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    影響吸聲材料吸聲效能的幾個因素

    多孔吸聲材料對高頻聲吸聲效果好,而對低頻聲效果較差,這是因為多孔材料的孔隙尺寸與高頻聲波的波長相近所致。要想展寬多孔吸聲材料的吸聲頻寬,提高材料的吸聲效果,要從材料的內在因素和使用中的安裝與構造兩方面去考慮.多孔材料的吸聲效能,主要受材料的流阻、孔隙率、結構因子厚度、堆密度、材料背後的空氣層、材料表面的裝飾處理以及使用的外部條件等的影響,在使用中要注意揚長避短。

    1.材料的流阻

    它是多孔吸聲材料本身透氣性的物理引數當聲波引起空氣振動時,有微量空氣在多孔材料的

    孔隙中透過,這時材料兩面的靜壓差與氣流線速度之比,即為材料的流阻,單位是kg/(m3·s)。

    流阻的大小,一般與材料內部微孔多少、大小、互相連通的程度等因素有關,它對材料吸聲

    效能的影響有著重要作用。對於一定厚的多孔材料有一個相應合理的流阻值,過低或過高的流阻值吸聲係數都不是最佳。因此透過控制材料的流阻可以調整材料的吸聲效能。一般薄而稀疏的材料流阻很低;吸聲就差,而閉孔的輕質的多孔材料流阻很高,吸聲作用很小,甚至沒有。

    2.孔除率

    孔隙率是指多孔材料的空氣體積與材料總體積之比,常用百分數表示。一般多孔吸聲材料的孔隙率高達70,有些甚至達90%左右。同時要求這些孔隙儘可能細小而且均勻分佈,這樣材料內的筋絡比表面積會大,有利於聲能的吸收。

    3.結構因子

    結構因子是多孔材料吸聲理論中為修正毛細管理論而匯入的係數。它表示多孔材料中孔的形狀及其方向性分佈的不規則情況,在多孔材料吸聲作用的理論研究中,將材料間晾作為毛細管沿厚度方向縱向排列的模型,但實際上多孔材料的間隙形狀和排列是很複雜的,為了使理論和實際相符合,考慮一項修正係數,這就是結構因子二通常其數值一般在2-10範圍內;偶爾也會達到25.玻璃棉為2-4木絲板為3-6,聲影美聚酯吸音棉為5-10,聚氨醋泡沫為2-8,6-20. 4、材料厚度的影響同一種材料厚度一定,在低頻範圍吸聲係數相對較低,隨頻率的增加而迅速提高,到高頻範圍起伏不明顯,但隨材再厚度加大,高頻吸收增加不明顯,只是低頻吸聲係數加大多孔材料吸聲特性隨厚度變化。實驗表明,同一種多孔材料,當堆密度一定時,厚度和頻率的乘積決定吸聲係數。當材料厚度增加一倍,頻譜曲線向低頻方向移動一個倍頻帶。在實際應用中多孔材料的厚度一般取30~50mm就夠了,如需提高低頻的吸聲效果,厚度可取50~100mm,必要時也可大於100mm,在大就不太經濟了,而且繼續增加材料的厚度,吸聲係數增加值逐漸減少,特別是當材料厚度相當大時,此時由於厚度引起的吸聲變化就不明顯了。在吸聲及消聲設計中,常常要根據對低頻的吸聲要求來選定材料的厚度。比如柱杞隔音的聚酯纖維吸音棉,它的孔隙率和特製的2.5~5cm的厚度,足可以滿足正常的吸音系數和聲學需求。

    5、材料堆密的影響

    堆密度是指吸聲材料的單位體積質量,單位為kg/㎡。多孔材料堆密度增加時,材料內部的

    孔隙率會相應降低,吸聲頻譜曲線向低頻方向移動,但高頻吸聲效果卻可能降低。當堆密度

    過大時,吸聲效果又會明顯降低。理論分析與實踐結果表明,在一定條件下各種材料的堆密度均存在一個最佳值,通常使用的堆密度範圍是超細玻璃棉取15~25kg/3平方米,玻璃纖維取

    100kg/3平方米礦渣棉取120kg/3平方米左右。應當指出的是,就堆密度與厚度兩個因素來比較,厚度的影響比堆密度的影響更明顯。

    6.多孔材料背後空氣層的影響

    一材料背後空氣層的厚薄,對吸聲效能有重要影響。當多孔材料離開剛性壁,在材料背面

    留有一定的空腔時,這就相當於增大了材料的有效厚度,改變了對低頻噪聲的吸收效果。

    對於厚度、堆密度一定的多孔材料,背後空氣層變化的影響。這也證實了柱杞隔音做隔音牆方

    案時,為什麼要離原牆體要有一定的空間原理所在。通常,在空氣層厚度等於1/4波長的奇數倍時,可獲得最大的吸聲係數。

    7.材料表面處理的影響

    為了增加強度益便於安裝維修以及改善吸聲效能的需要,多孔材料通常要進行表面裝飾處

    理.如安裝護面層、粉刷油漆或石膏板等.

    (1)護面層的影響護常用的護面層有金屬網,塑膠窗紗、玻璃布、麻布、紗布以及穿孔板等。穿孔率大的護面層(如金屬網、塑膠窗紗以及穿孔“率大於20%的穿孔板等),對吸聲效能的影響不大,若穿孔板的穿孔率小於20%由手高頻聲波的繞射作用較弱,因此高頻吸聲效果會受到影響.

    (2)粉刷油漆的影響在聚酯纖維吸音闆闆.木絲板等吸聲材料表面進行粉刷油漆,

    會增加流阻。流阻太高時,吸聲效能會下降,尤其是高頻吸聲效能顯著下降。因此,一般不採取直接粉刷的辦法,而是飾以其他護面材料·必需粉飾時,可採用噴塗法.

    8.表面鑽孔及開抽的影響

    在纖維板等吸聲材抖表面,鑽上孔深為厚度2/3~3/4半穿孔或開一些狹槽,可增加有效吸

    聲表面面積,並使聲波易於進人材料深處,因此會提高吸聲效能。

    9、外部使用條件變化的影晌

    (1)溫度的影響、溫度的變化,會引起聲速及波長的變化,同時也因空氣鑽滯性的變化導致

    流阻的改變,因此會影響吸聲效能。一般來說,溫度升高吸聲頻率曲線向高頻移動。

    (2)溼度的影響,多孔吸聲材料吸溼或吸水,會引起材料的

    變質並降低材料的孔隙率,影響材料的吸聲效能。

    (3)氣流的影響,多孔材料由於氣流或壓力脈動,可引起纖維的飛散與材料的破損,由

    此影響材料的吸聲效能。所以聚酯纖維吸音棉,必須作為空腔填充,這樣才會延長材料本身

    的壽命和吸音效果!

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