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现代建筑声学材料的应用:谈谈吸声材料的原理

作者:赢尚棋牌网时间:2020-08-24 06:31

  现代社会生活,人们对声环境的要求已经愈来愈高。噪声危害着人们的生理和心理,社会对吸声材料的需求量迅猛增长,同时也对吸声材料的性能提出更高的要求。因此,吸声材料必须实现从过去单一吸声功能向高吸声性、装饰性、经济性和环保性等多功能方面的转变。

  (1) 在雷达或通信设备表面涂复吸声材料,可更灵敏、更准确地发现敌方目标;

  (2) 在雷达抛物线天线开口的四周壁上涂复吸声材料,降低假目标反射的干扰作用;

  (3) 应用于卫星通信系统可以改善星载通信机和地面站的灵敏度,提高通信质量;

  (4) 在飞机、导弹、坦克、舰艇、仓库等各种武器装备和军事设施上涂复吸声材料,就可以吸收侦察电波、衰减反射信号,减少武器系统遭受红外制导导弹和激光武器的袭击,这是反雷达侦察的一种有力手段。

  声音源于物体的振动,是一种通过介质的传播并能被人或动物听觉器官所感知的波动现象,当声音传入构件材料表面时,声能一部分被反射,一部分穿透材料,还有一部分由于构件材料的振动或声音在其中传播时与周围介质的摩擦,由声能转化成热能,从而声能被损耗,即通常我们说的声音被材料所吸收。

  吸声系数小点拨:在工程上,常采用吸声系数(NRC)粗略的表征在声音频率范围内的吸声性能。NRC数值是材料分别在125,250,500,1000,2000,4000Hz 六个频率中所取的算术平均值。一般认为平均吸声系数小于0.2是发射材料,大于等于0.2是吸声材料,大于0.56是高效吸声材料。

  霍姆亥兹共振原理:共振吸声材料相当于多个霍姆亥兹吸声共振器并联而成的共振吸声结构。当声波垂直入射到材料表面时,产生霍姆亥兹共振,当入射声波的频率接近系统的固有频率时,系统内空气的振动剧烈,声吸收最大。相反,当入射声波的频率远小于共振频率时,吸声作用较小。

  穿孔吸声板是经钻孔处理后的材料,增加了有效吸声表面积,使声波较易进入材料深处,从而增加材料的吸声性能。穿孔板后面贴附的玻璃棉更增强了吸声效果;

  阻燃轻质吸声材料是由天然植物纤维素,如碎纸、废棉絮等经防火和防尘处理,现场喷粘或成品铺装而成,吸声保温性能较接近玻璃棉。

  空间吸声体具有更大的有效吸声表面积(包括空间吸声体的上顶面、下底面和侧面),声波在吸声体的上顶面和建筑物顶面之间多次反射,经数次吸收提高了吸声效率。空间吸声体主要用于降低厅堂和工厂车间内的混响时间与混响场声级,具有设计灵活,使用安装方便及美观等诸多优点。

  在建筑物内安装吸声材料,应尽量装在最容易接触声波和反射次数多的表面,还要考虑分布的均匀性,不必都集中在天棚和墙壁上。大多数吸声材料强度较低,除安装操作要注意之外,还应考虑防水、防腐、防蛀等问题。尽可能使用吸声系数高的材料,以便使用较少的材料达到更好的效果。

  有的多孔性材料也可以用作吸声用途,但是在气孔特征上却完全不同。保温材料要求具有封闭的不相互连通的气孔,而吸声材料则正好相反,这种气孔越多吸声效果越好,但保温隔热效果却越差。另外,还要弄清楚吸声材料与隔声材料的区别。吸声材料由于质轻、多孔、疏松,而隔声性能不好,根据声学原理,材料的密度(kg/m^3;)越大,越不易振动,则隔声效果越好。相比密实沉重的黏土砖,钢筋混凝土等材料的隔声效果比较好,但吸声效果不佳。

  用作吸声材料的材质应尽量选用难燃、不易虫蛀发霉、耐污染、吸湿性低的材料。由于材料的多孔性容易吸湿、尺寸易发生变形,所以安装时要注意膨胀的问题。

  吸声材料都是安装于建筑物的表面。因此,在设计造型与安装时均应考虑与建筑物的协调性和装饰性。使用装饰涂料时,注意不要将细孔堵塞,以免降低吸声效果。

  半开孔泡沫铝,可以通过高压渗流制备,在制备过程中,通过控制制备参数,来达到预计的孔间连接性。

  可通过控制颗粒的形状尺寸来控制孔隙率和孔形状,能够制得孔隙率为0.9的高孔率材料。由于具有复杂的渠道结构以及表面粗糙的内部孔隙,导致其具有较高流阻,故开孔泡沫铝的整体吸声性能要比闭孔的好得多。

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