发布日期：2024-03-20 来源: 网络 阅读量（ ）
leyu乐鱼软膜天花吸声性能实验研究第３５卷第Ｓ１期２０１５年１２月噪声与振动控制ＮＯＩＳＥＡＮＤＶｌＲＡｒＩＯＮＣＯＮＴＲＯＬＶｒｏｌ３５Ｎｏ．Ｓ１Ｄｅｃ．２０１５文章编号：１００６．１３５５（２０１５）Ｓ１．０２９９．０３软膜天花吸声性能实验研究（环境噪声与振动北京市重点实验室，北京市劳动保护科学研究所，北京１０００５４）摘要：软膜天花作为一种新兴的装饰材料被广泛用于制作吊顶、灯箱等场合，若将软膜天花与吸声机构结合，势必会大幅增加其应用场合。因此本文设计了普通软膜天花、穿孔软膜天花以及由软膜天花拉伸形成的锥面软膜天花３种吸声结构，采用Ｂ＆Ｋ阻抗管对３种结构的吸声性能进行测试，初步得出吸声效果相对优良的软膜天花应用形式。实验结果表明：普通软膜天花具有一定的吸声能力：穿孔软膜天花的吸声效果与普通软膜天花相比有一定的提高；锥面软膜天花结构有两个共振频率，分别为７００Ｈｚ、１１００Ｈｚ，共振频率向高频方向移动，吸声带宽增大，吸声效果明显增强，为软膜天花吊顶、灯箱的吸声结构设计提供了理论依据。关键宇：声学；软膜天花；薄膜吸声材料；穿孔膜：异形背腔；吸声性能中图分类号：ＴＢＴ５３５文献标识码：ＡＤＯＩ编码：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６．１３３５．２０１５．Ｓ１．０７５ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌＲｅｓｅａｒｃｈＳｏｆｔＭｅｍｂｒａｎｅＣｅｉｌｉｎｇＳｏｕｎｄ－—ａｂｓｏｒｂｉｎｇＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅＷＡＮＧＹｕｅ－ｙｕｅ乐鱼体育。ＺＨＡ０Ｊｕｎ－ｊｕａｎ．ＬＩＸｉａｎ—ｈｕｉ（ＢｅｉｊｉｎｇＭｕｎｉｃｉｐａｌＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＬａｂｏｒＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎＢｅｉｊｉｎｇ１０００５４，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｏｆｔｍｅｍｂｒａｎｅｃｅｉｌｉｎｇａｎｅｗｄｅｃｏｒａｔｉｖｅｍａｔｅｒｉａｌｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｃｅｉｌｉｎｇ，ｌｉｇｈｔｂｏｘ，ｅｔｃ．Ｉｔ’Ｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｍｏｒｅｗｉｄｅｓｏｆｔｍｅｍｂｒａｎｅｃｅｉｌｉｎｇｓｃｏｍｂｉｎｅａｂｓｏｒｂｅｒｓ．Ｔｏｓｔｕｄｙａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｓｏｆｔｍｅｍｂｒａｎｅｃｅｉｌｉｎｇ，ｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅｄｅｓｉｇｎｅｄｔｈｒｅｅａｂｓｏｒｂｅｒｓ，ｃｏｎｓｉｓｔｅｄｓｏｆｔｍｅｍｂｒａｎｅｃｅｉｌｉｎｇ，ｍｉｃｒｏ－ｐｅｒｆｏｒａｔｅｄｓｏｆｔｍｅｍｂｒａｎｅｃｅｉｌｉｎｇｓｏＲｍｅｍｂｒａｎｅｃｅｉｌｉｎｇａｂｓｏｒｂｅｒｉｒｒｅｇｕｌａｒｓｈａｐｅｃａｖｉｔｙＢ＆ＫｉｍｐｅｄａｎｃｅｔｕｂｅＷａｓｕｓｅｄａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｂｅｔｔｅｒａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｆｏｒｍｓｏｆｔｍｅｍｂｒａｎｅｃｅｉｌｉｎｇ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｓｓｏｆｔｍｅｍｂｒａｎｅｃｅｉｌｉｎｇｈａｓａｂｓｏｒｂｓｏｕｎｄ．Ｔｈｅａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｍｉｃｒｏ－ｐｅｒｆｏｒａｔｅｄｓｏｆｔｍｅｍｂｒａｎｅｃｅｉｌｉｎｇｂｅｔｔｅｒｔｈａｎｓｏｆｔｍｅｍｂｒａｎｅｃｅｉｌｉｎｇ．Ｔｈｅｒｅｓｏｎａｎｔｆｒｅｑｕｅｎｃｙｓｏｆｔｍｅｍｂｒａｎｅｃｅｉｌｉｎｇａｂｓｏｒｂｅｒａｉｒｒｅｇｕｌａｒｓｈａｐｅｃａｖｉｔｙ７００Ｈｚ１０００Ｈｚ，ｗｈｉｃｈｍｏｖｅｓｔｏｗａｒｄｈｉｇｈ－ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｄｉｒｅｃｔｉｏｎ．Ａｔｓａｌｎｅｔｉｍｅ，ｔｈｅａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｂａｎｄｗｉｄｔｈｗｉｄｅｒｔｈａｎａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｉｍｐｒｏｖｅｄ．Ｔｈｅｓｅｄａｔａｐｒｏｖｉｄｅａｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｂａｓｉｓｓｏｕｎｄａｂｓｏｒｂｉｎｇｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄｅｓｉｇｎｓｏｆｔｆｉｌｍｃｅｉｌｉｎｇ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ａｃｏｕｓｔｉｃｓ；ｓｏｆｔｍｅｍｂｒａｎｅｃｅｉｌｉｎｇ；ｍｅｍｂｒａｎｅａｂｓｏｒｂｅｒｓ；ｍｉｃｒｏ－ｐｅｒｆｏｒａｔｅｄｍｅｍｂｒａｎｅ；ｉｒｒｅｇｕｌａｒｓｈａｐｅｃａｖｉｔｙ；ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ近年来，随着经济的发展，人们对于室内装饰材收稿日期：２０１５—１１－０６基金项目：国家自然科学基金（Ｎ０．１１２７４０４８）；北京市自然科学基金（ＮＯ．８１４２０１６）；创新团队（ＩＧ２０１５０ｌＮ）；创新工程（ＰＸＭ２）；２０１５年改革发展自立课题项目资助作者简介：王月月（１９９０一），女，研究实习员，目前从事环境噪声与振动研究。Ｅ－ｍａｉｌ：ｂｅｔｈｙｕｅ．１９９０＠１６３．ｃｏｒｎ料的要求逐渐提高，软膜天花正是在这场装饰材料改革中兴起的新型材料，它弥补了传统吊顶天花和墙面装饰材料的各种不足，在吊顶、广告灯箱等方面得到了广泛的应用ｎｌ。软膜天花作为装饰材料已经有５０年的历史了，这种柔性材料色彩丰富，质地较轻，可根据实际需要来调节制作面积，从而实现各种各样的设计类型。同时，软膜天花安装方便，使用寿命长，可回收利用。