CN106917457B - 低频共振吸声结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种低频共振吸声结构，由弹性薄板、弹性吸声材料、钢板框架、刚性底板、阻尼钉、安装构件、装饰角组成，刚性底板安装在钢板框架底部，阻尼钉以阵列式排列安装在刚性底板上弹性吸声材料中，弹性吸声材料高出钢板框架平面，弹性薄板安装在弹性吸声材料上，装饰角安装在钢板框架上部；所述的弹性吸声材料与刚性底板、阻尼钉、钢板框架、弹性薄板之间通过胶粘剂连接，弹性吸声材料面层高出钢板框架；所述的弹性薄板与钢板框架、装饰角之间留有缝隙。可以有效吸收低频声波、吸收频带由宽。适合于家庭影院、录音棚、消声室、音乐厅等场合使用的低频吸声体。

Description

低频共振吸声结构

技术领域

本发明涉及一种吸声结构，尤其是能吸收低频声波的低频共振吸声结构。

背景技术

低频声波问题难以控制。例如，双层构造的建筑构件，如窗、门或隔墙，这些构件在中高频的隔声量一般都较高，因此单值评价的隔声量都不错，但是其构造上是质量——弹簧系统，它的共振频率很可能在100Hz左右或更低，使得在该频率附近，在从高声级一侧到低声级一侧的传输过程中，低频声实际的隔声量很低，此外低频声传入室内后，更激发起室内的简正振动，而使得室内的部分低频又达到加强。房间的尺寸，若至少有一个方向小于5m，简正振动的表现很明显。在场馆声学设计中，低频混响时间的控制对混响时间的均衡性至关重要。

由于多孔性材料的低频吸声性能差，为解决中、低频吸声问题，往往采用共振吸声结构。当入射声波的频率与共振吸声结构的固有频率一致时，共振吸声结构就会发生共振现象，其吸声频谱以共振频率为中心出现吸收峰，当远离共振频率时，吸声系数就很低。由于低频声波比高频声波容易激发共振，因此共振吸声结构其主要吸声频带在低频。在实际应用上，共振吸声结构有腔体共振吸声结构、薄板共振吸声结构、薄膜共振吸声结构、穿孔板共振吸声结构、微穿孔板共振吸声结构。

把不穿孔的薄板（如金属板、胶合板、塑料板等）周边固定在框架上，背后留有一定厚度的空气层，这就构成了薄板共振吸声结构。薄板相当于质量块，板后的空气层相当于弹簧。当声波作用于薄板表面时，在声压的交变作用下引起薄板的弯曲振动。由于薄板和固定支点之间的摩擦和薄板内部引起的内摩擦损耗，使振动的动能转化为热能而使声能得到衰减。当入射声波的频率与共振吸声结构的固有频率一致时，共振吸声结构就会发生共振现象。

目前，建筑声学的低频声波吸收装置的内径尺寸是所吸收最低频段波长的四分之一时，吸声系数最高。由于低频频段的波长长，如果要达到对低频频段的有效吸收，吸声结构的几何尺寸就要高于所吸收最低频段波长的四分之一，导致周边固定的薄板共振吸声结构规格较大。如果未能在装修阶段预先考虑在墙面及顶部设置相应规格的薄板共振吸声结构，使用过程中就比较难以处理。

发明内容

本发明的目的在于提供一种不受设置规格局限，尤其是在使用过程中方便设置，不受安装条件局限的宽频低频吸声的共振吸声结构。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种低频共振吸声结构，由弹性薄板、弹性吸声材料、钢板框架、刚性底板、阻尼钉、安装构件、装饰角组成，刚性底板安装在钢板框架底部，阻尼钉以阵列式排列安装在刚性底板上弹性吸声材料中，弹性吸声材料高出钢板框架平面，弹性薄板安装在弹性吸声材料上，装饰角安装在钢板框架上部；弹性薄板不设置固定支点，当声波入射到弹性薄板上时，弹性薄板在声波交变压力的激发下，使板发生弯曲变形，由于板和弹性吸声材料之间的摩擦阻尼损耗，以及弹性薄板本身的内部摩擦损耗，使声波的机械能转变为热能，从而消耗声能达到吸声的目的。声波透射进入弹性吸声材料时，在弹性薄板与刚性底板之间的弹性吸声材料之间反射、折射后又进入刚性底板，由于刚性底板的面密度较高，可吸收低于弹性薄板的低频声波。使用弹性吸声材料设置在弹性薄板与刚性底板之间，对低频声波的吸收远高于相应的空腔，保证吸收的频谱宽度。

所述的弹性吸声材料与刚性底板、阻尼钉、钢板框架、弹性薄板之间通过胶粘剂连接。可以有效提高弹性吸声材料对弹性薄板的阻尼；在弹性吸声材料内部设置阻尼钉，可以增加弹性吸声材料的阻尼，防止低频共振吸声结构安装使用过程中弹性薄板产生下坠现象，保证弹性吸声材料与弹性薄板的结合强度。

