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钛科丝吸声天花板的材料特性及应用

更新时间:2016-07-05

1 引言

建筑室内天花又称顶棚或天棚,它是建筑室内的上部界面,具有两方面的功能。一方面起隐蔽电线和空调管道以及屋顶下的结构,保持室内顶部表面整洁美观;另一方面又起保温、隔热、隔声和吸声作用。其造型和色彩关系到视觉效果,同时还将影响室内采光,而室内的音质和环境的安静则与材质的吸声性能有关。

会议发言上,中国电子信息联合会副秘书长李杰对改革开放40年来中国家电业取得的成就表示肯定,也指出了现阶段中国家电业发展的矛盾。他指出随着市场需求从普及型需求转变为更新换代需求,家电行业总体进入低速增长甚至停滞的状态。企业急需通过更加深入了解消费者需求,不断创新来提高自己的核心竞争力。

早先的顶棚吸声材料大多为植物纤维制品[1],如甘蔗纤维板,木质纤维板,木丝板以及穿孔三夹板等,这类木质材料因存在易燃、吸湿、腐烂、虫蛀等缺陷,逐渐退出市场,被新吸声材料所替代。随着科学技术的进步和材料工业的发展,新型的顶棚吸声材料不断面世推向市场。目前工程中广泛应用的大致有两类,一类是无机纤维吸声制品[2],如矿(岩)棉装饰吸声板,玻璃纤维装饰吸声板等;另一类是穿孔吸声板,其吸声性能除与穿孔率、空腔深度大小有关外,主要取决于板背所贴材料以及空腔内填充的吸声材料。根据材质的不同,可分木质穿孔板,FC(纤维水泥)穿孔板[3],石膏穿孔板、金属穿孔板等。

荷兰亨特集团是国际上生产金属穿孔吊顶的著名企业。其铝穿孔装饰吸声板[4],板背贴一层soundTex吸声无纺布代替空腔内填充的玻璃纤棉、矿(岩)棉等多孔性吸声材料,这种吸声天花不仅重量减轻,而且大大降低吸声顶棚材料的体积,便于运输、储存以及安装,在室内吸声装修工程中获得广泛应用。

由于铝穿孔吸声装饰板的厚度很薄,一般为0.5~0.7 mm,经穿孔后板的刚度大大降低,易于引起板面下陷,会使顶棚表面不够平整,影响室内装修美观。为此,亨特集团厦门公司研发生产铝蜂窝穿孔装饰吸声板[5],由于蜂窝结构板材刚度的极大提升,产品板幅增大,板面保持平整。

(4)钛科丝板的基材为无机玻璃纤维,燃烧试验到达B1级标准,属于难燃材料,具有较好的防火性能。

(2)钛科丝板是一种轻质板材,材质特轻,面密度仅为1.3Kg/m2

在微小型姿态测量系统中,为保证精度 MEMS传感器的坐标系与载体坐标系的对应轴平行或垂直。当成像探测器高速飞行时,沿着前进的方向(横滚轴)受运动影响会产生明显变化的加速度,探测器的前进方向上产生的运动加速度仅对加速度计的特定轴有影响。载体坐标系和MEMS传感器坐标系的相对位置关系如图4所示。

本文介绍钛科丝吸声装饰板的结构、产品规格、材料特性、吸声性能及其应用。

2 板材料构造

钛科丝吸声板,虽然玻璃纤维片很薄,但因采用“蜂窝式”夹心结构,板材刚度提高,重量轻,即使板幅较大,仍能保持板面平整。根据安装型式的不同分扣边型和明架直铺型。前者适用于暗龙骨安装,后者适用于明龙骨安装。板材规格见表1。

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图1 钛科丝吸声板的结构示意图

3 产品规格

钛科丝吸声板由面板、背板和两板之间的夹芯体组成。面板是通过复合粘合剂将玻璃纤维薄片与聚酯无纺布或玻璃纤维涂层片粘合而成。背板表面为玻璃纤维薄片粘贴无机材料涂层,板材结构芯体由预制的玻璃纤维条形棉片经预压折线折合而成。最后,采用复合聚酯粘接剂将面板和背板与板材芯体粘合成厚度为28.2mm的板状材料——钛科丝板。钛科丝板的构造示意图如图1所示。