软膜天花种类繁多，包括常用的透光膜（灯箱膜）、反光膜、哑光膜、磨砂膜等种类１２］。软膜天花作为装饰材料常应用于吊顶或灯箱噪声与振动控制第３４卷时，由软膜天花所形成的封闭空腔均可以等效成薄膜材料与封闭空腔内的空气所形成的吸声结构ｐ－５１０经过相关检测软膜天花具有一定的声学效果陋’７１，为了进一步改善软膜天花材料的吸声性能，探讨软膜天花设计结构对其吸声性能的影响，扩大软膜天花材料的应用场合，本文利用我国声学专家马大猷先生提出的微穿孔板共振吸声结构对软膜天花进行设计改良，设计了普通软膜天花乐鱼体育、穿孔软膜天花以及由软膜天花拉伸形成的锥面软膜天花３种吸声结构，并采用驻波管法对这３种软膜天花结构的吸声性能进行实验研究嘲。其中，锥面软膜天花吸声结构是在实验过程中改变软膜天花的拉伸张力，由普通软膜天花拉伸形成。通过对比分析３种结构的吸声性能，初步得出吸声效果相对优良的软膜天花应用形式，为软膜天花吸声结构的设计改造提供依据。１普通软膜天花吸声性能实验研究本文的实验研究采用厚度为０．１８ｒｎｎｌ，面密度为０．２２ｋｇ／ｍ３的透光膜，如图１所示。图１普通软膜天花吸声结构透光膜是软膜天花中使用最广泛的一类，可配合各种灯管系统（霓虹灯、荧光灯、ＬＥＤ灯）营造梦幻、无影的室内灯光效果。背腔深度为５０ｍｍ，采用Ｂ＆Ｋ阻抗管测定软膜天花的吸声性能，如图２所示乐鱼体育。盖《１６频率／Ｈｚ。１０２图２普通软膜天花吸声性能分析图２吸声曲线显示，普通软膜天花结构具有一定的吸声能力。共振吸声频率在６００Ｈｚ左右，在６００Ｈｚ处的吸声系数达到０．６５左右。２穿孔软膜天花吸声性能实验研究根据软膜天花的厚度及材质，采用针辊穿孔方式对软膜天花进行微穿孔。其中软膜天花的厚度为０．１８ｍｉｌｌ，微穿孔的孔径为０．６ｒｎｌｎ，孔间距为８ｒｎｎｌ，面密度为０．２２ｋｇ／ｍ３，如图３所示。 图３穿孔软膜天花吸声结构 利用Ｂ＆Ｋ阻抗管进行吸声性能测试，背腔深度 为５０ ｍｎｌ，并将穿孔软膜天花吸声结构的实验数据 与普通软膜天花的数据进行比较，如图４所示。 ｌ鼍０．８ Ｅｇ０．６ ｏ旨Ｏ．４ 旨０．２ ０２４６８１０１２ １４ １６ 频率／Ｈｚ 。１０２ 图４穿孔软膜天花吸声性能分析 由图４可以看出穿孔软膜天花的吸声性能比普 通软膜天花有所提高。吸声系数、吸声带宽与普通 软膜天花相比均有所增大，共振频率在６００ Ｈｚ左 右，共振频率处的吸声系数为Ｏ．８５左右。由于本次 实验采用针辊穿孔方式，穿孔过程中有软膜天花余 料残留，导致穿孔软膜天花的穿孔率并不是最理想 的状态。如若穿孔工艺成熟，穿孔软膜天花在一定 程度上会实现软膜天花结构吸声性能的优化。 ３锥面软膜天花吸声性能实验研究 为了探索更多的软膜天花结构形式，利用软膜 天花的拉伸特性，进一步调整软膜天花吸声结构的 第Ｓ１期 软膜天花吸声性能实验研究 ３０１ 背腔形状。实验过程中将软膜天花试样的中心部位 向背腔内部拉伸，使得测试材料的表面张力增大，形 成锥面软膜天花吸声结构，如图５所示。 图５锥面软膜天花吸声结构 采用相同的测试条件，保持软膜天花基本参数 不变，测定锥面软膜天花吸声结构的吸声系数，并与 普通软膜天花、穿孔软膜天花吸声结构的吸声性能 进行对比分析，实验结果如图６所示。 ＥＵｏｏＣＣ’：乱Ｇ上《０２４６８ＩＯ １２ １４ 频ｊ缸／Ｈｚ。１０二 ３种软膜天花结构吸声性能对比由图６吸声曲线的对比可以看出，锥面软膜天 花吸声结构有两个共振峰，分别在７００ Ｈｚ、１ １００ Ｈｚ 左右出现。