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  • 玻璃棉在建筑吸声中的应用

    2018-11-09 11:24

    玻璃棉是用离心喷吹法技术,将熔融玻璃纤维化并加以热固性树脂为主的环保型配方粘结剂加工而成的制品。玻璃棉内部纤维蓬松交错,存在大量微小的空气孔隙,是典型的多孔性吸声材料,具有良好的吸声特性。

    1、玻璃棉的吸声机理

    玻璃棉属于多孔吸声材料,具有良好的吸声性能。玻璃棉能够吸声的原因不是由于表面粗糙,而是因为具有大量的内外连通的微小孔隙和孔洞。当声波入射到玻璃棉上时,声波能顺着孔隙进入材料内部,引起空隙中空气分子的振动。由于空气的粘滞阻力和空气分子与孔隙壁的摩擦,声能转化为热能而损耗。

    多孔材料吸声的必要条件是:材料有大量空隙,空隙之间互相连通,孔隙深入材料内部。

    在房间中,声音会很快充满各个角落,因此,将玻璃棉等吸声材料放置在房间任何表面都有吸声效果。吸声材料吸声系数越大,吸声面积越多,吸声效果越明显。玻璃棉可以被制成吸声天花、吸声墙板、空间吸声体等各种建筑吸声构件。

     

    2、影响玻璃棉吸声系数的因素  

    玻璃棉对声音中的高频有较好的吸声性能。影响玻璃棉吸声性能的主要因素是厚度、密度、孔隙率、结构因子、空气流阻和安装条件等。厚度众所周知,密度是每立方米玻璃棉材料的重量。孔隙率是玻璃棉材料中孔隙体积和材料总体积之比。结构因子反映玻璃棉内部纤维或颗粒排列的情况,是衡量材料微孔或狭缝分布情况的物理量。空气流阻是单位厚度时材料两侧空气气压和空气流速之比。空气流阻是影响玻璃棉吸声性能最重要的因素。流阻太小,说明材料稀疏,空气振动容易穿过,吸声性能下降;流阻太大,说明材料密实,空气振动难于传入,吸声性能亦下降。对于玻璃棉来讲,吸声性能存在最佳流阻。玻璃棉的吸声性能还与安装条件有着密切的关系。当玻璃棉板背后有空气层时,与相同厚度无空气层的玻璃棉板吸声效果类似。尤其是中低频吸声性能比材料实贴在硬底面上会有较大提高,吸声系数将随空气层的厚度增加而增加,但增加到一定值后效果就不明显了。使用不同容重的玻璃棉叠和在一起,形成容重逐渐增大的形式,可以获得更大的吸声效果。玻璃棉在建筑使用中,表面往往要附加有一定透声作用的饰面,如小于0.5mm的塑料薄膜、金属网、窗纱、防火布、玻璃丝布等,基本可以保持原来的吸声特性,若饰面的透气性差时,如塑料薄膜,高频吸声特性会下降。  

     

    3、常见的玻璃棉吸声建筑构件  

    玻璃棉具有防火、保温、易于切割等优良特性,是建筑吸声常用的材料之一。但是由于玻璃棉表面无装饰性,而且会有纤维洒落,因此必须制成各种吸声构件隐蔽使用。常使用也是造价低廉的构造是纸面穿孔石膏板吊顶或墙面内填玻璃棉。与穿孔纸面石膏板类似的还有穿孔金属板(如铝板)、穿孔木板、穿孔纤维水泥板、穿孔矿棉板等,这些材料的后空腔内填入玻璃棉后都能够较大地提高吸声性能。为了防止玻璃棉纤维洒出,需要在穿孔板背后附一层无纺布、桑皮纸等透声织物,或使用玻璃布、塑料薄膜等包裹玻璃棉。玻璃棉板经过处理后可以制成吸声吊顶板或吸声墙板,但无论是玻璃棉吸声墙板还是吸声吊顶板,都需要使用高容重的玻璃棉,并经过一定的强化处理,以防止板材变形或过于松软。这一类的建筑材料既有良好的装饰性又保留了玻璃棉良好的吸声特性,降噪系数NRC一般可以达到0.85以上。  

    在体育馆、车间等大空间内,为了吸声降噪,常常使用以玻璃棉为主要吸声材料的吸声体。吸声体可以根据要求制成板状、柱状、锥体或其他异型体。吸声体内部填充玻璃棉,表面使用透声面层包裹。由于吸声体有多个表面吸声,吸声效率很高。

    在道路隔声屏障中,为了防止噪声反射,需要在面向车辆一侧采取吸声措施,往往也使用玻璃棉作为填充材料、面层为穿孔金属板的屏障板。为了防止玻璃棉在室外吸水受潮,有时会使用PVC或塑料薄膜包裹。  

    4、应用玻璃棉吸声的一些建筑场所

    在一般厅堂中,包括语言、音乐或综合表演用厅堂,如音乐厅、报告厅、剧场、影院、礼堂、体育馆、多功能厅、会议室、演播室、录音室、听音室、排练厅、博物馆、展览馆、KTV包房、办公室、营业厅、接待室、拍卖厅、候车(机)室、审判厅等等场所均需要吸声获得良好的音质;在需要噪声控制的房间,如餐厅、图书馆、画廊、健身中心、购物中心、酒店大堂、病房、车间等等场所也需要吸声降噪;还有特殊音质要求的民用住宅卧室、书房、家庭影院等等都需要吸声处理。这些场所都可以应用玻璃棉进行吸声,当然,同时必须考虑建筑构造、美观、防火、粉尘、清洁等综合因素。

     
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