隔音材料材质的要求是密实无孔隙或缝隙;有较大的重量。由于这类隔音材料密实,难于吸收和透过声能而反射能强,所以它的吸音性能差。隔音材料可使透射声能衰减到入射声能的10-3~10-4倍或更小,为方便表达,其隔音量用分贝的计量方法表示。
在共振频率fr以下,双层隔音的效果如同没有空气层的一层(m1+m2)的隔音效果;在fr以上一段频率范围,双层隔音效果接近于两个单层隔音的传递损失之和;在更高的频率,当空气层厚度l为四分之一波长的奇数倍时,双层隔音效果相当于两个单层的传递损失之和再加6db,l为波长的偶数倍时,双层隔音效果相当于两个单层合在一起的传递损失再增加6db,在其它频率,传声损失在这两个值之间。所以在总体上,当频率大于fr时,双层隔音结构显著地提高了隔音效能。
隔音材料在物理上有一定弹性,当声波入射时便激发振动在隔层内传播。当声波不是垂直入射,而是与隔层呈一角度 θ 入射时,声波波前依次到达隔层表面,而先到隔层的声波激发隔层内弯曲振动波沿隔层横向传播,若弯曲波传播速度与空气中声波渐次到达隔层表面的行进速度一致时,声波便加强弯曲波的振动,这一现象称吻合效应。这时弯曲波振动的辐度特别大,并向另一面空气中辐射声波的能量也特别大,从而降低隔音效果。
双层隔音结构,单位面积质量分别为m1、m2,中间空气层厚度为l。双层结构的传递损失可以进行理论计算,结果比较复杂,在不同频率范围可以得到不同的简化表示,这里只作定性介绍。
根据质量定律,频率降低一半,传递损失要降6db;而要提高隔音效果时,质量增加一倍,传递损失增加6db。在这一定律支配下,若要显著地提高隔音能力,单靠增加隔层的质量,例如增加墙的厚度,显然不能行之有效,有时甚至是不可能的,如上的隔音结构。这时解决的途径主要是采用双层以至多层隔音结构。
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