空气声隔声防护技术研究_燕翔.pdf

1 引言古 代 成 语“隔 墙 有 耳”，意 思 是 隔着 墙 有 人 偷 听，劝 人 说 话 小 声 谨 慎，免得 泄 露。从 现 代 科 学 来 看，“隔 墙 有耳”涉及的是建筑声学的空气声隔声问题。研 究 表 明，通 常 当 建 筑 隔 墙 的 空 气声隔声量大于50dB时，隔壁的普通音量讲 话 是 听 不 到 的。但 是，当 隔 声 量 低 至4 0d B时，在 周 围 环 境 较 为 安 静 的 情 况【摘 要】建筑的空气声隔声问题对声泄漏防护影响很大。本文从隔声量评价方法、材料隔声原理、构造隔声规律及影响因素、隔声防护与保密性等方面进行了全面综合阐述。本文认为，空气声隔声防护的最终效果，不仅受到建筑构件隔声性能的影响，还与声源强度、接收房间安静程度等信噪比因素有关。【关键词】空气声隔声 隔声量 信噪比 保密性【中图分类号】TU112 【文献标识码】A下，则可能“隔 墙 有 耳”，甚 至 是“声声入耳”1。所 谓空气声隔声，即声源发出声音后先将能量辐射到空气中，再通过空气振动传播至墙体、楼板、屋顶、门窗等建筑构件，受到其阻碍而声能降低的现象。属于空 气 声 的 有：人 讲 话 的 声 音、扩 声 系 统的 声 音 等。另 一 种 传 声 是 固 体 声，不 同之 处 在 于 声 源 直 接 作 用 在 建 筑 结 构 上 引起声波，如敲门、楼上跑跳，电 梯 轨 道空气声隔声防护技术研究 燕 翔1 苗春卫2 谢明哲2 赵宗好2 /1清华大学建筑学院建筑声学实验室 2国家保密科技测评中心10|保密科学技术|2023 年 3 月特别策划振 动、电 机 水 泵 基 础 振 动 等 也 属 于 固 体声。影 响 空 气 声 隔 声 的 主 要 因 素 有 缝 隙泄 漏、构 件 质 量、构 件 材 质 构 造 等。一般 地，密 封 越 好、质 量 越 大、构 件 构 造越不利于振动传播，则空气声隔声越好。2 隔声量评价专 业 上 使 用 隔 声 量R（或 称 为 透射 损 失T L）来 表 示 构 件 对 空 气 声 的 隔绝 能 力，它 与 透 射 系 数的 关 系 是：或：(1)透 射 系 数 是 声 波 透 过 构 件 的 声 能 与入 射 声 能 的 比。若 一 个 构 件 透 过 的 声 能是 入 射 声 能 的 千 分 之 一，则，R=3 0d B。越 大 则R越 小，构 件 隔 声性 能 越 差；反 之，越 小 则R越 大，隔声性能越好。同 一 构 造 对 不 同 频 率 的 入 射 声波 有 不 同 的 隔 声 量。人 们 常 用 中 心频 率 为1 2 54k H z的6个 倍 频 带，或1003150Hz的16个13倍频带的隔声量来表示某一个构件的隔声性能2。考虑到 人 耳 听 觉 的 频 率 特 性 和 一 般 构 件 的 隔声 频 率 特 性，人 们 使 用 计 权 隔 声 量Rw作 为 单 一 数 值 评 价 量，这 样 不 同 的 构 件之 间 有 一 定 的 可 比 性。Rw应 按 国 家 标准G B/T5 0 1 2 1 建 筑 隔 声 评 价 标 准 确定。需 要 注 意 的 是，计 权 隔 声 量Rw是 构件 的 自 身 属 性，不 随 材 料 面 积、室 内 吸声 状 况 等 外 界 条 件 的 改 变 而 改 变。尤其 是 不 能 理 所 当 然 地 看 作 相 邻 房 间 的 声级 差（即 发 声 室 声 压 级 减 去 接 收 室 声 压级）。