吸声材料研究与应用(2)

吸声材料研究与应用

用各类薄板固定在骨架上，板后留有空腔就构成了薄板共振吸声结构。当声波入射到该结构时，薄板在声波交变压力激发下被迫振动，使板心弯曲变形，出现了板内部摩擦损耗，而将机械能变为热能。在共振频率时，消耗声能最大。共振频率f0的计算式如下：

f0=600/M0L (1)

式中M0为板材的面密度(kg／m2)；L为板后空气层的厚度(cm)。在同一材料中，板越厚，共振频率越低；其后的空气层越大，共振频率也越低。这类结构在剧场建筑中应用最广。在观众厅、排练厅和琴室内的胶合板护墙即为薄板共振吸声结构。共振频率一般在60—315Hz范围内。如在板后空腔内或龙骨边缘填以多孔吸声材料，可将吸声频带展宽。

2．2 穿孔板共振吸声材料

在薄板上穿孔，并离结构层一定距离安装，就形成穿孔板共振吸声结构。金属板制品，胶合板、硬质纤维板、石膏板和石棉水泥板等，在其表面开一定数量的孔，其后具有一定厚度的封闭空气层就组成了穿孔板吸声结构。它的吸声性能是和板厚、孔径、孔距、空气层的厚度以及板后所填的多孔材料的性质和位置有关。它的吸声特性是以一边的频率为中心呈 “山”形，主要是吸收中、低频的声能。穿孔板吸声结构空腔无吸声材料时，最大吸声系数约为0．3-0．6，这时穿孔率不宜过大，以1％ 一50％比较合适。穿孔率大，则吸声系数峰值下降，且吸声带宽变窄。在穿孔板吸声结构空腔内放置多孔吸声材料，可增大吸声系数，并展宽有效吸声频带，尤其当多孔材料贴近穿孔板时吸声效果最好。

2．3 微穿孔板共振吸声材料

由于穿孔板吸声结构存在吸声频带较窄的缺点，近年来国内研制出了微穿孔板吸声结构。著名声学专家马大猷教授等奠定了微穿孔板吸声结构的理论基础，给出了具体设计方法，可以设计制造各种型式的微穿孔板吸声结构。通常，采用板厚、孔径均在1 mm以下，穿孔率为1％ 一3％ 的薄金属板(通常用铝板)与背后空气层组成微穿孔板吸声结构。微穿孔板的孔细而密；因此比穿孔板的声阻大，而声质量小，从而在吸声系数和吸声频带方面优于穿孔板。微穿孔板结构不需在板后配置多孔吸声材料使结构大为简化，同时具有卫生、美观、耐高温等优点。当用微穿孔板作消声器时，在高速气流条件下，阻力损失较小，因此，这类材料在空调系统的消声结构中应用较广。

3.多孔吸声材料