吸音无纺布在金属天花板中的应用

                                钟祥璋 赵飞鸣

【摘要】金属穿孔板是现代公共建筑中一种新型的室内装饰材料，它还可以作为吸音材料的护面材料，广泛用于机场候机楼、地铁车站、会议厅、宾馆大堂、展览馆、影剧院、体育馆等公共建筑。文中介绍SoundTex吸音无纺布的材料特性并对其与金属穿孔板复合后的吸音特性进行了实验研究。

【关键词】无纺布；吸音；金属穿孔板

【Abstract】Perforated metal panel is a new type of indoor decorative material used in modern public buildings.It can be surface-protector of absorption materials. It is widely used in public buildings such as airport lounge, subway station, meeting room, hotel lobby, exhibition hall, cinema and theater, sports building and etc. This paper introduces material characters of the SoundTex sound absorbing nonwovens and the experiments on the absorption characters of the nonwoven combine with perforated metal panels.

【Key Words】nonwovens;sound absorption;perforated metal ceiling

     1 引言

     在现代公共建筑中，随着对防火要求的提高，传统的室内装饰材料逐渐被金属材料所替代。铝合金穿孔装饰板是以预着色（装饰聚酯漆）的铝合金板为主要原料，表面光洁，色彩丰富，造型美观，而且自重轻、不燃、耐腐、防潮， 组装灵活，施工快捷，检修方便。由于这种材料重量轻，对屋顶结构的荷载小，因此，已成为大型公共建筑的主要吊顶材料。铝合金穿孔板背面贴一层SoundTex吸声无纺布（专为吸声而生产的一种无防布），就形成装饰与吸音双重功能的材料。值得指出，铝合金穿孔装饰吸声板除作吊顶外， 也可作为墙面装饰吸声材料，近年来，中国新建和扩建的许多机场候机楼大多采用铝合金穿孔装饰吸声板作吊顶。顶棚天花的吸声使候机厅大大减少了声反射，起到了消除回声和降低混响时间的作用，从而提高了公共广播的清晰度，同时又降低了混响声（轰隆隆声），给人以比较安静的感受。因此，铝合金穿孔装饰吸声板在工程中被广泛采用，适用于车站（特别是地铁车站）、商场、展览馆、会议室、宾馆和酒店大堂、开敞式办公室等的顶棚天花装饰材料，而且该板还可以用于影剧院、歌舞厅、电视演播室、广播录音室、体育馆等音质工程设计中，作为控制混响时间的技术措施。

     文中介绍SoundTex无纺布的材料特征，并对其与金属穿孔板复合后的吸声特性进行了实验研究。

     2  SoundTex吸声无纺布的材料特性

     无机纤维材料具有不燃、质轻、不腐、不老化的优点。特别是离心玻璃棉面市以后，其渣球含量少，材质均匀，容重轻，富有弹性，其吸声制品的厚度在50mm-100mm， 容重在20-40kg/m3 ，是目前在声学工程中使用最多的一种吸声材料。但由于在施工过程中会产生纤维粉尘，刺痒皮肤和影响呼吸，而且因其不老化，日后维修调换时会形成固体废弃物，对环境产生二次污染。为消除对环境的影响，新的吸声材料不断推出，SoundTex吸声无纺布就是由德国科德宝公司开发的一种新型吸声材料，它有如下特性：

     （1）超轻。面密度一般是62g/m2 ， 与护面板及龙骨重量相比，几乎可以忽略，可以说是一种“无”重量的吸声材料。

     （2）超薄。厚度一般为0.2mm， 与一般无机纤维吸声材料相比，如50mm厚的玻璃棉，仅为后者的1/250，其厚度几乎可以忽略，又可以说是一种“无”厚度的吸声材料。

     （3）由于SoundTex吸声无纺布既轻又薄，被称为是一种无“重量”和不具“体积”的吸声材料，因此运输和储存极为方便，可大量节省包装和运输费用。

     （4）吸声无纺布的裁剪方便，安装极为简单。SoundTex无纺布为便于安装，本身涂有低温热敏胶，只要适当加温就可粘贴在穿孔板上，省工省料。值得指出的是，使用吸声无纺布可消除传统纤维性吸声材料在工程施工过程中空中飞扬的纤维灰尘对环境的污染，并大大减少了日后维修所形成的固体废弃物对环境产生的二次污染。