在 建 筑 中，相 邻 房 间 的 声 压 级 差不 仅 与 两 房 间 之 间 的 构 件 隔 声 量 有 关（一 般 地，隔 声 量 越 大，降 噪 量 也 越大），还 与 构 件 的 面 积、房 间 内 的 吸声 量 关 系 很 大。隔 声 量 相 同 时，构 件面 积 越 大，或 接 收 室 吸 声 量 越 少，房间 之 间 的 声 压 级 差 越 小，声 泄 漏 的 防护 性 越 差。一 些 国 家（如 美 国、加 拿 大）的 标 准 中 采 用 标 准 传 声 等 级S T C，基 本 概 念 同Rw，所 不 同 的 是，S T C的 频 率 范 围 在1 2 54k H z3，Rw在1003150Hz。3 单层匀质密实材料隔声规律常 见 的 板 材，如 混 凝 土 板、石 膏板、玻 璃 板、金 属 板、塑 料 板，乃 至 砖墙 等，均 属 于 匀 质 材 料。单 层 材 料 而言，可 以 看 作 是 硬 质 各 向 同 性 的 理 想 平板，其 隔 声 量 决 定 于 质 量 定 律、共 振 效应和吻合效应的共同作用。3.1 质量定律理 论 上，单 层 匀 质 密 实 板 的 面 密度（每 平 方 米 的 重 量）越 大，隔 声 量越 高。在 一 定 范 围 内，面 密 度 每 增 加1倍，隔 声 量 提 高6d B，这 一 规 律 称 为 质量定律。由 质 量 定 律 可 以 看 出，构 件 越 重，隔 声 量 越 有 优 势。同 一 材 料 的 板 材 而言，厚 度 越 大，面 密 度 越 大，空 气 声隔 声 量 越 高。例 如，1 0 0厚 的 混 凝 土墙Rw为4 8d B，2 0 0厚 的 混 凝 土 墙Rw就可 达5 4d B4。相 同 厚 度 的 不 同 材 料，2023 年 3 月|保密科学技术|11特别策划越 重 隔声量越高。例如，塑 料 泡 沫 密 度很 轻，隔 声 量 就 差。同 样是12mm的板材，纸面石膏板的面密度约为10kg/m2，其 隔 声 量 约 为2 8d B，要 比 玻 璃 板（面密 度 约2 5k g/m2）的 隔 声 量3 4d B小很 多4。质 量 定 律 是 控 制 空 气 声 隔 声 的 主 导性 因 素，若 希 望 隔 声 好，必 须 具 有 一 定重量。3.2 共振效应隔 声 与 声 波 频 率 有 关，其 频 率 特 性不 仅 取 决 于 板 材 自 身 的 单 位 面 积 质 量，还 与 刚 度、材 料 的 内 阻 尼 及 板 材 的 边 界条 件 等 因 素 有 关。在 某 较 低 的 频 率 处，板 材 会 发 生 共 振，这 时 振 动 幅 度 很 大，隔 声 量 出 现 极 小 值。任 何 板 材 均 有 共 振频 率，由 于 语 言 主 要 频 率 和 人 耳 听 觉 敏感的频率大多在100Hz以上，因此，共振频率低于100Hz的板材对语言隔声影响较小。一 般 建 筑 构 件 多 为 重 质 板 材 构 成，其共振相对较低，如面密度为2 6 0k g/m2、厚 度 为1 2 0m m砖 墙 的 共 振 频 率 只 有1 02 0H z左 右。当 采 用 重 量 较 低 的材 料 时，共 振 频 率 可 能 进 入 人 耳 听觉 较 敏 感 的 范 围，如6m m厚 的 玻 璃（面 密 度 约1 2k g/m2）的 共 振 频 率 约2 0 03 0 0H z。