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吸声材料及吸声结构
发布时间 : 2018-04-10
1 离心玻璃棉
        离心玻璃棉内部纤维疏松交织,存在许多细小的孔隙,是典型的多孔性吸声资料,具有杰出的吸声特性。离心玻璃棉能够制成墙板、天花板、空间吸声体等,能够许多吸收房间内的声能,下降混响时间,削减室内噪声。离心玻璃棉的吸声特性不光与厚度和容重有关,也与罩面资料、结构结构等要素有关。在修建运用中还需一同统筹造价、漂亮、防火、防潮、粉尘、耐老化等多方面问题。
         离心玻璃棉属于多孔吸声资料,具有杰出的吸声功能。离心玻璃棉能够吸声的原因不是因为外表粗糙,而是因为具有许多的表里连通的细小孔隙和孔洞。当声波入射到离心玻璃棉上时,声波能顺着孔隙进入资料内部,引起空地中空气分子的振荡。因为空气的粘滞阻力和空气分子与孔隙壁的冲突,声能转化为热能而损耗。
        离心玻璃棉对声响中高频有较好的吸声功能。影响离心玻璃棉吸声功能的首要要素是厚度、密度和空气流阻等。密度是每立方米资料的分量。空气流阻是单位厚度时资料两边空气气压和空气流速之比。空气流阻是影响离心玻璃棉吸声功能最重要的要素。流阻太小,说明资料稀疏,空气振荡简单穿过,吸声功能下降;流阻太大,阐明资料密实,空气振荡难于传入,吸声功能亦下降。关于离心玻璃棉来讲,吸声功能存在最佳流阻。在实践工程中,测定空气流阻比较困难,但能够通过厚度和容重粗略估量和操控。
        随着厚度添加,中低频吸声系数显著地添加,但高频改动不大(高频吸收总是较大的)。
        厚度不变,容重添加,中低频吸声系数亦添加;但当容重添加到必定程度时,资料变得密实,流阻大于最佳流阻,吸声系数反而下降。关于厚度超越5cm的容重为16Kg/m3的离心玻璃棉,低频125Hz约为0.2,中高频(>500Hz)的吸声系数现已挨近于1了。当厚度由5cm持续增大时,低频的吸声系数逐步进步,当厚度大于1m以上时,低频125Hz的吸声系数也将挨近于1。当厚度不变,容重增大时,离心玻璃棉的低频吸声系数也将不断进步,当容重挨近110kg/m3时吸声功能到达最大值,50mm厚、频率125Hz处挨近0.6-0.7。容重超越120kg/m3时,吸声功能反而下降,是因为资料变得细密,中高频吸声功能受到很大影响,当容重超越300kg/m3时,吸声功能减小许多。修建声学中常用的吸声玻璃棉的厚度有2.5cm、5cm、10cm,容重有16、24、32、48、80、96、112kg/m3。一般运用5cm厚,12-48kg/m3的离心玻璃棉。
        离心玻璃棉的吸声功能还与装置条件有着密切的联系。当玻璃棉板背面有空气层时,与相同厚度无空气层的玻璃棉板吸声作用相似。尤其是中低频吸声功能比资料实贴在硬底面上会有较大进步,吸声系数将随空气层的厚度添加而添加,但添加到必定值后作用就不显着了。运用不同容重的玻璃棉叠和在一同,构成容重逐步增大的方式,能够取得更大的吸声作用。例如将一层2.5cm厚24kg/m3的棉板与一层2.5cm厚32kg/m3的棉板叠和在一同的吸声作用要好于一层5cm厚32kg/m3的棉板。将24kg/m3的玻璃棉板制成1m长的断面为三角型的尖劈,资料面密度逐步增大,均匀吸声系数可挨近于1。
