一种超宽频带吸声砖的制作方法

本实用新型涉及隔声降噪领域，具体为一种超宽频带吸声砖。

背景技术：

随着现代工业社会的发展，环境污染问题逐渐产生，其中噪声污染日趋严重。噪声污染与水污染、大气污染被看作世界范围内的三个主要环境问题。噪声，是一类引起人烦躁、或音量过强而危害人体健康的声音。从物理学角度看，噪声是发声体做无规则振动时发出的声音。从环境保护的角度看，噪声是妨碍人们正常休息、学习和工作，以及对人们要听声音产生干扰的声音。由于噪声具有主观感觉性、局部性和分散性、暂时性等特征，使得噪声无处不在，存在于人们生活的方方面面。鉴于此，开发一种高效的吸声/隔声砖块，对改善人们居住环境、提高人们生活质量显得尤为重要。

目前，现有的吸声砖一般为表面或内部附加吸声材料的空心砖，吸声频率一般为2.5～5khz，全频段平均吸声系数大约为0.5。例如，申请号为201120057309.6的中国专利公开了一种耐高温狭缝共振吸声砖，由外壁、共振吸声腔、纵向隔层和共振吸声孔槽组成；在外壁的外表面和共振吸声腔内表面上设有耐高温层，其使用狭缝共振吸声，主要吸声范围为125hz～250hz，狭缝共振吸声频率范围较窄，主要集中在低频，故其中、高频吸声性能较差。申请号为201520941837.6的中国专利公开了一种基于亥姆霍兹共振器的方形吸声砖，由混凝土砌块砖体、亥姆霍兹共振器以及亥姆霍兹共振器颈部穿孔材料组成；亥姆霍兹共振器均匀的分布在混凝土砌块砖体内，其使用亥姆霍兹共振吸声，但亥姆霍兹共振空腔密封性要求较高，实际使用过程中常常容易出现因密封问题导致吸声砖性能衰弱的现象。申请号为201620978460.6的中国专利公开了一种空腔吸声砖，砖体一端设有凹槽，凹槽内的隔断将砖体分为容积比为1∶2的空腔，且在凹槽端面设有饰面吸声板，具有吸声/隔声的功能，但其主要靠饰面吸声板吸声，吸声频率范围较窄且低频吸声性能较差。

技术实现要素：

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型目的是提供一种用于吸声与隔声的超宽频带吸声砖。

技术方案：本实用新型所述的一种超宽频带吸声砖，包括砖体和用于吸收声波能量、降低噪声的吸声体，吸声体沿着砖体的表面向内延伸，吸声体包括第一fp共振器和第二fp共振器，第一fp共振器、第二fp共振器分别位于砖体的上下两层。第一fp共振器主要用于吸收低频噪声，第二fp共振器主要用于吸收中、高频噪声。

吸声频率与截面形状、结构尺寸、腔体深度有关，通过改变这些参数能够有效地调整吸声砖的吸声系数与吸声频率。吸声砖的隔声性能与其吸声系数有关，通过增加结构的低频吸声系数可以提高吸声砖整体的隔声性能。第一fp共振器、第二fp共振器的纵截面均为正四边形或圆形。正四边形边长为8～18mm，圆形半径为4～9mm。第一fp共振器的横截面为l型。第一fp共振器腔体深度为225～305mm。第一fp共振器的数量为1～5个。第二fp共振器的横截面为长方形。第二fp共振器的腔体深度为1～105mm。第二fp共振器的数量为1～11个。

砖体的尺寸为190～240mm×90～115mm×48～90mm。砖体外形为长方体，与现有建筑用砖规格一致。砖体的规格有以下四种，其尺寸(长×宽×高)分别为：240mm×115mm×53mm，220mm×105mm×48mm，240mm×115mm×90mm，190mm×90mm×90mm。通过将硅胶或氧化铝吸附剂与玻璃粉混匀，均匀涂布在玻璃模具上，经高温烧结制得砖体。