所述的弹性薄板与钢板框架、装饰角之间留有缝隙。由于弹性吸声材料高出钢板框架平面，弹性薄板与钢板框架、装饰角之间留有缝隙。弹性薄板与钢板框架、装饰角之间未直接接触，形成弹性薄板漂浮在弹性吸声材料上。由于弹性薄板不设置固定支点，所以，所吸收的频率不受框架龙骨间距的固定支点所制约，能够吸收低于龙骨间距的倍频程中心频率的波长的低频声波。

所述的弹性薄板系厚度为0.5～2mm的冷轧钢板或不锈钢板或者相等面密度的塑料板制成。弹性薄板系光滑的面板，对中高频声波难以吸收，防止对中高频声波的过多吸收导致影响房间混响曲线的平直。低频共振吸声结构弹性薄板的面密度应根据所吸收频率确定。根据共振吸声结构的共振频率（Hz）可以按下式计算：

式中：M——薄板面密度；Kg/m²

D——空气层厚度；cm

ρ——空气密度；Kg/m²

c——声速；34400cm/s。

所述的钢板框架由2～3mm的平面钢板或穿孔板折制而成。当多个低频共振吸声结构之间紧靠安装时，钢板框架为平面钢板制成，当低频共振吸声结构独立安装或间隙安装时，钢板框架为穿孔板折制而成。穿孔折板的穿孔率及孔径应根据所吸收频率确定。

穿孔板的共振频率（Hz）可以按下式计算：

式中：L——板后空气层厚度；cm

t——孔径的有效长度；cm

d——孔径；cm

c——声速；34400cm/s

P——穿孔率。

所述的弹性吸声材料为三聚氰胺发泡吸声棉、发泡塑料泡沫、纤维吸声板。所述的安装构件安装在刚性底板下部，安装构件系由安装挂件或安装吊件组成。

本发明的有益效果是可以有效吸收低频声波、吸收频带宽。是适合于家庭影院、录音棚、消声室、音乐厅等场合使用的低频吸声体。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明第一个实施例的正剖视构造图。

图2是图1的侧剖视图。

图3是本发明第二个实施例的局部放大图。

图中1.弹性薄板，2.弹性吸声材料，3.钢板框架，4.刚性底板，5.阻尼钉，6.装饰角，7.安装构件，8.平面钢板，9.穿孔板。

具体实施方式

在图1、2所示的实施例中，一种低频共振吸声结构，由弹性薄板（1）、弹性吸声材料（2）、钢板框架（3）、刚性底板（4）、阻尼钉（5）、装饰角（6）、安装构件（7）组成，刚性底板（4）安装在钢板框架（3）底部，阻尼钉（5）以阵列式排列安装在刚性底板（4）上弹性吸声材料（2）中，弹性吸声材料（2）高出钢板框架（3）平面，弹性薄板（1）安装在弹性吸声材料（2）上，装饰角（6）安装在钢板框架（3）上部；所述的弹性吸声材料（2）与刚性底板（4）、阻尼钉（5）、钢板框架（3）、弹性薄板（1）之间通过胶粘剂连接，弹性吸声材料（2）面层高出钢板框架（3）；所述的弹性薄板（1）与钢板框架（3）、装饰角（6）之间留有间隙。

所述的弹性薄板（1）为厚度为0.5～2mm的冷轧钢板、不锈钢板或者相等面密度的塑料板制成。所述的钢板框架（3）由2～3mm的平面钢板（8）制成。所述的弹性吸声材料（2）为三聚氰胺发泡吸声棉、发泡塑料泡沫、纤维吸声板。所述的安装构件（7）安装在刚性底板（4）下部，安装构件（7）系由安装挂件或安装吊件组成。

在图3所示的第二个实施例中，当低频共振吸声结构独立安装或间隙安装时，钢板框架为穿孔板（9）折板制成。

应当理解，在不脱离本发明的范围内，可以对上述实施例做出多种改变。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种低频共振吸声结构，由弹性薄板、弹性吸声材料、钢板框架、刚性底板、阻尼钉、安装构件、装饰角组成，其特征是：刚性底板安装在钢板框架底部，阻尼钉以阵列式排列安装在刚性底板上弹性吸声材料中，弹性吸声材料高出钢板框架平面，弹性薄板安装在弹性吸声材料上，装饰角安装在钢板框架上部；所述的弹性吸声材料与刚性底板、阻尼钉、钢板框架、弹性薄板之间通过胶粘剂连接，弹性吸声材料面层高出钢板框架；所述的弹性薄板与钢板框架、装饰角之间留有缝隙。

2.根据权利要求1所述的低频共振吸声结构，其特征是：所述的弹性薄板为厚度为0.5～2mm的冷轧钢板、不锈钢板或者相等面密度的塑料板制成。

3.根据权利要求1所述的低频共振吸声结构，其特征是：所述的钢板框架由2～3mm的平面钢板或穿孔板折制而成。

4.根据权利要求1所述的低频共振吸声结构，其特征是：所述的弹性吸声材料为三聚氰胺发泡吸声棉、发泡塑料泡沫、纤维吸声板。

5.根据权利要求1所述的低频共振吸声结构，其特征是：所述的安装构件安装在刚性底板下部，安装构件系由安装挂件或安装吊件组成。