Huokoisten ääntä vaimentavien materiaalien kehittäminen

1. Ääntä vaimentavien materiaalien historia

Ihmiset ovat jo pitkään ymmärtäneet, että kankaat voivat tehokkaasti estää äänen, joten esihistoriallisesta Egyptin ja jopa roomalaiseen aikaan ihmiset ovat käyttäneet kankaita, ruokoa, heinää jne. ääntä vaimentavina materiaaleina poistamaan kaikuja ja vastustamaan melua. ihmiset tuntevat olonsa mukavammaksi. Nämä materiaalit ovat pohjimmiltaan orgaanisia kuitumateriaaleja, ja niiden väliset pienet raot tekevät niistä luonnollisia ääntä-absorboivia materiaaleja, ja orgaanisten kuitujen ääntä-absorboivat materiaalit toimivat edelleen tähän päivään asti.

Muinaisina aikoina monet maat ja kansat ovat saavuttaneet suuria saavutuksia akustisessa tutkimuksessa ja keränneet paljon kokemusta, mutta ääntä{0}}absorboivien materiaalien tutkimus on aina ollut rajallista. Tieteellinen tutkimus-ääntä vaimentavista materiaaleista liittyy läheisesti sisustuksen akustisen suunnittelun teoriaan. Lopulta vuonna 1898 WC Sabin perusti kaiunteorian ja huomautti, että äänen absorptiolla on ratkaiseva rooli huoneen kaikussa, ja ääntä vaimentavien materiaalien kehitys astui uuteen aikakauteen.

Vuodesta 1910 vuoteen 1915 hän työskenteli yrityksen kanssa ja kehitti ensin huokoista keramiikkaa ja myöhemmin huokoista tiiltä New Yorkin St. Thomas' Churchille ja Riverside Churchille. "Maksimoidakseen urkujen äänen pehmeyden ja rikkauden" hän ehdotti 1- tuuman paksuisten huopa- ja lankalevyjen käyttöä musiikkihuoneessa 1/4 tuuman etäisyydellä toisistaan; matalien taajuuksien absorboimiseksi hän ehdotti erittäin ohuen, 1 tuuman paksuisen puisen sisävuoren käyttöä. Voidaan sanoa, että hän loi perustan nykyaikaiselle huoneakustiikkatutkimukselle.

kotimaani akustiikka alkoi vuonna 1929. Professori Ma Dayoun perustettua Akustiikan tutkimuslaboratorion vuonna 1957 kotimaani akustiikkatutkimus on edistynyt huomattavasti. Professori Ma Dayoun johdolla maani ehdotti teoriaa mikro-rei'itetystä ääntä-absorboivasta rungosta ja kehitti pienen-reiän äänenvaimentimen, joka vähentää tehokkaasti ilmavirran melua. Ja perusti ilmavirran melun painelain. Se on luonut vankan perustan kotimaani akustiikan kehitykselle.

1950-luvulla ihmiset alkoivat tutkia äänen psykologiaa. Haas-ilmiöstä vuonna 1951, binauraalisesta kuulosta 1960-luvun lopulla

1970-luvulla ehdotetun käsitteen ja indikaattoreiden, kuten selkeyden ja binauraalisen korrelaatiokertoimen IACC:n perusteella nämä teoriat tarjoavat luotettavaa teoreettista tukea ääntä vaimentavien materiaalien tarkalle järjestelylle. Tänä aikana ääntä{2}}absorboivien materiaalien tutkimus alkoi olla-syvällistä ja huolellista. Ääntä vaimentavien materiaalien tutkimiseen liittyy äänen suorituskyvyn lisäksi myös muita ominaisuuksia. Sellaiset tekijät kuin materiaalien mekaaniset, termiset ja optiset ominaisuudet, kosteudenkestävyys, palonkestävyys, huolto, materiaalien rakenteet ja taiteelliset vaikutukset sekä ääntä vaimentavien materiaalien valinta ja asennuspaikka tarkentuvat vähitellen. Teatterisuunnittelussa yleisöä tutkitaan yksityiskohtaisesti myös suurena äänenvaimentimena.