        离心玻璃棉在修建运用中,外表往往要附加有必定透声作用的饰面,如小于0.5mm的塑料薄膜、金属网、窗纱、防火布、玻璃丝布等,基本能够坚持本来的吸声特性。离心玻璃棉具有防火、保温、易于切开等优良特性,是修建吸声最常用的资料之一。可是因为离心玻璃棉外表无装饰性,并且会有纤维散落,因而必须制成各种吸声构件荫蔽运用。最常运用也是造价最低廉的结构是穿孔纸面石膏板的吊顶或做成内填离心玻璃棉的穿孔板墙面,穿孔率大于20%时,根本能够彻底发挥出离心玻璃棉的吸声功能。为了避免玻璃棉纤维洒出,需要在穿孔板背面附一层无纺布、桑皮纸等透声织物,或运用玻璃布、塑料薄膜等包裹玻璃棉。与穿孔纸面石膏板相似的面板还有穿孔金属板(如铝板)、穿孔木板、穿孔纤维水泥板、穿孔矿棉板等。玻璃棉板通过处理后能够制成吸声吊顶板或吸声墙板。一般常见将80-120kg/m3的玻璃棉板周边经胶水固化处理后外包防火透声织物构成既漂亮又便利装置的吸声墙板,常见尺度为1.2m×1.2m、1.2m×0.6m、0.6m×0.6m,厚度2.5cm或5cm。也有在110Kg/m3的玻璃棉的外表上直接喷刷透声装饰资料构成的吸声吊顶板。无论是玻璃棉吸声墙板仍是吸声吊顶板,都需要运用高容重的玻璃棉,并通过必定的强化处理,以避免板材变形或过于松软。这一类的修建资料既有杰出的装饰性又保留了离心玻璃棉杰出的吸声特性,降噪系数NRC一般能够达到0.85以上。
        在体育馆、车间等大空间内,为了吸声降噪,常常运用以离心玻璃棉为首要吸声资料的吸声体。吸声体能够依据要求制成板状、柱状、
锥体或其他异型体。吸声体内部填充离心玻璃棉,外表运用透声面层包裹。因为吸声体有多个外表吸声,吸声功率很高。在路途隔声屏障中,为了避免噪声反射,需要在面向车辆一侧采纳吸声办法,往往也运用离心玻璃棉作为填充资料、面层为穿孔金属板的屏障板。为了避免玻璃棉在室外吸水受潮,有时会运用PVC或塑料薄膜包裹。
2  纸面穿孔石膏板
         纸面穿孔石膏板常用于修建装饰吸声。纸面石膏板本身并不具有杰出的吸声功能,但穿孔后并装置成带有必定后空腔的吊顶或贴面墙则可构成“亥姆霍兹共振”吸声结构,因而取得较大的吸声才能。这种纸面穿孔吸声结构广泛地运用于厅堂音质及吸声降噪等声学工程中。石膏板穿孔后,石膏板上的小孔与石膏板本身及原修建结构的面层构成了共振腔体,声响与穿孔石膏板发作作用后,圆孔处的空气柱产生激烈的共振,空气分子与石膏板孔壁剧烈冲突,然后许多地耗费声响能量,进行吸声。这是穿孔纸面石膏板“亥姆霍兹共振”吸声的根本原理。穿孔纸面石膏板吸声对声响频率具有必定选择性,吸声频率特性曲线呈山峰形,当声响频率与共振频率挨近时,吸声系数大;当声响频率远离共振频率时,吸声系数小。如果在纸面穿孔石膏板背覆一层桑皮纸或薄吸声毡时,空气分子在共振时的冲突阻力增大,各个频率的吸声功能都将有显着进步,这就是人们常常在穿孔纸面石膏板后覆一层桑皮纸或薄吸声毡添加吸声的原因。
         影响纸面穿孔石膏板吸声功能的首要要素是穿孔率和后空腔巨细,穿孔孔径、石膏板的厚度等对吸声功能影响较小。穿孔率从2%到15%之
间逐步增大时,孔占的外表积增大,空气分子进入共振腔体参加共振的几率添加,吸声才能增大,若后空腔内放入吸声资料,吸声更强烈。穿孔率会影响共振频率,穿孔率增大,共振频率将向高频偏移,偏移量与穿孔率的开根号成正比。穿孔率增大,吸声频率特性曲线的“山峰”将向右侧(高频)移动,且“山峰”形状全体趋于举高,均匀吸声系数添加。增大穿孔率能够进步吸声功能,但因石膏板强度的限制,一般穿孔率在2%-15%的范围。当后空腔增大时,共振腔内的空气分子数量增多,共振时参加耗费声能的空气分子数增多,吸声功能添加。改动后空腔巨细是常用的调节穿孔石膏板吸声系数的办法。后空腔巨细会影响共振频率,空腔增大,共振频率将向低频偏移,偏移量与空腔深度的开根号成反比,吸声频率特性曲线的“山峰”将向左(低频)移动,“山峰”形状全体趋于举高,均匀吸声系数变大。但当空腔深度过大时,空腔内“空气弹簧”作用削弱,吸声功能下降,一般状况空腔深度在5-50cm以内为宜。