工作原理：当声波入射到砖体有孔的表面时，由于砖体的作用，一部分声波被反射，减小透射声能，提高超宽频带吸声砖的隔声性能；同时，一部分声波沿着吸声体进入第一fp共振器、第二fp共振器内部，当入射波长与第一fp共振器腔体深度、第二fp共振器腔体深度相匹配时，产生共振，声波在第一fp共振器、第二fp共振器的腔内振荡，克服摩擦阻力而消耗声能，达到吸声的效果。通常，一个第一fp共振器对应一个共振频率，一个第二fp共振器对应一个共振频率，产生单一共振吸声峰。但由于第一fp共振器、第二fp共振器间的邻近耦合作用，产生多个耦合共振吸声峰，从而拓宽吸声的频率范围，提高结构整体的吸声性能。

有益效果：本实用新型和现有技术相比，具有如下特点：

1、无需使用吸声层，全频段吸声系数较高，整体吸声性能良好，尤其是低频吸声性能较好；

2、在不增加隔声间墙体厚度，减少吸声材料使用的情况下，通过增加结构的低频吸声系数能有效地提高隔声间低频的隔声性能；

3、在减小墙体厚度的基础上，通过增加墙体的吸声系数以提高墙体整体的隔声性能。

附图说明

图1是本实用新型的立体图；

图2是本实用新型的主视图；

图3是本实用新型的a-a面剖视图；

图4是本实用新型的b-b面剖视图；

图5是本实用新型的吸声特性曲线；

图6是本实用新型的传递损失频谱曲线。

具体实施方式

实施例1

如图1～4，吸声体2由16个fp共振器组成，共振器分列于砖体1的上下两层。上层为5个“l”型第一fp共振器21，下层为11个第二fp共振器22。吸声体2中的第一fp共振器21的截面形状为正四边形，正四边形边长a的取值为8～18mm，腔体深度h的取值为225～305mm。第二fp共振器22的截面形状为正四边形，正四边形边长a的取值为8～18mm，腔体深度h的取值为1～105mm。

砖体1外形为长方体，与现有建筑用砖规格一致。砖体1的规格有以下四种，其尺寸分别为：240mm(w)×115mm(d)×53mm(h)；220mm(w)×105mm(d)×48mm(h)；240mm(w)×115mm(d)×90mm(h)；190mm(w)×90mm(d)×90mm(h)。砖体1制作工艺为：将硅胶或氧化铝吸附剂和玻璃粉混匀，均匀涂布在玻璃模具上，经高温烧结而成。

如图5～6，将上述吸声砖进行吸声特性与传递损失有限元仿真分析。从图中可以看出，超宽频带吸声砖整体的吸声性能良好，在频率为0.1～5khz范围内结构的平均吸声系数在0.85以上；同时，超宽频带吸声砖整体的隔声性能较好，在频率为0.1～5khz范围内结构的平均隔声量为70db左右。

其中，第一fp共振器21、第二fp共振器22的位置可以整体上下对调。当第一fp共振器21、第二fp共振器22的截面形状为圆形时，圆形半径r的取值为4～9mm。

实施例2

将超宽频带吸声砖用于发电机房隔声间，用超宽频带吸声砖代替现有建筑用砖，砖体1作为承载，形成支撑墙体，堆砌成建筑空间。同时，砖体1也用于反射声能，隔离噪声。去掉现有吸声层，用超宽频带吸声砖代替。吸声体2的全频段吸声系数较高，超宽频带整体吸声性能(尤其是低频吸声性能)较好。在不增加隔声间墙体厚度，减少吸声材料使用的情况下，通过增加结构的低频吸声系数以提高发电机房整体的隔声性能。

实施例3

将超宽频带吸声砖用于酒店隔声墙，来代替现有双层中空墙体。在减小墙体厚度的基础上，提高客房整体的吸声性能；同时，通过增加墙体的吸声系数以提高墙体的低频隔声性能，给顾客更好的入住体验。