此 时，可 采 用 多 层 结构，提 高 复 合 构 件 的 整 体 重 量，如 采 用3层 中 空 玻 璃，一 方 面 共 振 频 率 可 下 降到100Hz以下，另一方面利用了质量定律增加的效果，获得隔声的双重提升。轻 薄 材 料 的 共 振 效 应 较 为 强 烈，如12m m厚 度 的 金 属 板 出 现 共 振 时 隔 声受 到 很 大 影 响。可 在 板 上 敷 贴 或 涂 刷 阻尼 材 料，减 弱 共 振 的 振 动 幅 度，提 高 隔声 量。例 如，为 了 提 高 普 通 玻 璃 的 隔 声效 果，人 们 采 用 了 一 种 夹 胶 玻 璃，即 在两 层 玻 璃 之 间 夹 上 一 层 透 明 的P V B胶质 材 料，形 成 密 致 结 合 的 整 体，可 看 作是 单 层 玻 璃 的 一 种。两 层 玻 璃 之 间 所 夹PVB胶片属于柔性材料，对玻璃的振动能 够 形 成 约 束 阻 尼，对 共 振 具 有 较 好 的振 动 抑 制 作 用，使 共 振 在 频 率 曲 线 上 的隔 声 低 谷 变 浅，有 利 于 提 高 低 频 的 隔 声性能。3.3 吻合效应声 波 接 触 墙 板 等 构 件 后，墙 板 除 了垂 直 方 向 的 受 迫 振 动 以 外，还 有 沿 着 板面 方 向 的 受 迫 弯 曲 振 动。当 受 迫 弯 曲波 传 播 速 度 等 于 板 固 有 的 自 由 弯 曲 振 动波 的 传 播 速 度 时，将 发 生“吻 合”，这时 板 就 非 常 顺 从 地 跟 随 入 射 声 波 弯 曲，造 成 声 能 大 量 地 透 射 到 另 一 侧 去，形 成隔 声 量 的 低 谷，这 种 现 象 被 称 作 吻 合 效应。隔 声 频 率 特 性 曲 线 上，隔 声 量 低 谷称 为“吻 合 谷”，吻 合 谷 的 最 低 频 率 对应 声 波 掠 入 射 时 发 生 吻 合 效 应 的 最 低 频率，被称为吻合临界频率fc。轻、薄、柔 类 材 料 的 墙f c高，吻 合效 应 弱；厚、重、刚 类 材 料 的 墙fc低，吻 合 效 应 强。1 2m m、1 5m m纸 面 石 膏板 的f c分 别 为3.1 5k H z和2k H z左 右。1 2m m板 在3.1 5k H z处 的 隔 声 量 产 生 下降，1 5m m板 在2k H z处 的 隔 声 量 下 降更 为 严 重，甚 至 下 降 的 趋 势 强 过 质 量 定律，造 成 在 这 一 频 率 位 置 上 隔 声 量 比1 2m m的 板 还 低 很 多。双 层 相 同 的 板 叠合的吻合频率fc和单层板基本 等 同，由于 双 层 造 成 振 动 叠 加，吻 合 效 应 更 加12|保密科学技术|2023 年 3 月特别策划剧 烈，吻 合 谷 会 变 得 更 深。如 果 使 用不 同 厚 度 的 板 进 行 叠 合，吻 合 谷 将 彼此 错 开，且 每 个 吻 合 谷 都 较 浅，对 隔声 性 能 有 利。实 际 中，双 层 板 的 剧 烈吻 合 效 应 是 非 常 明 显 的，会 造 成 双 层1 5m m板 构 造 的 隔 墙 在3 1 5 0H z附 近 的隔 声 量 反 倒 低 于 双 层1 2m m板 的 隔 墙。一 层1 2m m和 一 层1 5m m板 叠 合 的 隔 墙比 双 层1 5m m隔 墙 的 面 密 度 低，但 隔 声量 反 倒 会 提 高,这 是 吻 合 效 应 被 减 弱 的结 果。