旅客观察沿途景观的主 要界面,面积通常占列车整个侧墙面积的15%以 上,对噪音传入车厢内的贡献较大,另外,随着 列车运行速度的提高,车外噪音随之增大,因此, 在车窗设计过程中必须根据声学原理选择适当的 结构和材料,来提高其隔音降噪性能,改善乘客 舒适度. 1影响车窗玻璃隔音性能的因素 1.1玻璃的厚度 车窗玻璃对声波有一定的反射作用,在其它 参数一致的情况下,车窗玻璃中使用的玻璃总厚 度越厚隔音性能越好. 1.2PVB膜的使用 由于PVB(聚乙烯醇缩丁醛)膜具有对声波 的阻尼功能…,而夹层玻璃是在两层普通玻璃之 间夹入一层PVB胶片而制成的特种玻璃,夹层玻 璃能有效的减少低于1000—2000Hz范围的谐振, 在此频率范围内,普通玻璃能高效传输声音眨l. 因此将中空玻璃的一片或两片改为夹层玻璃,有 效的提高中空玻璃的隔声性能.两片都采用夹层 玻璃又比仅一片采用夹层玻璃隔声性能更好. 另外,相同厚度的隔音胶膜较普通PVB膜有 更为优越的对声波的阻尼功能,因此,使用隔音 胶膜能有效提高玻璃隔音性能. 1.3内,外层玻璃的谐振 当中空玻璃空气层的厚度在6.35mm至 25.4mm时,内,外片玻璃如厚度及质量一致, 会发生共振耦合,隔音性能较玻璃总厚度及空 气层相同,内,外片玻璃不等厚的中空玻璃差, 因此,设计时应避免内,外层玻璃总厚度一致. 1.4中空层的气体成分 普通中空玻璃中空层内填充干燥空气,在中 空玻璃空气内填充惰性气体(如氩气)也是提高 中空玻璃隔音性能的一种方法. 2隔音胶膜情况调研 2.1日本积水化成隔音胶膜技术性能 日本积水化成隔音胶膜技术性能见图1. 25 建筇玻璃与工业玻璃 ?圜盛(1ooo~ 图1日本积水化成隔音胶膜技术性能 向 3提高车窗玻璃隔音性能的技术改进方 1)增加玻璃整体厚度 2)单层安全玻璃改为夹层玻璃 采用多层复合结构,通过不同材质的分层交 错排列,在获得同样隔声量条件下,多层结构要 比单层结构轻得多,且在主要频率范围内(125— 4000)Hz均可超过由质量定律计算得到的隔声量. 3)采用隔音胶膜 4)中空层充惰性气体 5)大窗改为小窗 2.2德国佳氏福隔音胶膜技术性能4隔音结构试制及试验 德国佳氏福隔音胶膜技术性能见图2. 图2德国佳氏福隔音胶膜技术性能 根据改进方向,进行了隔音结构的设计, 共进行了9种玻璃结构的样件试制及隔音试验, 试验方法按照GB/T8485—2002《建筑外窗空气 声隔声性能分级及检测方法》,在相同的环境下 测试计权隔音值,结果见1. 5隔音性能提升措施 表1玻璃样块隔音试验结果 玻璃厚度1O0—315OHz编号玻璃类型结果分析 (mm)平均值(dB) 1普通窗玻璃LP4HP3A6TP619328.8 采用隔音PVB膜代替标准PVB膜,隔音效果 2普通窗玻璃LP4HP4A6P3TP4单层隔音膜23.332.6较为明显 双层隔音PVB膜比单层隔音PVB膜的隔音效 3普通窗玻璃LP4HP4A6P3TP4双层隔音膜23.333.3果提升不大 单层玻璃改夹层玻璃对小于2000Hz的噪音效 4普通窗玻璃LP4HP4A6P3TP4非隔音膜23.3291果不大 ,对大于2000Hz的噪音效果比较明显 单纯增加中空层厚度对低频噪音效果较好,对 5普通窗玻璃LP4HP4A12P3TP4双层隔音膜29.333.7中高频效果不明显 普通窗玻璃LP4HP4Argonl2P3TP4双层隔629 . 