車窗玻璃隔音性能提升技術研究

楊愛蓮 孫 彥 張方濤 汪海燕 王立闖

（1 南車青島四方機車車輛股份有限公司技術中心，山東 青島 266111；2 中國建材檢驗認證集團有限公司，北京 100024）

車窗作為列車采光及旅客觀察沿途景觀的主要界面，面積通常占列車整個側墻面積的15%以上，對噪音傳入車廂內的貢獻較大，另外，隨著列車運行速度的提高，車外噪音隨之增大，因此，在車窗設計過程中必須根據聲學原理選擇適當的結構和材料，來提高其隔音降噪性能，改善乘客舒適度。

1 影響車窗玻璃隔音性能的因素

1.1 玻璃的厚度

車窗玻璃對聲波有一定的反射作用，在其它參數一致的情況下，車窗玻璃中使用的玻璃總厚度越厚隔音性能越好。

1.2 PVB 膜的使用

由于PVB（聚乙烯醇縮丁醛）膜具有對聲波的阻尼功能[1]，而夾層玻璃是在兩層普通玻璃之間夾入一層PVB 膠片而制成的特種玻璃，夾層玻璃能有效的減少低于1000-2000Hz 范圍的諧振，在此頻率范圍內，普通玻璃能高效傳輸聲音[2]。因此將中空玻璃的一片或兩片改為夾層玻璃,有效的提高中空玻璃的隔聲性能。兩片都采用夾層玻璃又比僅一片采用夾層玻璃隔聲性能更好。

另外，相同厚度的隔音膠膜較普通PVB 膜有更為優越的對聲波的阻尼功能，因此，使用隔音膠膜能有效提高玻璃隔音性能。

1.3 內、外層玻璃的諧振

當中空玻璃空氣層的厚度在6.35mm 至25.4mm 時，內、外片玻璃如厚度及質量一致，會發生共振耦合[2]，隔音性能較玻璃總厚度及空氣層相同，內、外片玻璃不等厚的中空玻璃差，因此，設計時應避免內、外層玻璃總厚度一致。

1.4 中空層的氣體成分

普通中空玻璃中空層內填充干燥空氣，在中空玻璃空氣內填充惰性氣體（如氬氣）也是提高中空玻璃隔音性能的一種方法。

2 隔音膠膜情況調研

2.1 日本積水化成隔音膠膜技術性能

日本積水化成隔音膠膜技術性能見圖1。

圖1 日本積水化成隔音膠膜技術性能

2.2 德國佳氏福隔音膠膜技術性能

德國佳氏福隔音膠膜技術性能見圖2。

圖2 德國佳氏福隔音膠膜技術性能

3 提高車窗玻璃隔音性能的技術改進方向

1）增加玻璃整體厚度

2）單層安全玻璃改為夾層玻璃

采用多層復合結構，通過不同材質的分層交錯排列，在獲得同樣隔聲量條件下，多層結構要比單層結構輕得多，且在主要頻率范圍內（125-4000）Hz均可超過由質量定律計算得到的隔聲量。

3）采用隔音膠膜

4）中空層充惰性氣體

5）大窗改為小窗

4 隔音結構試制及試驗

根據改進方向，進行了隔音結構的方案設計，共進行了9 種玻璃結構的樣件試制及隔音試驗，試驗方法按照GB/T8485-2002 《建筑外窗空氣聲隔聲性能分級及檢測方法》，在相同的環境下測試計權隔音值，結果見表1。

5 隔音性能提升措施

表1 玻璃樣塊隔音試驗結果

通過試驗證實，在控制玻璃總厚度的前提下，可有效提升玻璃隔音性能的措施如下：

1）使用隔音膠膜

2）增加玻璃厚度

3）玻璃配比不變的情況下增加中空層厚度

6 結 語

以上僅為使用現有常用材料可采取的車窗玻璃隔音性能的提升方法，今后可隨著材料學的不斷發展，新型有機材料、玻璃原片的應用，進一步研究提升車窗玻璃隔音性能的方法。

[1]馬眷榮，羅憶，劉忠偉主編.?建筑玻璃應用技術?.化學工業出版社 2005 第一版 P49

[2]Joseph S.Amstock 主編.?建筑玻璃實用手冊?.清華大學出版社 2004 第一版P87