Irrallisten ja huokoisten materiaalien ääniominaisuuksien mukaan ihmiset ovat luoneet ääntä{0}}absorboivia materiaaleja, nimittäin huokoisia ääntä{1}}absorboivia materiaaleja. Huokoiset materiaalit ovat tällä hetkellä yleisimmin käytettyjä{2}}ääntä vaimentavia materiaaleja. Sen tyyppejä ovat epäorgaaniset ja orgaaniset kuitupitoiset huokoiset ääntä{3}}absorboivat materiaalit. materiaalit, vaahto-kuten huokoiset ääntä-absorboivat materiaalit, rakeiset huokoiset-ääntä vaimentavat materiaalit jne. Akustiikan ja tekniikan kehityksen ja innovaatioiden myötä akustiikan työntekijöiden omistautunut tutkimus ja Markkinoiden kehittyessä tulee uusia huokoisia ääntä{7}}absorboivia materiaaleja. Tällä hetkellä huokoisia ääntä{8}}absorboivia materiaaleja käytetään laajalti konferenssisaleissa, konserttisaleissa, auditorioissa ja muissa rakennuksissa, joissa on korkeat äänivaatimukset.

2. Huokoisten ääntä vaimentavien materiaalien periaate

Ns Huokoisissa-ääntä vaimentavissa materiaaleissa on suuri määrä toisiinsa liittyviä mikrohuokosia tai rakoja, ja huokoset ovat pieniä ja tasaisesti jakautuneita materiaalin sisällä, avautuen ulospäin ja menemällä syvälle materiaalin sisäpuolelle. Äänen absorptiomekanismi on, että kun ääniaalto osuu materiaalin pintaan, osa siitä heijastuu materiaalin pinnalle ja toinen osa tunkeutuu materiaalin sisäosaan ja etenee eteenpäin. Ripa- tai reiän seinämässä esiintyy kitkaa, ja äänienergia muuttuu lämpöenergiaksi ja hajoaa viskositeetin ja lämmönjohtavuusvaikutuksen vuoksi. Kun ääniaalto on heijastunut jäykkään seinään, sen kulkiessa materiaalin läpi ja palatessa pinnalle osa ääniaalosta siirtyy ilmaan ja osa ääniaalosta heijastuu takaisin materiaaliin. Saa materiaalin imemään osan äänienergiasta. Korkeataajuiset-ääniaallot voivat nopeuttaa ilmahiukkasten värähtelyä raossa, ja lämmönvaihto ilman ja reiän seinämän välillä myös kiihtyy. Tämä tekee huokoisesta materiaalista hyvät korkeataajuiset äänen absorptioominaisuudet.

3. Huokoisten ääntä{1}}absorboivien materiaalien luokitus

Huokoisilla-ääntä vaimentavilla materiaaleilla on parempia-ääntä vaimentavia vaikutuksia, ja ne ovat yleisimmin käytettyjä-ääntä vaimentavia materiaaleja. Aluksi nämä materiaalit olivat pääasiassa orgaanisia materiaaleja, kuten hamppua ja puuvillaa, ja nyt ne ovat pääasiassa lasivillaa ja kivivillaa.

3.1 Kuitumateriaalit

Kuitumateriaalit jaetaan pääasiassa orgaanisten kuitujen ääntä-absorboiviin materiaaleihin ja epäorgaanisiin kuituihin -ääntä vaimentaviin materiaaleihin niiden fysikaalisten ominaisuuksien ja ulkonäön mukaan.

3.1.1 Orgaaniset kuitumateriaalit

Perinteisillä orgaanisista kuituista valmistettuja ääntä{0}}absorboivilla materiaaleilla on hyvät ääntä-absorboivat ominaisuudet keski- ja korkealla taajuusalueella, ja ne jaetaan karkeasti eläinkuiduihin ja kasvikuituihin. Eläinkuitumateriaaleja ovat pääasiassa huopa- ja puhdasvillamatto, joille on ominaista hyvä äänenvaimennuskyky ja upea koriste-efekti, mutta jotka ovat kalliita ja harvoin käytettyjä. Kasvikuitumateriaalit, kuten orgaaniset luonnonkuitumateriaalit, kuten sokeriruokokuitulevy, puukuitulevy, sementtipuukuitulevy, ja kemialliset kuitumateriaalit, kuten akryylinitriilikuitu, polyesterikuitu, melamiini jne., mutta näillä materiaaleilla on huono palonkestävyys, korroosionkestävyys, ja kosteudenkestävyys. , sovellusta rajoittavat ympäristöolosuhteet.

