隔音等级 STC 模拟器

这是一个用于评估墙体和隔间隔音性能的工具，采用美国规格 STC（Sound Transmission Class）。通过改变面密度、单层/双层墙的切换、空气层厚度和临界频率，125～4000 Hz 的传声损失曲线和 STC 等级会实时更新，可用于住宅、工作室和办公室隔间的隔音设计。

参数设置

墙壁类型

选择单层面板或双层墙（中间空气层）

面密度 m

kg/m²

每平方米墙体的质量。石膏板 12mm≈10、混凝土 150mm≈360

双层墙空气层 d

仅在双层墙模式下有效。确定质量弹簧共振频率

入射角 θ

声波入射到墙面的角度。实测现场入射约相当于 45°

临界频率 f_c

石膏板 12mm≈3000、胶合板 12mm≈1500、混凝土 150mm≈100Hz

计算结果

—

面密度 m (kg/m²)

—

500Hz 传声损失 (dB)

—

STC 等级

—

125Hz TL (dB)

—

4000Hz TL (dB)

—

隔音性能评判

—

墙壁隔音可视化 — 入射音和透过音

从左边红色入射声波，通过墙壁到右边蓝色透过声波（减弱）。双层墙模式下中间出现空气层。波的振幅根据质量规律衰减。

传声损失 TL vs 频率（1/3 八度带）

STC 等级 vs 面密度

理论与主要公式

$$R = 20\log_{10}(m\,f) - 47 \,[\text{dB}],\qquad f_{msm} = 60\sqrt{\frac{2}{m\,d}}\,[\text{Hz}]$$

Berger 质量规律 R（垂直入射的传声损失，dB）和双层墙的质量弹簧共振频率 f_msm。m 为面密度 (kg/m²)，f 为频率 (Hz)，d 为空气层厚度 (m)。

$$R_{\text{field}} = R - 5 \,[\text{dB}],\qquad \text{STC} \approx R_{\text{field}}(500\,\text{Hz})$$

实测随机入射比垂直入射低约 5 dB。STC 由 ASTM E413 标准轮廓曲线确定，但实际上与 500 Hz 的 TL 大致相等。

质量规律是单层墙的最简单近似。实际情况因弯曲波、临界频率效应和漏声而更差。

隔音等级 STC 与质量规律

🙋

隔壁房间的声音从墙里传出来，这是由墙的什么决定的呢？厚度？材料？

🎓

好问题。在建筑声学领域，我们用美国规格"STC（Sound Transmission Class）"这个数字来评估墙壁的隔音性能。简单来说就是"墙能减弱多少声音"用一个数字表示。最关键的因素不是厚度或材料本身，而是"面密度（每平方米多重）"。混凝土 150mm 大约 360 kg/m²，石膏板 12mm 大约 10 kg/m²。墙越重，声音越难通过——这是基本原理。

🙋

原来如此！重量很重要啊。那就一直增加面密度不就行了？我发现左边"面密度 m"增加，STC 就不断增加……可以一直加下去吗？

🎓

这里很关键。根据质量规律（mass law）和 Berger 公式 R = 20·log10(m·f) − 47，即便面密度加倍，传声损失也只增加约 6 dB。比如把石膏板从 12mm 增加到 24mm，STC 也只从 30 左右增加到 36。加重投资效率越来越低——这是个麻烦的特性。所以实际工作中，增加到一定程度后，标准做法是切换到"双层墙"。

🙋

我看到左边的选项有"双层墙"。单单加倍面密度没用，为什么加一堵墙就会好呢？

🎓

很好的观察。双层墙作为"质量-弹簧-质量"系统运行。两块面板通过空气弹簧连接。当频率高于共振频率 f_msm = 60·√(2/(m·d)) Hz 时，隔音性能远超单层墙的质量规律。比如两块各 25 kg/m² 的面板用 100 mm 空气层隔开，f_msm ≈ 54 Hz，该频率以上可获得 +10 dB 以上的改善。所以即使总质量更轻，隔音性能也更好。这就是为什么工作室和酒店隔音墙几乎都用双层的。

🙋

图表上 1000 Hz 附近有个地方 TL 突然下降。这是什么？

🎓

这就是"临界频率效应"。墙内传播的弯曲波波长与入射音的见面波长相等时，在频率 f_c 处，墙会与声音产生共振，导致声音更容易通过。f_c 由墙的厚度、密度和刚性决定。比如 12mm 石膏板约 3000 Hz，12mm 胶合板约 1500 Hz。如果这个频率落在人类最敏感的 1～4 kHz 范围内，会让 STC 下降 3～5 个点。对策是用多层面板来错开共振频率，或夹入制振材料。实际建筑中经常使用石膏板加遮音膜的三明治结构。

🙋

那实际的住宅隔音墙、对吧，需要达到多少 STC？

🎓

美国住宅建规（IBC）要求分户墙 STC50 以上，酒店客房间 STC55，音乐工作室 STC65 以上。日本公寓常见的轻钢龙骨（LGS）加两层石膏板、填充玻璃棉的双层墙能达到 STC52～56，单独 180mm 混凝土约 STC55。要超过 STC60 需要多层面板、玻璃棉填充、遮音膜、缘切型通道（resilient channel）等多重措施配合。