333.5中空层充惰性气体隔音效果几乎没有提高音膜 ,中空层充氢气 贴膜普通窗玻璃LP4HP3A6TP6sams719 .629.6玻璃外表面贴隔音膜效果不明显 unle0.3 8紧急窗玻璃THP6A6TP618.327.8 单层玻璃改夹层玻璃提高了中高频隔音性能,9紧急窗玻璃 TP4THP4A rgon12TP4TP429.529.7增加中空层提高了低频隔音性能 26 麟蝣瓣腊瓣懈 I??— 建筇玻璃与工业玻璃 通过试验证实,在控制玻璃总厚度的前提下, 可有效提升玻璃隔音性能的措施如下: 1)使用隔音胶膜 2)增加玻璃厚度 3)玻璃配比不变的情况下增加中空层厚度 6结语 以上仅为使用现有常用材料可采取的车窗玻 璃隔音性能的提升方法,今后可随着材料学的不 断发展,新型有机材料,玻璃原片的应用,进一 步研究提升车窗玻璃隔音性能的方法. 参考文献 [1】马眷荣,罗忆,刘忠伟主编.建筑玻璃应用技术 >).化学工业出版社2005第一版P49 [2]JosephS.Amstock主编.”建筑玻璃实用手册>).清 华大学出版社2004第一版P87 (上接第22页) 可调节的自然新风系统或排气窗. 可用于建筑或纺织品的相变材料虽然有一定 的吸热放热,调温作用,但其作用却十分受限, 因为我们所处的自然气候环境不可能是一会儿 35?,一会儿一35?,夏季处于长时间高温,冬 季处于长时间低温,春秋气候宜人,从健康与自 然的角度,我们应该亲近自然,不宜在建筑墙体 上或生活中广泛使用相变材料. 4)相变材料与气候环境的温度场问题 我国气候复杂,规律性强,大部分地区四季 分明,在最严寒地区冬季,处于气温一20oC以上 的时间有好几个月,处于这种温度场情况下,相 变材料几乎”无热可吸”.而在夏热地区,处于 30oC度以上气温的时间有好几个月,连夜间气温 都是零上30多度,这时,相变材料放热就会使气 候环境更热(大家看到的城市石油沥青路面,它 是最能吸热放热的相变材料,但城市居民却没有 感受到”冬天不冷,夏天不热”的舒适,反而增 加更多的毒害,空气污染和不舒适感).因此, 建筑用相变材料的相变温度调节,受限于环境气 候温度,而决定相变材料的相变调温功能,是环 境温度,而不是相变材料本身. 5)相变材料与自然气候条件问题 人体感到舒适的自然温度范围是25?左右, 高于或低于这个温度1O?以上时,人体就会以 增减衣物的办法,来保持人体温度,基本上不用 其它保温措施,只有在环境温度低于5?或高于 30?时,就会对生活与居住环境有调温和保温要 求.自然环境气候表明,一年四季中处于极冷极 热环境气候,主要是冬季与夏季,而春秋两季气 候宜人,基本上不会有调温保温要求.也就是说 一 年中约有半年左右的时间,自然温度可以满足 人们,相变材料就没有太大调温作用和意义. 6建筑节能降耗面临的实际问题 客观上讲,能源问题是世界面临的重大难题, 我国能源困难问题也很突出,加强资源,能源, 环保,健康方面的研究与宣传教育,鼓励和提倡 人与自然和谐共处,节约和高效利用能源,其解 决问题的根本出路,还必须先从人的能耗行为上, 一 是处罚高能耗,限制能耗,限制能源过度消费 行为,不提倡过分耗能的”温室”生活,二是能 源的高效利用,三是尽可能适应自然气候环境变 化,充分利用自然气候环境条件,利用自然的太 阳能,光能,风能,水气能的调温作用. 27