3.1.2 Epäorgaaniset kuitumateriaalit

Epäorgaanisia kuitumateriaaleja ovat pääasiassa kivivilla, lasivilla, kuonavilla ja alumiinisilikaattikuituvilla jne. Hyvän äänenvaimennuskyvyn, keveyden, ei koi-, mätänemis-, palamis-, ikääntymis- jne. ansiosta ne ovat vähitellen kehittyneet. korvasi perinteiset luonnonkuituiset ääntä vaimentavat materiaalit,{0}}on käytetty laajalti akustisessa suunnittelussa. Koska kuitu on kuitenkin hauras ja helposti murtuva, tuloksena oleva kuitujauhe lentää ilmassa ja muodostunut pöly kutiaa ihoa, saastuttaa ympäristöä ja vaikuttaa hengitykseen, mikä on sen haittapuoli sovelluksessa. Synteettisiin orgaanisiin kuituihin verrattuna lasikuidut ja luonnonkuidut eivät ole helppoja vanheta, mikä oli ennen lasikuitumateriaalin suorituskyvyn etu, mutta ympäristönsuojelun näkökulmasta materiaalia ei ole helppo hajota niin, että siitä tulee lopulta kiinteä jäte. toissijainen ympäristön saastuminen.

3.2 Vaahtomateriaali

Vaahtomateriaaleja ovat pääasiassa vaahtomuovi, polyuretaanivaahtomuovi, vaahtolasi ja hiilihapotettu betoni. Vaahtomateriaalien eri solumuotojen mukaan se voidaan jakaa umpisoluihin, avoimiin soluihin ja puoli{0}}avoimiin soluihin. Suljettuja-soluvaahtoja kutsutaan suljetuiksi-soluvaahdoiksi, toisiinsa liittyneitä soluvaahtoja kutsutaan avo-soluvaahdoiksi, ja niitä, jotka ovat sekä kiinnitettyjä että suljettuja, ovat puoliksi -avoin-soluvaahto.

3.2.1 Umpisoluiset vaahdot

Metallivaahtomateriaalia, jolla on suljettu solurakenne-, edustaa suljettu-soluvaahtoalumiinia. Umpisoluisen vaahdotetun alumiinin äänenabsorptiokerroin- on suhteellisen alhainen, koska ääniaaltojen on vaikea päästä huokosten sisälle ja olla vuorovaikutuksessa sen kanssa. Siinä on vain muutamia halkeamia ja mikrohuokosia. Sitä ei voida käyttää hyvänä-ääntä vaimentavana materiaalina.

3.2.2 Puoli-avosoluvaahdot

Puoli{0}}avosoluinen-alumiinivaahto voidaan valmistaa korkeapaineisella

3.2.3 Open Cell Foams

Huokoisuutta ja huokosten muotoa voidaan hallita kontrolloimalla hiukkasten muotoa ja kokoa, ja voidaan valmistaa erittäin{0}}huokoisia materiaaleja. Koska avo-soluvaahtomateriaalilla on monimutkainen kanavarakenne ja karkeita sisäisiä onteloita, sillä on korkea virtausvastus, joten avoimilla-soluvaahdoilla on korkea virtausvastus. Solualumiinivaahdon yleinen äänenvaimennuskyky on paljon parempi kuin suljettujen solujen.

3.3 Hiukkasmateriaalit

Rakeiset materiaalit jaetaan pääasiassa lohkoihin ja levyihin. Lohkot sisältävät pääasiassa kuonaa -absorboivat tiilet, paisutettu perliitti-ääntä vaimentavat tiilet ja terrakottaääntä- vaimentavat tiilet, joita käytetään useimmiten äänenvaimentimissa, joissa on suuret muuratut osat. Levy sisältää pääasiassa paisutettua perliittiä -absorboivaa koristelevyä, joka on kevyt, palamaton, lämpöä säästävä, lämpöeristävä ja alhainen. Rakeisten materiaalien äänenvaimennusvaikutus on kuitenkin suhteellisen heikko, joten niitä käytetään yleensä tilanteissa, joissa kosteudenkestävyyden ja palosuojauksen vaatimukset ovat korkeat.