常见问题

STC 是 ASTM E413 定义的美国墙壁隔音性能等级，根据 125～4000 Hz 的 16 个 1/3 八度带测得的传声损失 TL 曲线，通过标准轮廓曲线进行拟合，最终汇总成一个数值。实际上 STC 与 500 Hz 的 TL 大致相等，本工具也采用此近似值。STC 值越大，墙壁的隔音性能越高。住宅隔音墙 STC50 以上，音乐工作室 STC60 以上是一个目标。

质量规律（mass law）是指单层墙的传声损失 TL 与面密度 m 和频率 f 的乘积的对数成正比的基本规律，用 Berger 公式 R = 20·log10(m·f) − 47 dB 表示。根据该公式，面密度 m 加倍或频率 f 加倍，TL 各增加约 6 dB。例如，25 kg/m² 的墙将面密度增至 50 kg/m²，500 Hz 处的 TL 从约 35 dB 改善至 41 dB。但实际墙壁由于弯曲波、临界频率效应和缝隙漏声，通常比质量规律低 3～10 dB。

双层墙由两块面板通过空气层连接而成，作为质量-弹簧-质量系统运行。当频率高于共振频率 f_msm = 60·√(2/(m·d)) Hz 时，隔音性能远超单层墙的质量规律。例如，两块 25 kg/m² 的面板用 100 mm 空气层隔开，f_msm ≈ 54 Hz，该频率以上可获得 +6～15 dB 的改善。但在 f_msm 附近会出现 TL 衰减凹陷，故需要加厚空气层、填充玻璃棉、避免刚性连接等措施。

临界频率效应是指墙体内传播的弯曲波波长与入射音波见面波长相等时的频率 f_c，此时 TL 会急剧下降。f_c 由墙体厚度、密度和刚性决定。例如，12 mm 石膏板约 3000 Hz，5 mm 铅板约 5000 Hz，12 mm 胶合板约 1500 Hz。对策包括多层面板来错开共振频率、加入制振层（粘弹性材料）、增加面密度实现整体提升等。本工具在 f_c 附近将 TL 降低 5 dB 以示其效果。

实际应用

集合住宅隔音墙和地板：公寓和住宅的相邻户间墙、楼上楼下地板是生活噪音纠纷的主要原因。日本住宅性能表示制度采用 D 值（JIS 隔音等级），而美国规范要求分户墙 STC50 以上。轻钢龙骨（LGS）加两层石膏板加玻璃棉填充的双层墙是标准设计，可达到 STC52～56。本工具可快速估算面密度和双层效果，然后进行详细实测和模拟。

音乐工作室·录音室：需要同时抑制外部侵入音和内部漏声，要求 STC65～75 的极高性能。实现方式包括"房中房"结构（在建筑内再建一个浮动结构）、多层墙加不同共振频率的面板组合、门窗密封加强、构造体缘切等多层措施。本工具可用来确认单层墙的质量规律上限，估算双层墙的效果。

办公室·会议室隔间：个人面谈室、医疗诊室、呼叫中心隔间通常需要 STC40～50 隔音等级。干式隔间（LGS 加石膏板）较常见，增加面密度的效果不如"不留缝隙""充填玻璃棉""切断天花板漏声"来得有效。本工具的计算是理想墙壁的上限，现场施工通常比计算值低 5～10 dB。

家庭影院·声学设计：5.1 声道低音炮的低频容易穿过墙，是邻居纠纷典型。低频段（63～250 Hz）质量规律 TL 较小，双层墙的质量弹簧共振频率 f_msm 需要特别注意。本工具可通过调整空气层厚度来降低 f_msm，加入玻璃棉来抑制共振，制定低频隔离策略。结合浮动地板来隔断结构传声。

常见误解与注意事项

首先最大的陷阱是"STC 值不会如计算值一样出现"。本工具返回的是 Berger 质量规律下理想墙壁的上限值，实际建筑通常比计算值低 5～10 dB。原因包括：(1) 临界频率效应导致的中高频衰减，(2) 通过结构体（柱梁）的旁路传声（flanking noise），(3) 插座、管道穿孔、窗框缝隙的漏声，(4) 双层墙的刚性连接（螺钉等贯穿两面）。实测 STC 反映的是"现场整体"性能，设计时应将计算值减 5～10 dB 作为实际值。

其次，"STC 不等于人耳感受到的音量差异"。STC 是 125～4000 Hz 中高频加权的指标，低于 125 Hz 的低音（音乐鼓声、汽车低音炮、脚步声低频）几乎不计。所以即使 STC60 的墙，隔壁房间的低音炮 60 Hz 成分照样通过。低音隔离需要用 OITC（室外-室内传声等级）或 ISO 的 Rw,low 等低音重视指标，或直接看 1/3 八度带 TL 曲线。集合住宅的噪音问题往往是撞击音隔离（IIC 等级）更关键。

最后，"重墙≠高 STC"。质量规律是单层墙的理想规律，实际墙体若刚性过高，临界频率效应可能出现在可听频率范围内，导致 TL 急剧下降。比如 5mm 铅板和 12mm 胶合板面密度相近，但胶合板刚性高导致 f_c=1500 Hz 有大幅衰减，隔音反而更差。实务中应选"重且柔软（高损失系数）"的材料，或多层面板错开 f_c。铅板、乙烯基遮音膜、制振石膏板常用于此目的。

隔音等级 STC 模拟器

隔音等级 STC 与质量规律

常见问题

实际应用

常见误解与注意事项

使用指南

具体计算示例

实务注意事项