影 响 吻 合 效 应 的 因 素 比 较 复 杂，最 直 接 的 是 面 密 度，还 和 材 料 的 弹 性模 量、厚 度、泊 松 比 等 条 件 有 关。在受 吻 合 效 应 影 响 的 频 率 范 围 内，减 小面 密 度，吻 合 临 界 频 率f c会 变 高，而且 吻 合 效 应 会 变 弱，对 隔 声 有 利。面密 度 较 大、较 厚 的 轻 质 隔 墙，如 加 气混 凝 土 板、石 膏 砌 块 等，f c往 往 会出 现 在2 5 02k H z的 范 围 内，越 重越 厚 的 轻 质 板，越 在 隔 声 曲 线 的 中 低频 范 围 内 出 现 很 深 的“吻 合 谷”，严重 限 制 了 墙 板 的 隔 声。即 使 做 成 中 间附 有 空 气 层 双 层 墙，也 会 因 为 吻 合 效应 的 叠 加 造 成 隔 声 量 提 高 受 到 限 制，例 如 双 层9 0m m厚 加 气 混 凝 土 板，中空5 0m m，隔 声 量Rw只 能 达 到4 8d B左 右，而 同 样 重 量 的 双 排 龙 骨 六 层1 2m m纸 面 石 膏 板 墙（三 道 墙 板，每道 两 层 纸 面 石 膏 板）的 隔 声 量Rw可 达6 0d B，这 主 要 是 因 为1 2m m厚 纸 面 石膏 板 的 吻 合 谷 大 致 在3 1 5 04k H z范 围内，几 乎 偏 出 了 隔 声 评 价 的 主 要 频 率范 围，而9 0m m厚 加 气 混 凝 土 板 的 吻 合谷 在3 0 05 0 0H z，正 是 语 言 频 率 感 兴趣 的 范 围，且 吻 合 效 应 也 更 强 烈。4 双层板隔声规律 4.1 双层板中空从 质 量 定 律 可 知，单 层 板 厚 度 增 加一 倍，即 单 位 面 积 质 量 增 加 一 倍，理论 隔 声 量 只 增 加6d B，实 际 上 还 不 到6d B。显 然，靠 增 加 厚 度 来 提 高 隔 声 量是 不 经 济 的，而 且 增 加 了 结 构 的 自 重，也 是 不 合 理 的。如 果 把 板 材 一 分 为 二，做 成 双 层 结 构，中 间 留 有 空 气 间 层，总重 量 没 有 变，而 隔 声 量 会 比 单 层 玻 璃 提高 很 多。换 句 话 说，两 边 等 厚 的 双 层板 虽 然 比 其 中 一 层 板 用 料 多 了 一 倍，重 量 加 了 一 倍，但 隔 声 量 的 增 加 要 超 过6dB。双 层 板 可 以 提 高 隔 声 能 力 的 主 要 原因 是 空 气 间 层 的 作 用。空 气 间 层 可 以 看作 是 与 两 层 板 相 联 的“弹 簧”，声 波 入射 到 第 一 层 板 时，使 板 发 生 振 动，此 振动 通 过 空 气 间 层 传 至 第 二 层 板，再 由 第二 层 板 向 邻 室 辐 射 声 能。由 于 空 气 间 层的 弹 性 变 形 具 有 减 振 作 用，传 递 给 第 二层 板 的 振 动 大 为 减 弱，从 而 提 高 了 总 的隔 声 量。双 层 隔 声 量 可 以 用 单 位 面 积 质量 等 于 双 层 板 面 积 质 量 之 和 的 单 层 玻 璃的 隔 声 量 加 上 一 个 空 气 间 层 附 加 隔 声 量来表示。空 气 间 层 附 加 隔 声 量 与 空 气 间 层 的厚 度 有 关。根 据 大 量 实 验 结 果 的 综 合，两 者 的 关 系 如 图1所 示。图1中 实 线 是双 层 板 完 全 分 开 时 的 附 加 隔 声 量。