与普通软膜天花、穿孔软膜天花吸声结 构相比，共振频率向高频方向移动，吸声系数及吸声 带宽相对普通软膜天花、穿孔软膜天花也均有所增 加。其中，７００ Ｈｚ处的吸声系数达到０．９以上，１ １００ Ｈｚ处的吸声系数为０．８。由此看出，锥面软膜天花 不仅能够使软膜天花结构的共振频率向高频方向移 动，同时还能大幅提高结构的吸声系数及带宽，使吸 声效果明显增强。 ４结语 软膜天花作为新型装饰材料，是一种薄膜材料， 可根据实际使用需求确定形状。实验结果表明：普 通软膜天花本身具有一定的吸声能力，共振吸声频 率在６００ Ｈｚ左右；穿孔软膜天花的吸声性能与普通 软膜天花相比有所提高，吸声系数与吸声带宽均有 所增加；同时，由软膜天花拉伸形成的锥面软膜天花 吸声结构有两个共振峰，共振频率向高频方向移动， 主要集中在７００ Ｈｚ、１ １００ Ｈｚ左右，吸声系数有所提 高，吸声带宽具有宽频特性，使得软膜天花在实际使 用过程中起到更好的吸声作用成为现实，为软膜天 花吊顶、灯箱的吸声结构设计提供了依据。 致谢 本文研究受到国家自然科学基金 （Ｎ０．１１２７４０４８），北京市自然科学基金 （ＮＯ．８１４２０１６），创新团队（ＩＧ２０１５０１Ｎ），创新工程 （ＰｘＭ２０１５ １７８３０４ ０００００２）和２０１５年改革发展自 立课题项目资助。 参考文献： 李英林．节能环保型装饰材料一软膜天花［Ｊ】．广东建材，２００９，１：９７．１００． ［２】陈胜文，李凯，常振洲．软膜天花在大型公共建筑工程中 的应用［Ｊ］．建筑施工，２０１１，３３（０５）：３７９—３８０． ［３】康玉成．实用建筑吸声设计技术［Ｍ］．北京：中国建筑工 业出版社，２００７：１６３．１６８． Ｋａｎｇ，ＨＶＦｕｃｈｓ．Ｐｒｅｄｉｃｔｉｎｇ ｏｐｅｎｗｅａｖｅ ｔｅｘｔｉｌｅｓ ｍｉｃｒｏ—ｐｅｒｆｏｒａｔｅｄｍｅｍｂｒａｎｅｓ ｂａｃｋｅｄ ａｉｒｓｐａｃｅ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ，１９９９，２２０（５）：９０５－９２０． Ｓａｋａｇａｍｉ，ＭＫｉｙａｍａ，Ｍ Ｍｏｒｉｍｏｔｏ，Ｄ Ｔａｋａｈａｓｈｉ． Ｓｏｕｎｄ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ａｃａｖｉｔｙ—ｂａｃｋｅｄｍｅｍｂｒａｎｅ：ａ ｓｔｅｐ ｔｏｗａｒｄ ｄｅｓｉｇｎ ｍｅｔｈｏｄ ｍｅｍｂｒａｎｅ－ｔｙｐｅａｂｓｏｒｂｅｒｓ［Ｊ］． Ａｐｐｌｉｅｄ Ａｃｏｕｓｔｉｃｓ，１ ９９６，４９：２３７－２４７． ［６】谢荣基，万宇鹏，周远波．微穿孔吸声性能计算与实验 ［Ｊ］．声学技术，２０１３，３２（０４）：４８８．４９０． Ｚｈａｎｇ，ＪＯｕｙａｎｇ．Ｓｏｕｎｄ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｍｅ枷ｅｍｅｎｔｓ ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔｍｉｃｒｏ－ｐｅｒｆｏｒａｔｅｄ ｍｅｍｂｒａｎｅ ａｂｓｏｒｂｅｒｓ［Ｊ］．华南 理工大学学报，２００７，３５：１２０．１２４． ［８】马大猷．微穿孔板吸声体的准确理论和设计［Ｊ】声学学 报，１９９７，２２（０５）：３８５．３９３．
