吸声帘幕的吸声分析.doc

吸声帘幕的吸声分析薛小艳【摘要】吸声帘幕属于多孔有机纤维吸声材料。在很多实际工程中，如上海大剧院的可动吸声帘幕，上海人民大舞台的可升降的外露式吸声帘幕，广西梧洲文化中心的可动暗藏式吸声帘幕，这些都很好的体现了它的优点。文中通过实验对吸声帘幕的声学特性进行了研究。【关键词】吸声帘幕,可调吸声,吸声 1引言多孔吸声材料是普遍应用的吸声材料，其中包括：离心玻璃棉、岩棉、矿棉等无机纤维材料，棉、毛、麻、棕丝或木质纤维等有机纤维材料1。吸声帘幕属于多孔有机纤维吸声材料。在很多实际工程中，如上海大剧院的可动吸声帘幕，上海人民大舞台的可升降的外露式吸声帘幕，广西梧洲文化中心的可动暗藏式吸声帘幕，这些都很好的体现了它的优点。文中通过实验对吸声帘幕的声学特性进行了研究。2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1。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：A防火性：普通的帘幕没有进行过防火处理，属于易然材料；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。B可变吸声性：吸声帘幕可以通过展开的程度来调节吸声。C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。D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。3影响吸声帘幕吸声的因素1）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 m，面密度： 1.46 kg/m。帘幕打褶后使用面积为10.08 m，吸声系数计算面积10.08 m，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1-1状 态频率(Hz)无空腔100空腔200空腔300空腔400空腔1000.070.130.210.290.361250.100.190.360.520.581600.190.400.420.350.342000.330.530.740.750.772500.460.670.840.840.733150.560.820.950.950.764000.750.860.950.980.805000.831.050.980.950.886300.890.950.860.941.078001.020.990.871.041.111k0.900.980.951.011.081.25k0.931.010.991.031.171.6k0.910.981.041.001.162k0.880.930.970.981.102.5k0.920.960.970.961.123.15k0.900.950.960.971.064k0.881.000.930.971.095k0.890.950.950.921.06平均吸声系数0.690.800.830.860.90NRC0.750.900.950.950.95 表1-2 从表1-1和表1-2中可以看到，随着空腔的增大，吸声帘幕得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，。从表1-2中可以看到变化最为显著的是低频。以100Hz为例：无空腔100Hz吸声数值为0.07，而400空腔100Hz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1-1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）帘幕吸声的可调性实验材料： WX-L型高效宽频带阻燃吸声帘幕，完全展开面积为22.56 m，面密度： 1.46 kg/m。a、 打开1/2状态： 帘幕打褶后使用面积为5.04 m，吸声系数计算面积10.08 m，在此面积内帘幕覆盖1/2。b、 打开1/3状态： 帘幕打褶后使用面积为3.36 m, 吸声系数计算面积10.08 m，在此面积内帘幕覆盖1/3。c、 全部闭合状态：帘幕打褶后使用面积为10.08 m，吸声系数计算面积10.08 m，在此面积内帘幕全部覆盖。d、 全部打开状态： 帘幕打褶后使用面积为1.44 m，吸声系数计算面积10.08 m，在此面积内帘幕正常收起到两侧。实验方案：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。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2-1 表2-2打开1/3打开1/2全部打开全部闭合从表2-1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，其中以中高频最为明显。从表2-3中可以看到不同展开程度下吸声帘幕的吸声性能。表2-3 状态参数全部闭合全部打开打开1/2打开1/3平均吸声系数0.900.440.680.59NRC0.950.500.750.65利用附加吸声来降低混响时间，可增加音乐透明度或是言语清晰度，同时也改变了早期反射声结构。方法如利用可伸展的帷幕将侧墙和后墙局部或全部遮住，也可将帷幕置于透声而又挡住视线的平顶之上的“阁楼”空间。要使满场混响时间有明显变化，所需的附加吸声量是相当大的。实践表明，只靠建声手段来改变混响时间是很有限的(0.3左右) 2。3）面密度对吸声的影响实验材料：a、WX-L型高效宽频带阻燃吸声帘幕，完全展开面积为22.56 m，面密度：1.46 kg/m，帘幕打褶后使用面积为10.08 m。 b、FD系列可调中空吸声帘幕自带100褶皱，面密度：0.89 kg/m c、FPP系列可调中空吸声帘幕自带100褶皱，面密度：0.38 kg/m d、FU系列可调中空吸声帘幕自带100褶皱，面密度：0.49 kg/m实验方案：在后空腔为300，帘幕在10.08 m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，周边有40mm厚钢筋混凝土板围护。表3-1 类型参数WX-L型高效宽频带阻燃吸声帘幕FD系列可调中空吸声帘幕FPP系列可调中空吸声帘幕FU系列可调中空吸声帘幕平均吸声系数0.860.880.400.70NRC0.950.950.400.70表3-2 从表3-1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。我们现在比较一下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。从表3-2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1.25千Hz到5千Hz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作用，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。4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。当空腔从200增加到300时，帘幕的吸声性能只有很小的提高，当空腔为400时，会有很明显的提高，尤其是低频。2、 面密度的影响对于吸声帘幕来说，面密度越大越好，整个频带都有所提高，尤其是中高频最为明显，但是存在最佳面密度。3、 帘幕吸声的可调性，可以根据厅堂