五大类吸声材料及吸声结构简介

五大类吸声材料及吸声结构简介

1、多孔吸声材料

(1)多孔吸声材料的类型包括:有机纤维材料、麻棉毛毡、无机纤维材料、玻璃棉、岩棉、矿棉,脲醛泡沫塑料,氨基甲酸脂泡沫塑料等。聚氯乙烯和聚苯乙烯泡沫塑料不属于多孔材料,用于防震,隔热材料较适宜。

(2)构造特征:材料内部应有大量的微孔和间隙,而且这些微孔应尽可能细小并在材料内部是均匀分布的。材料内部的微孔应该是互相贯通的,而不是密闭的,单独的气泡和 密闭间隙不起吸声作用。微孔向外敞开,使声波易于进入微孔内。

(3)吸声特性主要是高频,影响吸声性能的因素主要是材料的流阻,孔隙 ,结构因素、厚度、容重、背后条件的影响。

a. 材料厚度的影响 任何一种多孔材料的吸声系数,一般随着厚度的增加而提高其 低频的吸声效果,而对高频影响不大。但材料厚度增加到一定程度后,吸声效果的提高就不明显了,所以为了提高材料的吸声性能而无限制地增加厚度是不适宜的。常用的多孔材料的厚度为:

玻璃棉,矿棉 50—150mm

毛毡 4---5mm

泡沫塑料 25—50mm

b. 材料容重的影响

改变材料的容重可以间接控制材料内部微空尺寸。一般来讲,多孔材料容重的适当增加,意味着微孔的减少,能使低频吸声效果有所提高,但高频吸声性能却可能下降。合理选择吸声材料的容重对求得最佳的吸声效果是十分重要的,容重过大或过小都会对多孔材料的吸声性能产生不利的影响。 c. 背后空气层的影响

多空材料背后有无空气层,对于吸声特性有重要影响。大部分纤维板状多孔材料都是周边固定在龙骨上,离墙50—150mm 距离安装。材料空气层的作用相当于增加了材料的厚度,所以它的吸声特性随着空气层厚度增加而提高,当材料

离墙面安装的距离(既空气层的厚度) 等于1/4波长的奇数倍时,可获得最大的吸声系数;当空气层的厚度等于1/2波长的整数倍时,吸声系数最小。

d. 材料表面装饰处理的影响 大多数吸声材料在使用时常常需要进行表面装饰处理. 常见的方法有:表面钻孔开槽,粉刷油漆,利用织布,穿孔板和塑料薄膜等。这些方法都将影响材料的吸声特性。

半穿孔的矿棉吸声板增加了材料暴露在声波中的面积,既增加了有效吸声面积,因此提高了材料的吸声特性。

粉刷油漆等于在材料表面上加了一层高流阻的材料,将会影响材料的吸声特性,特别是在高频段影响更显著。

采用金属网,玻璃布和低流阻的材料或选择穿孔率大于20%的穿孔板做护面层时,对材料的吸声性能影响不大。若穿孔率小于20%时,对高频段的吸声会有影响,低频影响不大。

2、穿孔板共振吸声结构

采用穿孔的石棉水泥、石膏板、硬质纤维板、胶合板以及钢板、铝板,都可作为穿孔板共振吸声结构,在其结构共振频率附近,有较大的吸收,适于中频,穿孔板的共振频率的公式,即:

fo=CP/Zπ L(T+δ)

fo —穿孔板的共振频率,HZ

C —声速,CM/S

L — 后空气层厚度,CM

t —板的厚度,CM

δ—孔口末端休整量,CM

P —穿孔率,即穿孔面积与总面积之比

3、薄膜吸声结构

包括皮革、人造革、塑料薄膜等材料,具有不透气、柔软、受张拉时有弹性等特性,吸收共振频率附近的入射声能,共振频率通常在200~1000HZ 范围,最大吸声系数约为0.3~0.4,一般把它作为中频范围的吸声材料。如果在薄膜的背后空腔内填放多孔材料, 这时的吸声特性取决于膜和多孔材料的种类以及薄膜的装置方法。

4、薄板吸声结构

把胶合板、硬质纤维板、石膏板、石棉水泥板等板材周边固定在框架上,连同板后的封闭空气层,构成振动系统,其共振频率多在80~300HZ ,其吸声系数约为0.2~0.5,可以作为低频吸声结构。决定薄板吸声结构的吸声性能的主要因素有:

(1)薄板质量m 的影响 增加板的单位面积重量,一般可以使其共振频率向低频移动。而选用质量小的,不透气的材料如皮革,有利于共振频率向高频方向移动。

(2)背后空气层厚度的影响 改变空气层的厚度和改变板的质量一样,共振频率也会发生变化。在空气层中填充多孔材料,可使共振频率附近的吸声系数有所提高。

(3)板后龙骨构造及板的安装方式的影响 由于薄板吸声结构有一定的低频吸声能力, 而对中高频吸声差,因此在中高频时就具有较强的反射能力。能增加室内声能的扩散。通过改变龙骨构造何不同的安装方法,设计出各种形式的反射面,扩散面和吸声---扩散结构。

5、特殊吸声结构

(1)帘幕

帘幕是具有通气性能的纺织品,具有多孔材料的吸声特性,由于较薄本身作为吸声材料使用是得不到大的吸声效果的。如果将它作为帘幕,离开墙面或窗洞一定距离安装,恰如多孔材料的背后设置了空气层,因而在中高频就能够具有一定的吸声效果。当它离墙面1/4波长的奇数倍距离悬挂时就可获得相应频率的高吸声量。

(2)空间吸声体

将吸声材料作成空间的立方体如:平板形,球形,圆锥形棱锥形或柱形,使其多面吸收声波,在投影面积相同的情况下,相当于增加了有效的吸声面积和边缘效应,再加上声波的衍射作用,大大提高了实际的吸声效果,其高频吸声系数可达1.40. 在实际使用时,根据不同的使用地点和要求,可设计各种形式的从顶棚吊挂下来的吸声体。

6、如何正确布置吸声材料

(1)装置吸声材料时,如穿孔板,应结合灯具及室内装修统一考虑,进行分块组合,尽可能使吸声材料均匀分布,有利声场的均匀。

(2)要使吸声材料充分发挥作用,应将它布置在最容易接触声波和反射次数最多的表面上,如顶棚,顶棚与墙,墙与墙交接处1/4波长以内的空间等处。

(3)观众厅的后墙,挑台栏杆处,反射回来的声音可能产生回声干扰,常需在后墙的墙裙以上部位的墙面和挑台栏杆处,布置高吸声系数的材料。

(4)吸声材料分散布置,比集中式布置有利于声场扩散和改善音质条件。

(5)一般房间两相对墙面的总吸声量应尽量接近, 有利于声场扩散。

(6)一般在顶棚较底的房间,狭长的走道,采用吸声处理方法,选用吸声系数大的材料或悬挂空间吸声体,对降低噪声的干扰效果很好。

五大类吸声材料及吸声结构简介

1、多孔吸声材料

(1)多孔吸声材料的类型包括:有机纤维材料、麻棉毛毡、无机纤维材料、玻璃棉、岩棉、矿棉,脲醛泡沫塑料,氨基甲酸脂泡沫塑料等。聚氯乙烯和聚苯乙烯泡沫塑料不属于多孔材料,用于防震,隔热材料较适宜。

(2)构造特征:材料内部应有大量的微孔和间隙,而且这些微孔应尽可能细小并在材料内部是均匀分布的。材料内部的微孔应该是互相贯通的,而不是密闭的,单独的气泡和 密闭间隙不起吸声作用。微孔向外敞开,使声波易于进入微孔内。

(3)吸声特性主要是高频,影响吸声性能的因素主要是材料的流阻,孔隙 ,结构因素、厚度、容重、背后条件的影响。

a. 材料厚度的影响 任何一种多孔材料的吸声系数,一般随着厚度的增加而提高其 低频的吸声效果,而对高频影响不大。但材料厚度增加到一定程度后,吸声效果的提高就不明显了,所以为了提高材料的吸声性能而无限制地增加厚度是不适宜的。常用的多孔材料的厚度为:

玻璃棉,矿棉 50—150mm

毛毡 4---5mm

泡沫塑料 25—50mm

b. 材料容重的影响

改变材料的容重可以间接控制材料内部微空尺寸。一般来讲,多孔材料容重的适当增加,意味着微孔的减少,能使低频吸声效果有所提高,但高频吸声性能却可能下降。合理选择吸声材料的容重对求得最佳的吸声效果是十分重要的,容重过大或过小都会对多孔材料的吸声性能产生不利的影响。 c. 背后空气层的影响

多空材料背后有无空气层,对于吸声特性有重要影响。大部分纤维板状多孔材料都是周边固定在龙骨上,离墙50—150mm 距离安装。材料空气层的作用相当于增加了材料的厚度,所以它的吸声特性随着空气层厚度增加而提高,当材料

离墙面安装的距离(既空气层的厚度) 等于1/4波长的奇数倍时,可获得最大的吸声系数;当空气层的厚度等于1/2波长的整数倍时,吸声系数最小。

d. 材料表面装饰处理的影响 大多数吸声材料在使用时常常需要进行表面装饰处理. 常见的方法有:表面钻孔开槽,粉刷油漆,利用织布,穿孔板和塑料薄膜等。这些方法都将影响材料的吸声特性。