但 是实 际 工 程 中，两 层 板 之 间 常 是 有 连 接的，如 纸 面 石 膏 板 墙 或 顶 的 支 撑 龙 骨。这 些 连 接 能 够 传 递 声 音 能 量，使 附 加 隔声 量 降 低。降 低 到 的 低 限 值 是 图1虚 线所 示。一 般 情 况 下，空 气 层 引 起 的 附 加2023 年 3 月|保密科学技术|13特别策划隔声量基本在虚线和实线之间。如 果 在 板 与 板 之 间 的 中 空 腔 体 内 填入 吸 声 棉，由 于 狭 小 空 腔 所 形 成 的 声 场对 声 波 剧 烈 耗 能 作 用，还 会 进 一 步 增 加附 加 隔 声 量。例 如，在7 5m m空 腔 的纸 面 石 膏 板 轻 质 隔 墙 的 中 空 内 层 满 填5 0m m厚（仍 留2 5m m空 气 层）的 吸 声棉，附 加 隔 声 量 将 增 加 将 近5d B，隔声 效 果 相 当 于 质 量 定 律 增 加 了 一 倍 的重 量。4.2 双层板共振因 为 空 气 间 层 的 弹 性，双 层 玻 璃 及其 空 气 间 层 组 成 了 一 个 振 动 系 统，其 共振频率f0可由下式得出：Hz (2)式 中，m1、m2表 示 每 层 墙 的 单 位面积质量，单位为kgm2；L表示空气间层厚度，单位为cm。当 入 射 声 波 频 率f0相 同 时，会 发 生共 振，声 能 透 射 显 著 增 加，隔 声 量 有很 大 下 降；只 有 当以 后，双 层 墙的 隔 声 量 才 能 使 用 前 面 的 附 加 隔 声 量方 法，隔 声 量 才 会 提 高。图2为 双 层 板的 隔 声 量 与 频 率 的 关 系。虚 直 线 表 示重 量 与 双 层 墙 总 重 量 相 等 的 单 层 板 的隔 声（按 质 量 定 律）。为 了 使f0不 落 在主 要 听 觉 声 频 范 围 内，在 设 计 时 应 使。4.3 双层板吻合效应双 层 板 的 每 一 层 都 会 产 生 吻 合 现象，如 果 两 侧 板 是 同 样 厚 度 的，则 两 者的 吻 合 临 界 频 率fc是 相 同 的，在fc处，双 层 板 的 隔 声 量 会 下 降，出 现“更 深的”吻 合 谷。如 果 两 侧 的 板 不 一 样 厚，则 两 者 的 吻 合 临 界 频 率 不 一 样，可 使 两者 的 吻 合 谷 错 开。这 样，双 层 墙 隔 声 曲线上不至于出现太深的低谷。另 外 一 种 降 低 吻 合 效 应 影 响 的 方 式是采用阻尼。4.4 其他因素4.4.1 声桥板 材 直 接 固 定 在 龙 骨 上 时，受 声 一侧 板 的 振 动 会 通 过 龙 骨 传 到 另 一 侧 板，这 种 像 桥 一 样 传 递 声 能 的 现 象 被 称 为 声图1 空气间层的附加隔声量 4 图2 双层墙的隔声与频率的关系 4 频率（Hz）空气层厚度（cm）1024681012142345678910 11 12空气层厚度（cm）123456889101112附加隔声量R（dB）附加隔声量R（dB）隔声量（dB）14|保密科学技术|2023 年 3 月特别策划桥。声 桥 越 多、接 触 面 积 越 大、刚 性 连接 越 强，声 桥 现 象 越 严 重，隔 声 效 果 越差。