[发明专利]复合共振吸声结构

说明书

本发明公开一种复合共振吸声结构，由钢板框架、弹性穿孔板、空心管、底板、玻璃胶、多孔吸声材料、装饰吸声薄毡组成，空心管的外径与弹性穿孔板的孔径之间为过盈配合，空心管垂直安装在弹性穿孔板内侧，空心管与弹性穿孔板可靠连接，空心管有多种长度；弹性穿孔板使用玻璃胶粘贴在钢板框架正面；多孔吸声材料粘贴在弹性穿孔板内侧，与钢板框架、底板之间留有间隙，装饰吸声薄毡粘贴在弹性穿孔板、钢板框架外。可以有效吸收低频声波、吸收频带由宽。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。

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复合共振吸声结构。

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、窗、门或隔墙，这些构件的中高频隔声量一般都较高，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，从高声级一侧到低声级一侧的传输过程中，实际的低频声隔声量很低，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。

一、穿孔板共振吸声结构

在打孔的薄板后面设置一定深度的密闭空腔，组成穿孔板吸声结构，这是经常使用的一种吸声结构，相当于单个亥姆霍兹共振器的并联组合。采用穿孔的石棉水泥、石膏板、硬质纤维板、胶合板以及钢板、铝板，都可作为穿孔板共振吸声结构，在其结构共振频率附近，有较大的吸收。穿孔板共振吸声频带比较窄，为了增加吸声频带宽度和吸声系数，可以在穿孔板后的空腔内填多孔性吸声材料。如果同时使用几种共振峰互相衔接的穿孔板，也可以得到较宽的吸声频带。

穿孔板的共振频率（Hz）可以按下式计算：

ƒ₀=

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。

二、薄板共振吸声结构

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。

薄板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。

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。