3.4 Metallimateriaalit

Huokoiset-ääntä vaimentavat materiaalit, jotka on valmistettu metallijauheesta raaka-aineena, ovat uusia ääni-vaimennusmateriaaleja, jotka ovat ilmestyneet viime vuosina, kuten Japanissa valmistetut Carrom-metalliääntä{2}}absorboivat paneelit. Sen etuna on metallin lujuus ja se voidaan taivuttaa ja leikata yksinkertaisilla työkaluilla. Mutta useimmat näistä materiaaleista ovat ohuita ja niiden on perustuttava takana olevaan onteloon.

4. Tulevaisuuden näkymät

Nyt kun ihmiset ovat tutkineet ääntä -absorboivan materiaalin pinnan muodon ja äänen absorptiokertoimen välistä suhdetta, ihmiset ovat keksineet kiilanmuotoisen-huokoisen ääntä{2}}absorboivan materiaalin, joka voi parantaa äänen absorptio ja lähetyshäviö tietyllä kaistalla. Kuituääntä-absorboivat materiaalit ovat alkaneet osoittaa vahvaa elinvoimaansa halvuutensa vuoksi, ja hiukkas-tyyppiset ääntä-absorboivat materiaalit ovat myös alkaneet käyttää kestäviä etujaan erityisissä ympäristöissä.

Korvaakseen terveydelle haitallisia mineraalikuituääntä{0}}absorboivia materiaaleja Saksa kehitti ensin mikro-rei'itetyn levyn, vihreän ja tehokkaan resonanssiääntä-absorboivan rakenteen. Sillä on laajat sovellusmahdollisuudet melunhallinnassa teollisuudessa, erityisesti äärimmäisissä ympäristöissä, joissa on korkea lämpötila, korkea äänivoimakkuus tai erityisissä ympäristöissä, joissa on korkeat puhtausvaatimukset, joten se on myös jatkossa kehittyvä tutkimussuunta, erityisesti melun absorption laajeneminen. Tutkimus akustisesta kaistanleveydestä ja matalataajuisesta-kohinasta, eri materiaalien käytöstä tai mikro-rei'itetyistä rakenteista-joustava putkikimppu rei'itetyn levyn äänen absorptiorakenne ja mikro{{6} }}rei'itetyt levyt ja rakenteet erilaisissa ympäristösuhteissa

Kuten sovelluksissa korkeissa lämpötiloissa, korkeassa äänenvoimakkuudessa ja muissa ympäristöissä, sillä on laaja valikoima sovellusmahdollisuuksia.

Yhteiskunnan kehittyessä ihmisillä on yhä korkeammat vaatimukset ääniympäristön laadulle. Yksittäinen{0}}ääntä vaimentava materiaali ei enää täytä ympäristönsuojelun ja{1}}tehokkaan äänenvaimennuksen vaatimuksia. Teollisuuden kiinteistä jätteistä pitäisi tehostaa tutkimusta ääntä vaimentavien materiaalien-valmistukseen kiinteistä bulkkijätteistä, kuten masuunikuonasta, lentotuhkasta ja kivihiilen jätteistä, sekä mahdollisuutta valmistaa ääntä- materiaalien imeytymistä teräskuonasta, rikastushiekkajauheesta, rakennusjätteestä jne. raaka-aineina olisi tutkittava tarkemmin. , jotta voidaan toteuttaa ääntä vaimentavien materiaalien edullinen-valmistus ja teollinen käyttö-.

Jatkossa "ympäristöystävälliset" ja "turvalliset" akustiset materiaalit ovat kehityksen painopiste. Eko{0}}ympäristönsuojelu ja kestävä kehitys ovat uuden vuosisadan arkkitehtonisen uudistamisen painopisteitä, ja ne ovat myös 2000-luvun maailmanlaajuisen tutkimuksen pääkohde. Ihmiskeholle vaarattomien, kierrätettävissä olevien ja erittäin tehokkaiden ääntä vaimentavien materiaalien tuotannossa on hyvät sovellusmahdollisuudet. Samalla tulee kiinnittää huomiota myös tuotteen esteettiseen muotoiluun, jotta ääntä vaimentava materiaali on sekä käytännöllinen että koristeellinen.