轻 钢 龙 骨 本 身 刚 度 比 较 小，弹 性 较好，对 两 侧 板 材 的 声 桥 作 用 要 好 于 矩 形截 面 的 木 龙 骨 和 石 膏 龙 骨，因 此，轻 钢龙 骨 石 膏 板 隔 墙 要 比 相 同 构 造 的 木 龙 骨和 石 膏 龙 骨 隔 墙 隔 声 效 果 好。将C型 龙骨 改 制 成 截 面 是M型 或Z型 的 龙 骨，或在 板 材 和 龙 骨 之 间 加 弹 性 垫（如 弹 性 金属 条 或 弹 性 材 料 垫）等，使 龙 骨 具 有 更好的弹性，均有利于减弱声桥等影响。为 了 减 少 声 桥，获 得 更 高 的 隔 声量，有 时 将 龙 骨 结 构 做 成 错 列 结 构 和 双层 结 构。错 列 结 构 是 竖 龙 骨 错 列 分 立，两 边 板 不 同 时 固 定 在 一 根 龙 骨 上，天 地龙 骨 共 用 一 套；双 层 结 构 是 天 地 龙 骨 和竖 龙 骨 分 别 做 两 层，中 间 没 有 任 何 连接，板固定在各自的龙骨上。4.4.2 板缝和孔洞隔 墙 上 如 果 出 现 缝 隙 和 孔 洞，会 大大 降 低 隔 墙 的 隔 声 量。假 如 墙 体 本 身 的隔 声 量 达 到5 0d B，而 墙 上 有 万 分 之 一的 缝 隙 和 孔 洞，则 综 合 隔 声 量 将 下 降 到4 0d B。为 了 防 止 墙 板 和 原 建 筑 结 构 之间 的 缝 隙，有 时 在 墙 体 四 周 垫 入 塑 料 弹性 胶 条，目 的 是 防 止 缝 隙 漏 声。条 板 墙安 装 时，拼 接 处 勾 缝 对 隔 墙 隔 声 影 响 很大，勾缝腻子或沙浆必须饱满密实。4.4.3 施工影响以 下 因 素 对 隔 声 的 影 响 并 非 由 墙 板本 身 引 起，而 是 由 设 计、施 工、整 体 结构 等 方 面 疏 忽 造 成 的，这 些 因 素 有 时 造成隔声量下降非常严重。（1）双 层 板 板 与 板 之 间 空 腔 内 填棉 未 满 铺，或 棉 钉 粘 合 不 牢 固，过 一 段时 间 后 棉 体 下 坠（离 心 玻 璃 棉 常 出 现 这种 情 况），出 现 填 棉 缝 隙。这 种 情 况 严重时可能引起35dB隔声量的下降。（2）隔 墙 外 框 和 房 屋 结 构 刚 性 连接，未 按 规 定 垫 入 弹 性 垫 条，结 构 受 荷变 形 或 结 构 振 动，造 成 板 缝 开 裂，形 成缝隙漏声。（3）管 道 穿 墙，未 按 规 定 要 求 密封 处 理，造 成 孔 隙；电 器 开 关 盒、插 销盒 在 墙 上 暗 装，未 按 规 定 要 求 做 内 嵌 石膏 板 盒 隔 声 处 理，造 成 隔 声 薄 弱 环 节；甚 至 隔 墙 两 边 电 器 盒 对 装 而 不 做 任 何 处理，都会大大降低隔声性能。（4）在 实 际 建 筑 物 中，2个 房 间 除了 隔 墙 传 声 外，还 有 其 他 途 径 引 起 声 音从 一 个 房 间 进 入 另 一 个 房 间，这 些 途径 的 传 声 称 为 侧 向 传 声，如 地 面 结 构 传声、侧 墙 结 构 传 声、门 窗 传 声、管 道 风道 传 声 等。有 些 有 吊 顶 的 大 房 间 分 隔 成一 些 小 间，因 为 先 做 的 吊 顶，小 间 隔 墙只 做 到 吊 顶 下 沿，而 没 有 延 伸 到 结 构 层楼 板 底，出 现 吊 顶 内 的 侧 向 传 声，造 成房间实际隔声量比隔墙隔声量低很多。5 隔声防护5.1 声音保密性声 音 保 密 性 是 指 人 讲 话 的 言 语 声 不易 被 听 懂 的 程 度。