聚脂纖維吸音棉聲學性能

       聚脂纖維吸音棉內部纖維蓬松交錯,存在大量微小的孔隙,是典型的多孔性吸聲材料,具有良好的吸聲特性。離心玻璃棉可以制成墻板、天花板、空間吸聲體等,可以大量吸收房間內的聲能,降低混響時間,減少室內噪聲。
       聚脂纖維吸音棉的吸聲特性不但與厚度和容重有關,也與罩面材料、結構構造等因素有關。在建筑應用中還需同時兼顧造價、美觀、防火、防潮、粉塵、耐老化等多方面問題。
       聚脂纖維吸音棉屬于多孔吸聲材料,具有良好的吸聲性能。聚脂纖維吸音棉能夠吸聲的原因不是由于表面粗糙,而是因為具有大量的內外連通的微小孔隙和孔洞。當聲波入射到聚脂纖維吸音棉上時,聲波能順著孔隙進入材料內部,引起空隙中空氣分子的振動。由于空氣的粘滯阻力和空氣分子與孔隙壁的摩擦,聲能轉化為熱能而損耗。
       聚脂纖維吸音棉對聲音中高頻有較好的吸聲性能。影響聚脂纖維吸音棉吸聲性能的主要因素是厚度、密度和空氣流阻等。密度是每立方米材料的重量。空氣流阻是單位厚度時材料兩側空氣氣壓和空氣流速之比。空氣流阻是影響離心玻璃棉吸聲性能最重要的因素。流阻太小,說明材料稀疏,空氣振動容易穿過,吸聲性能下降;流阻太大,說明材料密實,空氣振動難于傳入,吸聲性能亦下降。對于離心玻璃棉來講,吸聲性能存在最佳流阻。在實際工程中,測定空氣流阻比較困難,但可以通過厚度和容重粗略估計和控制。1、隨著厚度增加,中低頻吸聲系數顯著地增加,但高頻變化不大(高頻吸收總是較大的)。2、厚度不變,容重增加,中低頻吸聲系數亦增加;但當容重增加到一定程度時,材料變得密實,流阻大于最佳流阻,吸聲系數反而下降。對于厚度超過5cm的容重為16Kg/m3的離心玻璃棉,低頻125Hz約為0.2,中高頻(>500Hz)的吸聲系數已經接近于1了。當厚度由5cm繼續增大時,低頻的吸聲系數逐漸提高,當厚度大于1m以上時,低頻125Hz的吸聲系數也將接近于1。當厚度不變,容重增大時,聚脂纖維吸音棉的低頻吸聲系數也將不斷提高,當容重接近110kg/m3時吸聲性能達到最大值,50mm厚、頻率125Hz處接近0.6-0.7。容重超過120kg/m3時,吸聲性能反而下降,是因為材料變得致密,中高頻吸聲性能受到很大影響,當容重超過300kg/m3時,吸聲性能減小很多。
       聚脂纖維吸音棉的吸聲性能還與安裝條件有著密切的關系。當吸音棉板背后有空氣層時,與相同厚度無空氣層的玻璃棉板吸聲效果類似。尤其是中低頻吸聲性能比材料實貼在硬底面上會有較大提高,吸聲系數將隨空氣層的厚度增加而增加,但增加到一定值后效果就不明顯了。使用不同容重的玻璃棉疊和在一起,形成容重逐漸增大的形式,可以獲得更大的吸聲效果。例如將一層2.5cm厚24kg/m3的棉板與一層2.5cm厚32kg/m3的棉板疊和在一起的吸聲效果要好于一層5cm厚32kg/m3的棉板。將24kg/m3的吸音棉板制成1m長的斷面為三角型的尖劈,材料面密度逐漸增大,平均吸聲系數可接近于1。
       聚脂吸音棉具有防火、保溫、易于切割等優良特性,是建筑吸聲最常用的材料之一。聚脂纖維吸音板經過處理后可以制成吸聲吊頂板或吸聲墻板。厚度0.9cm或2.5cm。這一類的建筑材料既有良好的裝飾性吸聲性能又好,降噪系數NRC一般可以達到0.85以上。
       在體育館、車間等大空間內,為了吸聲降噪,常常使用以聚脂纖維吸音棉為主要吸聲材料的吸聲體。吸聲體可以根據要求制成板狀、錐體或其他異型體。由于吸聲體有多個表面吸聲,吸聲效率很高。
       在道路隔聲屏障中,為了防止噪聲反射,需要在面向車輛一側采取吸聲措施,往往也使用聚脂纖維吸音棉作為填充材料、面層為穿孔金屬板的屏障板。

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