     （5）SoundTex吸声无纺布具有良好的阻燃性能，经国家防火建筑材料质量监督检测中心检测，该材料的难燃性达到了B1级。其各项防火技术指标的检验结果如表1所示。检验结果表明，测试值均优于技术指标规定值。

           表1 SoundTex 防火技术指标的检验结果

     3 吸声性能

      对600mmX600mm的穿孔铝板和钢板后背贴一层SoundTex吸声无纺布（厚度一般为0.2mm，面密度62g/m2）的试件，在混响室进行吸声系数的测量。穿孔板共4种规格，其中穿孔铝板和穿孔钢板各2种规格，如表2所示。

              表2   穿孔金属板的规格

     各种穿孔金属板吸声无纺布对3种空腔（50，200和400 mm）所测的混响室法吸声系数，如表3所示。

     3.1 空腔对吸声的影响

     穿孔铝板厚1mm,孔径Φ3.0mm,穿孔率20\\%，空腔50mm，200mm和400mm，吸声频率特性比较图1所示。图示结果表明，315Hz以下的低频段吸声系数随空腔厚度的增加而显著提高。100-315HZ的平均吸声系数分别为0.12,0.66和0.83，其降噪系数分别为0.60，0.75和0.75。孔径Φ2.8mm，穿孔率18\\%，无空腔（实贴墙面）与空腔50mm吸声特性的比较如图2所示。结果表明，墙面贴实安装时的吸声系数是很低的，几乎是不起吸声作用，其降噪系数仅为0.05，而50mm空腔的降噪系数达0.65。

          表3  穿孔金属吸声无纺布实测的混响室吸声系数

     注*NRC称为降噪系数，它是250，500，1000，2000HZ倍率带吸声系数的算数平均值。对于1/3倍频带，它是200-2500HZ频段内12个1/3倍频带吸声系数的算数平均值。降噪系数是材料吸声特性的单值评比。

     3.2 不同材质穿孔板的比较

    穿孔率20\\%，孔径Φ3.0mm的铝板和孔径Φ1.8mm的钢板贴SoundTex无纺布时，不同空腔吸声特性的比较如图3、图4和图5所示。图示结果表明，穿孔铝板和穿孔钢板的吸声特性基本一致。空腔为50mm，200mm和400mm时，两者的降噪系数分别为0.60，0.75，0.75和 0.55，0.75，0.75。而且100-315HZ低频段的平均吸声系数铝板和钢板也基本相同，如表4所示。值得指出，空腔200mm和400mm相比，铝板和钢板的降噪系数没有变化，但400mm空腔在低频段的吸声系数有较大提升，从而使测试频带范围内的吸声特性曲线趋于平直。

         表4 穿孔铝板和穿孔钢板在100-315HZ低频段的平均吸声系数

     3.3 孔径对吸声的影响

     穿孔板孔径Φ1.6，Φ1.8以及Φ3.03种板的降噪系数如表5所示。结果表明，当空腔较大时，降噪系数均为0.75。但当空腔为50mm时，其降噪系数随孔径的增大而提高，分别为0.50，0.55，0.60。

             表5  穿孔板孔径变化时的降噪系数

      4  结论 

     SoundTex无纺布是超轻超薄的一种新型吸声材料。根据中国对吸声制品等级划分方法GB/T16731-1997，SoundTex无纺布与穿孔金属板复合的吸声制品可达二级标准。

     SoundTex无纺布背后的空腔对315HZ以下的低频段的吸声影响较大，当空腔增大至200mm以上，降噪系数几乎变化不大。当贴实（无空腔）安装时，其吸声系数是很低的，几乎不起吸声作用。

     穿孔金属板的孔径对较小的空腔如50mm有一定的影响，吸声随孔径的增加而提高。对于较大的空腔如200mm，不同孔径穿孔板的降噪系数几乎相同。

     空腔400mm时，因低频段吸声系数的提升，使整个测试频段范围均具有良好的吸声特性。

     SoundTex无纺布金属穿孔板吸声吊顶，低频吸声系数高，而且吸声频率特性平直，具有良好的吸声特性。同时，这种吸声结构防火性能好，装饰美观，重量轻，特别适宜于在大跨度轻质屋顶结构的公共建筑（如候机大厅、体育馆等）中使用。