户外复合吸声模块的制作方法

本实用新型涉及一种吸声结构，尤其是在户外具有吸声、隔声功能的户外复合吸声模块。

背景技术：

在户外隔声屏障设计中，传统做法往往使用离心玻璃棉、岩棉等多孔性材料作为吸声结构。由于在户外的使用环境温度变化、雨雪条件下多孔性材料容易受潮而影响吸声效果、容易脆化而形成粉末、形成粉末而导致的吸声性能丧失。成为纯粹的隔声结构，影响声屏障的使用功能。阻性吸声结构，目前广泛使用的传统的多孔纤维性吸声材料，特别是矿物纤维材料，近年来已受到环境保护和卫生保健专家们的批评，其污染环境对人体有害。对噪声污染治理的同时，又对人们需要的清洁卫生的环境造成新的污染，这是不可取的。

由中国声学泰斗马大猷所首创的微穿孔板吸声结构，就是在穿孔板吸声结构的基础上，把穿孔的孔径缩小到毫米以下，穿孔率≤4%，形成微穿孔板吸声结构，可增加孔本身的声阻，而不必外加多孔材料就能得到满意的吸声系数。在室内建筑声学方面得到了广泛的应用。这也对在户外声屏障上使用微穿孔板吸声结构开创了广阔的前景。微穿孔板吸声结构是一种低声质量、高声阻的新型吸声结构。另外，也具有不受材料限制、清洁、无污染的特点，得到广泛的应用。

微穿孔板吸声结构系共振吸声结构，它的声学本性是它的声阻抗，实际上正是它决定了吸声结构的声学性能指标。研究表明，表征微穿孔板吸声特性的吸声系数和频带宽度，主要由微穿孔板结构的声质量m和声阻来决定，而这两个因素又与微孔直径d及穿孔率P有关。吸声频率ƒ0与孔径d的平方根成反比，孔径d加倍，共振频率ƒ0相应降低1/2倍频程。由于穿孔板孔径d的大小对声阻的影响很大，声阻与孔径的平方反比增加，因此减小孔径能有效的增加声阻。随者孔径d的减小，高频吸声性能得以提高，低频吸声性能下降。缩小孔径d，共振吸声的峰值向高频移动，加大孔径d，共振吸声的峰值向低频移动；吸声频率ƒ0与穿孔率P的平方根成正比，穿孔率P加倍，共振频率ƒ0相应提高1/2倍频程。穿孔率会影响共振频率，穿孔率增大，共振频率将向高频偏移，偏移量与穿孔率的开根号成正比。穿孔率增大，吸声频率特性曲线的“山峰”将向高频移动。

如果拓宽共振吸声频带宽度，要吸收中高频声波，提高吸声系数。可以采用缩小孔径d达到超微孔（d≤0.2mm）。但是，超微孔结构的主要困难是大量的微孔的加工和整个吸声结构的工艺问题。如果要缩小微穿孔板的孔径d，就必须采取激光穿孔或电化学的方式，使加工成本急剧上升。同时，在户外条件下，由于环境粉尘较多，对超微穿孔板容易造成堵塞，或者提高穿孔率，但是，超过4%以上穿孔率对低频吸声量又受到影响。

由于微穿孔共振结构的共振频率与空腔深度密切相关，要想得到较低的共振频率，需要较大的腔深。另外，微穿孔共振结构的吸声频带宽度较窄，为了拓宽吸声频带提出了双层微穿孔共振结构。为了获得宽频带高吸收效果，在微穿孔板结构后再加一层微穿孔板和空腔即成双共振器。根据双层微穿孔板结构的理论，使吸收范围频带拓宽，并使吸收范围内吸声频率特性更为平坦。但是，又受到加工成本的制约。

由于以上诸多因素的影响，导致微穿孔板结构在户外声屏障方面的实际工程应用存在诸多问题。

三聚氰胺泡沫塑料（纳米海绵、三聚氰胺海绵、魔术海绵、神奇海绵、美纳皿海绵）是一种低密度、高开空率、柔性的泡沫塑料。三聚氰胺泡沫塑料具有卓越的阻燃性、吸声性和隔热性，接触明火后在燃烧体的表面形成致密的焦炭层从而阻滞燃烧，无滴流，无毒性气体释放，烟密度小于15，离火自熄。

超强吸声能力：其高达95%以上开孔率使得声波能方便有效的进入泡沫体的深层并转变为网格的震动能被消耗和吸收掉，且有效地消除反射波。良好绝热保温性：其开孔率高达95%以上，三维网格结构使空气的对流传热得到有效的阻滞。耐温性强：适宜长期工作在摄氏-165°C至180°C工作条件下，-165°C至200°C无分解和变形现象。低容重：产品容重在2~20kg/m³，是目前最轻的泡沫塑料。无毒卫生安全性：其稳定的化学结构和交联体系使其具有独特的化学稳定性，完全满足国家关于室内装饰、日用品及交通工具降噪等领域的绿色环保安全标准。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于根据微穿孔板吸声结构的优点，结合双层微穿孔共振结构原理，提供一种成本较低，吸声频带较宽的户外复合吸声模块。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种户外复合吸声模块，由微穿孔板、金属框架结构、耐候性吸声板、金属装饰隔声板组成，所述的金属装饰隔声板四边折角、金属装饰隔声板安装在金属框架结构背面，耐候性吸声板安装在金属框架结构内，微穿孔板安装在金属框架结构正面，所述的金属框架结构厚度为80～150mm。形成微穿孔板共振空腔吸声结构。

