吸声帘幕的吸声分析

吸声帘幕的吸声分析

吸声帘幕属于多孔有机纤维吸声材料。吸声帘幕具有防火性、可变吸声性、易安装、装饰性等基本特点。在很多实际工程中，都应用了吸声帘幕。为了更好地了解吸声帘幕的声学特性，在改变空腔、面密度、展开程度这些方式上进行了一系列的声学测试。

1、帘幕的吸声性能

多孔吸声材料具有良好的吸声性能的原因，不是因为表面的粗糙，而是因为多孔吸声材料具有大量内外连通的微小孔隙和孔洞。多孔吸声材料内部有大量的孔隙，当声波沿着这些孔隙进入材料内部时，与材料产生的摩擦作用将声能转化成热能，从而达到吸声的作用。因此，只有孔洞对外开口，孔洞之间互相连通，且孔洞深入材料内部，才可以有效地吸声。这一点与某些隔热保温材料的要求不同[l]。多孔材料本身具有良好的中高频吸收，背后留有空气层时可以提高低频吸

收。

吸声帘幕的基本特点：

①防火性：普通的帘幕没有进行过防火处理，属于易燃材料；而吸声帘幕专门进行过防火处理，这样更适合在需要防火的场合使用。

②可变吸声性：吸声帘幕可以通过展开的程度来调节吸声。

③易安装：吸声帘幕本身属于织物类，在安装上有很大的自由性和可调性。

④装饰性：吸声帘幕作为吸声材料的同时还具有装饰性。

当无褶皱的帘幕平贴在墙面时，吸声作用不是很明显；当无褶皱的帘幕和墙面之间有了空腔之后，吸声作用就有所提高了。带褶皱的帘幕的吸声作用要好于无褶皱的帘幕。帘幕的褶皱部分使得帘幕的面密度有所提高，吸声作用也就随之提高。褶皱的作用类似于消声室里的尖劈，起到了更好的吸声作用。

2、影响吸声帘幕吸声的因素

2.1空腔对吸声帘幕吸声的影响

实验材料：WX-L型高效宽频带阻燃吸声帘幕，完全展开面积为22.56 m2，面密度：1.46kg/m2。

帘幕打褶后使用面积为10.08 m2，吸声系数计算面积10.08 m2，在此面积内帘幕全部覆盖。

实验方案：WX-L型高效宽频带阻燃吸声帘幕全部闭合状态，分别对无空腔、100空腔、200空腔、300空腔、400空腔这五种空腔进行测试：

测试说明：WX-L型高效宽频带阻燃吸声帘幕安装在混响室内，周边有40mm厚钢筋混凝土板围护。

表1 吸声系数数据

说明：平均吸声系数为100～5000Hz中18个倍频带吸声系数的算术平均值。

NRC为降噪系数，是250、500、l000、2000(Hz)4个倍频带吸声系数的算术平均值。

图1 吸声系数曲线图

从表1和图1可以看到，随着空腔的增大，吸声帘幕的整个全频带吸声都有所提高。当帘幕与墙面无空腔时，NRC为0.75，当空腔扩大到400时，NRC为0 95。从图中可见变化最为显著的是低频。以100Hz为例：无空腔l00Hz吸声数值为0.07，而400空腔l00Hz吸声数值为0.36。由此可见，空腔对低频的提高有着显著的作用。从表1中的参数可以看到，随着空腔的增大，帘幕的吸声性能也随之提高。所以扩大空腔可以大大提高帘幕的吸声性能，低频的提高最为显著。

2.2帘幕吸声的可调性

WX-L型高效宽频带阻燃吸声帘幕后空腔为400，分别对全部闭合，全部打开，打开1/2，打开1/3四种状态进行测试。

图2空腔400吸声系数曲线图

表2数据对比表

从图2中可以看到，帘幕在这四种状态下的吸声曲线有明显的变化，其中以高频最为明显。从表2中可以看到不同展开程度下吸声帘幕的吸声性能。

2.3面密度对吸声的影响

实验材料：

①WX-L型高效宽频带阻燃吸声帘幕，完全展开面积为22.56 m2，面密度：l.46 kg/m2，帘幕打褶后使用面积为10.08 m2。

②FD系列可调中空吸声帘幕自带100褶皱，面密度0. kg/m2。

③FPP系列可调中空吸声帘幕自带100褶皱，面密度：0.38 kg/m2。

④FU系列可调中空吸声帘幕自带100褶皱，面密度：0.49 kg/m2。

实验方案：在后空腔为300，帘幕在10.08 m2的面积内全部覆盖的状态下，分别对这四种帘幕进行测试。

测试说明：四种吸声帘幕分别安装在混响室内，同3.1。

表3数据对比表

图4吸声系数曲线图

从表3中可以看到，面密度偏大的帘幕的NRC的值明显高于面密度偏低的帘幕。可见帘幕的面密度对于吸声还是有一定影响的，面密度越大，吸声性能越好。

我们现在比较下WX-L型和FD系列两种面密度偏高的帘幕，它们的NRC值相同，平均吸声系数不是随着面密度的增大而增大，反而有所降低。从图4中可以查看两条相关曲线，在100Hz到200Hz之间FD系列略高于WX-L型；在200Hz到630Hz之间WX-L型的吸声系数明显高于FD系列；但在l.25kHz到5kHz 之间FD系列的吸声系数明显高于WX-L型。可见，帘幕的吸声性能不是随着面密度的无限增大而增大。

比较另外两种面密度偏低的FPP系列和FU系列的帘幕，它们的NRC和平均吸声系数都是随着面密度的增大而增大。全频带都有所提高，最为明显的为中高频。由以上的比较可以知道，吸声帘幕存在最佳面密度。帘幕的褶皱，就是应用了面密度对吸声性能的影响怍用，相当于提高了单位面积内的面密度，使得吸声性能有所提高。

3、结论

通过对吸声帘幕吸声性能的一系列实验研究，发现帘幕的打开程度、空腔和面密度对吸声帘幕的吸声性能都有一定的影响。

从实验数据得出：

①后空腔越大，帘幕的吸声性能也越好。就本文中的2.l，当空腔从0增至400时，NRC提高了约0.2，低频的吸声系数能提高约0.2到0.4左右。

②面密度越大吸声效果越好，但是存在最佳面密度约1.5kg/m2左右，就本文中2.3，在有效频带范围内吸声系数最高可提高约0.6左右。

参考文献

[1] 秦佑国，王炳麟．《建筑声环境》．

[2] 王峥，项端祈，建筑声学材料与结构设计和应用，机械工业出版社，2006.2，ISBN7-111.18107-7．

[3] 项端祈，建筑声学50年的回顾，声学学报，2005：30(6)-487-492．

[4] 燕翔，建筑声学领域的研究和应用现状，中国建材报，2010：05(2)-4-8.

[5] Chagué M L'acoustique de l'habitat 2005.

[6] T.Dupont，G.Pavic and B.Lulagnet，Acoustic Properties of lightweight micro-plate systems，Acta Acust (2005)(2).