听 懂 与 否 是 一 个 心 理学 概 念，存 在 主 观 能 力 差 异。客 观 表 征是清晰度（speech intelligibility），即是否清晰地听到，可设全听清为1，完全 听 不 清 为0。例 如，清 晰 度AI=0.4，可 代 表 讲 了1 0 0个 字（或 音 节），听 清了 其 中 的4 0%。从 心 理 学 角 度 而 言，听 懂 一 句 话 不 见 得 需 要 完 全 听 清 每 一个 字。在 汉 语 中，通 过 上 下 文 判 断，2023 年 3 月|保密科学技术|15特别策划0.30.4的清晰度也能听懂。信 噪 比 是 影 响 清 晰 度 的 重 要 因 素 之一，也 就 是，讲 话 音 量 越 小，环 境 噪 声干 扰 越 大，则 越 不 容 易 听 清 楚，声 音 保密性也就越好。5.2 隔声与保密性关系人 说 话 产 生 的 语 音 主 要 由 元 音 和 辅音 等 音 节 复 合 而 成。通 过 听 清 音 节 及 音节 之 间 的 关 联，就 听 清 了 语 义。元 音 的声 能 主 要 集 中 在5 0 0H z以 下 的 低 频，且 持 续 时 间 较 长（2 0 08 0 0m s），辅音 的 声 能 相 对 于 元 音 要 小 很 多，且 主 要集 中 在1k2k H z甚 至 以 上 的 高 频，持续 时 间 也 较 短（大 部 分 为 几 十 毫 秒）。由 此，辅 音 的 音 节 清 晰 度 对 听 觉 极 为 关键。人 的 耳 道 类 似 一 段 小 管 子，大 约2.53c m长，会 在2k3k H z产 生 共 振而 放 大 声 音，具 有 促 进 听 清 辅 音 的 作用。但 是，耳 道 这 种 机 制 也 有 缺 点，当人 变 老 时，由 于 长 期 的 刺 激，会 首 先失 去2k3k H z辅 音 的 听 觉 敏 感 性 而 降低 听 力 水 平，即 俗 语 讲 的“人 老 耳 先衰”，实 际 上 并 不 是 听 不 到 声 音 了，而是 辅 音 听 觉 下 降 造 成 听 不 清 单 词 进 而 语义理解能力下降。从 隔 声 角 度 而 言，大 部 分 建 筑 构 件中 高 频 隔 声 量 更 大，对 辅 音 隔 绝 的 能 力更强，这对保证言语保密性有利。表1给 出 了 空 气 声 隔 声 量Rw与 保 密性的关系。5.3 背景噪声对保密性的影响背 景 噪 声 对 语 言 可 懂 度 的 影 响 与“信 噪 比”有 关，信 噪 比 是 言 语 信 号 减去 背 景 噪 声 的 声 压 级 差 值。相 关 研 究表 明，当 信 噪 比 为0d B时，即 背 景 噪 声等 于 言 语 声 级 时，音 节 可 懂 度 将 低 于6 0%；信 噪 比 大 于1 0d B时，可 懂 度 达9 9%以 上；信 噪 比 小 于1 0d B时，可 懂度 低 于20%。可 以 看 出，即 使 语 音 低 于背 景 噪 声，人 们 也 具 有 一 定 理 解 能 力，这 是 因 为 人 脑 是 一 个 超 级 灵 敏 的 计 算 系统，若 听 懂60%以 上 的 音 节，通 过 上 下文 之 间 的 关 联，整 个 句 子 基 本 上 都 能 听懂 了。如 果 音 节 可 懂 度 低 于40%，听 众会 感 到 严 重 的 听 音 困 难，即 便 通 过 上 下文推断，也只能隐约知其含义。