所述的耐候性吸声板系容重为9～12kg/m³的三聚氰胺吸音泡沫板。三聚氰胺吸音泡沫板优良的全频吸声特点，有利于提高中高频声波吸收能力。同时，具有无数微小的孔隙三聚氰胺吸音泡沫板在微穿孔板与金属装饰隔声板中相当于微穿孔板吸声结构，形成双层微穿孔共振结构，进一步拓宽吸声带宽。三聚氰胺吸音泡沫板作为吸声材料一般容重为8kg/m²，形成的微小孔隙较大，容重为9～12kg/m²的三聚氰胺吸音泡沫板孔隙更小，孔的数量更多，有利于形成超微孔结构，同时，吸音泡沫板更为坚挺，有利于独立安装。

所述的微穿孔板系板厚为0.5～0.8mm的镀锌钢板、冲孔孔径为0.8mm，穿孔率为1.5～4%。在目前的工艺条件下，使用机械冲孔的工艺穿孔孔径如果小于0.8mm，冲针将容易折断，导致成品率降低，冲孔成本将急剧提高。冲孔孔径为0.8mm是机械冲孔的临界点，孔径较大有利于降低成本。同时，保证低频声波的吸收。所述的金属装饰隔声板的四边折角紧固在金属框架结构侧面。系保持金属装饰隔声板的完整的装饰性。户外复合吸声模块安装在户外声屏障承力结构架上，户外复合吸声模块之间留有8～15mm缝隙，使用结构胶封闭，形成整体式景观效果良好的声屏障。

所述的三聚氰胺吸音泡沫板系安装在微穿孔板金属框架结构的中部、微穿孔板背面或金属装饰隔声板前面。在空腔内安置三聚氰胺发泡吸声板，将会改变空腔声抗，主要等效为腔深的改变；同时由于三聚氰胺发泡吸声板的阻尼特性，空腔将不再能等效为“纯”声抗，还将包括声阻部分。三聚氰胺发泡吸声板对微穿孔板本身的影响主要体现在穿孔的末端修正方面，对于吸声材料紧贴穿孔板的结构，末端增加的声抗将会改变，同时还增加一项声阻。根据理论和实验分析证明，在空腔内安置三聚氰胺发泡吸声板，可以在同样的结构空间下明显改善微穿孔共振吸声结构的吸声性能。

通过对吸声率、吸声系数峰值和吸声系数带宽等评价量的对比分析表明，在空腔内填满三聚氰胺发泡吸声板具有最佳的吸声效果，但对应的工程成本也最大。对应一定厚度的三聚氰胺发泡吸声板放置在金属框架结构空腔中部的结构吸声效果最好，放在微穿孔板背面和自粘性隔声毡前面效果相差不多。

本实用新型的有益效果是：拓宽微穿孔板的吸收频带，具有双层微穿孔板吸声结构的吸声效果，有效地降低设置成本；同时，拓宽使用范围，提高耐候性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型第一实施例的侧剖视构造图。

图2是第二实施例的侧剖视图。

图3是第三实施例的侧剖视图。

图中1.微穿孔板，2.金属框架结构，3.耐候性吸声板，4.金属装饰隔声板。

具体实施方式

在图1所示的第一实施例中，一种户外复合吸声模块，由微穿孔板（1）、金属框架结构（2）、耐候性吸声板（3）、金属装饰隔声板（4）组成，所述的金属装饰隔声板（4）四边折角，金属装饰隔声板（4）安装在金属框架结构（2）背面，耐候性吸声板（3）安装在金属框架结构（2）内，微穿孔板（1）安装在金属框架结构（2）正面，所述的金属框架结构（2）厚度为80～150mm。

所述的耐候性吸声板（3）系容重为9～12kg/m³的三聚氰胺吸音泡沫板。所述的微穿孔板（1）系板厚为0.5～0.8mm的镀锌钢板、冲孔孔径为0.8mm，穿孔率为1.5～4%。所述的金属装饰隔声板（4）的四边折角紧固在金属框架结构（2）侧面。耐候性吸声板（3）系安装金属框架结构（2）中部。

在图2所示的第二实施例中耐候性吸声板（3）系安装在微穿孔板（1）背面。

在图3所示的第三实施例中耐候性吸声板（3）系安装在金属装饰隔声板（4）背面。

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