半穿孔的矿棉吸声板增加了材料暴露在声波中的面积,既增加了有效吸声面积,因此提高了材料的吸声特性。

粉刷油漆等于在材料表面上加了一层高流阻的材料,将会影响材料的吸声特性,特别是在高频段影响更显著。

采用金属网,玻璃布和低流阻的材料或选择穿孔率大于20%的穿孔板做护面层时,对材料的吸声性能影响不大。若穿孔率小于20%时,对高频段的吸声会有影响,低频影响不大。

2、穿孔板共振吸声结构

采用穿孔的石棉水泥、石膏板、硬质纤维板、胶合板以及钢板、铝板,都可作为穿孔板共振吸声结构,在其结构共振频率附近,有较大的吸收,适于中频,穿孔板的共振频率的公式,即:

fo=CP/Zπ L(T+δ)

fo —穿孔板的共振频率,HZ

C —声速,CM/S

L — 后空气层厚度,CM

t —板的厚度,CM

δ—孔口末端休整量,CM

P —穿孔率,即穿孔面积与总面积之比

3、薄膜吸声结构

包括皮革、人造革、塑料薄膜等材料,具有不透气、柔软、受张拉时有弹性等特性,吸收共振频率附近的入射声能,共振频率通常在200~1000HZ 范围,最大吸声系数约为0.3~0.4,一般把它作为中频范围的吸声材料。如果在薄膜的背后空腔内填放多孔材料, 这时的吸声特性取决于膜和多孔材料的种类以及薄膜的装置方法。

4、薄板吸声结构

把胶合板、硬质纤维板、石膏板、石棉水泥板等板材周边固定在框架上,连同板后的封闭空气层,构成振动系统,其共振频率多在80~300HZ ,其吸声系数约为0.2~0.5,可以作为低频吸声结构。决定薄板吸声结构的吸声性能的主要因素有:

(1)薄板质量m 的影响 增加板的单位面积重量,一般可以使其共振频率向低频移动。而选用质量小的,不透气的材料如皮革,有利于共振频率向高频方向移动。

(2)背后空气层厚度的影响 改变空气层的厚度和改变板的质量一样,共振频率也会发生变化。在空气层中填充多孔材料,可使共振频率附近的吸声系数有所提高。

(3)板后龙骨构造及板的安装方式的影响 由于薄板吸声结构有一定的低频吸声能力, 而对中高频吸声差,因此在中高频时就具有较强的反射能力。能增加室内声能的扩散。通过改变龙骨构造何不同的安装方法,设计出各种形式的反射面,扩散面和吸声---扩散结构。

5、特殊吸声结构

(1)帘幕

帘幕是具有通气性能的纺织品,具有多孔材料的吸声特性,由于较薄本身作为吸声材料使用是得不到大的吸声效果的。如果将它作为帘幕,离开墙面或窗洞一定距离安装,恰如多孔材料的背后设置了空气层,因而在中高频就能够具有一定的吸声效果。当它离墙面1/4波长的奇数倍距离悬挂时就可获得相应频率的高吸声量。

(2)空间吸声体

将吸声材料作成空间的立方体如:平板形,球形,圆锥形棱锥形或柱形,使其多面吸收声波,在投影面积相同的情况下,相当于增加了有效的吸声面积和边缘效应,再加上声波的衍射作用,大大提高了实际的吸声效果,其高频吸声系数可达1.40. 在实际使用时,根据不同的使用地点和要求,可设计各种形式的从顶棚吊挂下来的吸声体。

6、如何正确布置吸声材料

(1)装置吸声材料时,如穿孔板,应结合灯具及室内装修统一考虑,进行分块组合,尽可能使吸声材料均匀分布,有利声场的均匀。

(2)要使吸声材料充分发挥作用,应将它布置在最容易接触声波和反射次数最多的表面上,如顶棚,顶棚与墙,墙与墙交接处1/4波长以内的空间等处。

(3)观众厅的后墙,挑台栏杆处,反射回来的声音可能产生回声干扰,常需在后墙的墙裙以上部位的墙面和挑台栏杆处,布置高吸声系数的材料。

(4)吸声材料分散布置,比集中式布置有利于声场扩散和改善音质条件。

(5)一般房间两相对墙面的总吸声量应尽量接近, 有利于声场扩散。

(6)一般在顶棚较底的房间,狭长的走道,采用吸声处理方法,选用吸声系数大的材料或悬挂空间吸声体,对降低噪声的干扰效果很好。


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