衡 量 背 景 噪 声 对 言 语 的 干 扰 程 度 可采 用 言 语 干 扰 级（S I L），即 在 言 语 频率 范 围 内，5 0 0、1k、2k、4k H z（倍频 带）的 背 景 噪 声 的 平 均 值6。S I L值表1 空气声隔声量Rw与声音保密性的关系5标准计权隔声量Rw(dB)声音保密性020 完全没有保密性（两个房间之间的声音听闻清晰）2040 部分保密性（在低背景噪声条件下可听闻声音）4055 较高保密性（在低背景噪声条件需要提高声音才能听到）5565 完全保密性（在低背景噪声条件最大声喊叫才能听到）70以上 保密性极限，几乎不能听到声音16|保密科学技术|2023 年 3 月特别策划越 大 或 语 音 的 声 级 越 小，听 音 可 懂 度 就越差。由 图3可 以 看 出，正 常 语 言 交 流较 好 的S I L应 小 于4 0d B，当S I L超 过6 0d B正 常 讲 话 的 言 语 声 就 难 于 听 清了；S I L超 过9 0d B，讲 话 距 离 就 必 须缩 短 几 米 范 围 并 加 大 音 量；S I L超 过11 0dB，只 能 在 耳 边（0.2 5m以 内）大声喊叫才能听懂了。隔 声 通 过 降 低 言 语 声 的 能 量，使 人无 法 听 清 声 音，从 而 保 证 了 保 密 性。另外，在 听 音 环 境 中，适 当 地 增 加 背 景 噪声，如 使 用 噪 声 掩 蔽 器，提 高 言 语 干 扰级（S I L），也 可 以 为 隔 声 提 供 进 一 步的保密性保障。6 结语重 要 场 所 的 声 音 保 密 作 为 防 护 手段，对 信 息 安 全 保 密 整 体 来 说 是 关 键 一环。保 护 声 音 信 息，需 要 综 合 采 用 技 术手 段 和 管 理 措 施。对 于 空 气 声 隔 声 的 防护 来 说，一 方 面 要 进 一 步 提 高 隔 声 防 护图3 SIL对言语交流的影响量，尽 可 能 降 低 泄 漏 的 声 音 强 度；在 工艺 上、材 料 上 加 大 研 究 力 度，确 保 隔 声量 的 同 时，减 少 重 量，沿 着 轻 型 化 的 方向 前 进。另 一 方 面 要 合 理 利 用 背 景 噪声，加 大 声 掩 蔽 的 声 源 研 究 和 科 学 布局，在 确 保 能 够 干 扰 防 护 的 基 础 上，增加舒适度。参考文献1 谭华,丁国强.建筑隔墙的隔声现状与改进 C.中国硅酸盐学会 2003 年学术年会.2 GB/T 50121-2005,建筑隔声评价标准 S.2005.3 Stewart N D.Evolution of ASTM E90 for Measurement of Sound Transmission Loss and Related StandardsJ.The Journal of the Acoustical Society of America,2015,137(4):2215.4 秦佑国,王炳麟.建筑声环境 M.北京:清华大学 出版社,1999.5 詹姆斯 考恩,李晋奎,等.建筑声学设计指南M.北京:中国建筑工业出版社,2004.6 陈艾婷.噪声下言语测听材料的开发和相关 研究 D.西安:第四军医大学,2012.50 40806090801201001101250.250.5124谈话间的距离mSIL不可能话音极限最大发音努力困难可以用正常音量通话正常提高音量非常响喊声期望通话声压级通话音量（）（dB）2023 年 3 月|保密科学技术|17特别策划