        在一般范围内,穿孔孔径巨细一般是3-10mm,石膏板厚度一般是9.5mm、12mm或15mm,这些要素较多地影响共振频率的凹凸,对穿孔纸面石膏板均匀吸声功能的影响很小。孔径增大或厚度添加,共振频率将向低频偏移,偏移量与孔径或厚度的开根号成反比,吸声频率特性曲线的“山峰”将向左(低频)移动,“山峰”形状根本坚持不变,因而均匀吸声系数根本不变。依据实验,孔径巨细或石膏板厚度的改动,均匀吸声系数根本无大的改动,一般在10%以内,共振频率的改动也只在一到两个1/3倍频程的范围内。在降噪实践工程中孔径和板厚的选取首要依据运用场合所需的强度断定,孔径选3-10mm,板厚选9-15mm均可,不同的板厚或孔径根本能够疏忽对吸声功能的影响。
3 其他常用吸声资料
          与离心玻璃棉相似的多孔纤维吸声资料还有岩棉、矿棉板、开孔聚阻燃氨脂、纤维素喷涂、吸声帘幕等。岩棉是玄武岩熔化后甩拉而成,纤维直径一般在10μ左右,离心玻璃棉是玻璃熔化后甩拉构成,纤维直径更细,一般在6μ以下,因而岩棉容重往往比离心玻璃棉大。岩棉的吸声功能和离心玻璃棉挨近,5cm厚的容重80kg/m3的岩棉与24kg/m3的离心玻璃棉吸声功能相当,NRC大约0.95左右。矿棉板是高炉矿渣经熔化喷吹构成纤维,再烘干成型成为板材,厚度一般在12-18mm,NRC在0.3-0.4,常作为吊顶天花运用。阻燃聚氨脂是一种软性泡沫资料,分为开孔和闭孔两种,开孔型泡孔之间相互连通,弹性好,吸声功能好,常用于剧场吸声座椅内胆或隔声罩内衬,50cm厚容重40kg/m3时NRC约 0.5-0.6;闭孔型泡孔封闭,不吸声,常用于保温或防水密封资料。纤维素喷涂资料是将纤维吸声资料与水、胶混合后在天花或墙壁上喷涂而成,施工简便,常适用于改造或面层杂乱工程的施工,代表性资料有K13,在硬壁上喷涂2.5cm厚的K13,NRC可到达0.75。厚重多皱的经防火处理的帘幕也常用于修建吸声,因帘幕便于摆开和闭合,常用于可变吸声。
          将岩棉或玻璃棉做成1m长左右的尖劈状能够构成强吸声结构,各频率的吸声系数可达0.99,是吸声功能最强的结构,常用于消声实验室或车间强吸声降噪。
          与穿孔纸面石膏板相似的穿孔共振吸声结构还有水泥穿孔板、木穿孔板、金属穿孔板等。水泥和木穿孔板的吸声功能挨近于穿孔纸面石膏板,水泥穿孔板造价低,但装饰性差,常用于机房、地下室等吸声;木穿孔板漂亮,装饰性好,但防火、防水功能差,价格高,常用于厅堂吸声装饰。金属穿孔板常用做吸声吊顶,或吸声墙面,穿孔率可高达35%,后空20cm以上,内填玻璃棉、岩棉,NRC可到达0.99。在穿孔板后贴一层吸声纸或吸声毡能进步孔的共振冲突功率,大大进步吸声功能。在板厚小于1mm的薄金属板上穿直径小于1.0mm的微孔,构成微穿孔吸声板。微穿孔板比一般穿孔板吸声系数高,吸声频带宽,一般穿孔率在1%-2%,后部无须衬多孔吸声资料。
 

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