恒心是我们取得一定成果的必要手段,没有恒心将一事无成。阅读对一个人的学识积累有很好的帮助作用,有恒心的阅读者会在阅读中体会到快乐,而没有恒心的阅读者不但没有快乐,反而觉得阅读是一种负累。高职学生由于基础薄弱,在阅读时往往表现得没有耐心,尤其是遇到生僻单词的时候,他们的畏难情绪与逃避心理便加重,他们懒得查阅相关的工具书,也没有动力去分析句子的结构;遇到不懂的文章,他们也没有决心去弄懂,因为大环境下的学生基础薄弱,比较懒惰,抱着“随便”的心理,所以他们的理解能力处于比较低的水平。

表1 钛科丝板材的主要技术指标

项目技术指标厚度/mm28.5板幅/mm扣边型(暗龙骨)明架直铺(明龙骨)600×6001200×1200600×600600×1200600×1800600×24001200×1201200×1800颜色白色、乳白色、黑色表层材料聚酯无纺面料,或无机材料涂层吸声性能降噪系数NRC≥0.8平均吸声系数(100-5000)〱‰ ≥0.84反光率(白)LR-1 75%防火性能B1 级板材质量1.3kg/m2甲醛含量涂层、黏结剂及纤维均不含甲醛保质期10年

4 钛科丝板的特点

钛科丝板的基材由极薄的无机纤维材料组成,通过夹芯层构造(类似于蜂窝板)形成具有较大刚度的一种轻质板材,特别适用于建筑室内的吸声顶棚。该板的主要特点如下:

(1)钛科板是一种高效吸声体,贴实(无空腔)时的降噪系数NRC=0.6,留空腔后的降噪系数NRC≥0.8。

亨特集团美国公司利用无机纤维玻璃棉薄片,研发生产一种新型“蜂窝式”吸声装饰板,板材重量比铝蜂窝穿孔装饰板更轻,并且能保持板幅较大及板面平整,特别适用于做建筑室内的顶棚,因此,这种“蜂窝式”板材被公司称为钛科丝吸声天花。亨特集团深圳公司于本世纪初在广州经济开发区引进生产,成为亨特集团第二个钛科丝吸声天花的生产基地[6]。该产品在北京奥运工程国家游泳中心(水立方)的吸声装修中采用。

(3)钛科丝板因采用了夹芯构造,板材刚度大,不会产生下垂,保持板材表面平整光洁,面板不会开裂,不吸潮,无静电,易清洁,具有简洁的装饰效果。

按照《全国学生体质与健康调研工作手册》[5]的要求,对调查对象的体质与健康指标进行了测试,调研工作均经过统一验收,质量控制符合调研要求。本文的研究中,体质健康指标选取身高及体重2项指标;身体机能指标选取肺活量及肺活量/体重指数2项指标;身体素质指标方面,速度素质选取50m、下肢力量及爆发力选取立定跳远;力量素质选取斜体向上(7~12岁男)、引体向上(13~18岁男)、1分钟仰卧起坐(女)3项指标;耐力素质选取50m×8往返跑(7~12岁)、800m(13~18岁女)、1 000m(13~18岁男)3项指标,每个学生共选取8项指标对体质与健康进行评价。

(5)钛科丝板因质量超轻,板材构成的板片轻薄,作为顶棚使用,遭受外力受损破坏时,不会有重物碎片落下伤人,比较安全。

(6)钛科丝板可利用普通文具刀与直尺进行切割加工,施工安装以及日后维修更换简单方便。

钛科丝板实贴(无空腔)及空腔100 mm和400 mm三种安装条件,混响室实测的吸声系数见表2,其吸声的频率特性如图2所示。结果表明,实贴安装时,吸声系数随频率的升高而增加,与多孔性材料的吸声特性相似,2000 Hz以上的高频吸声系数 ≥1.00,几乎达到了全吸收,但低于500 Hz的吸声系数在0.05-0.45范围,其平均值仅达到 =0.22,全频(100-5000 Hz)的平均值 =0.60,降噪系数NRC=0.60。

(7)钛科丝板的板幅比一般顶棚材料大,最大可达到1200 mm×1800 mm,因此可减少龙骨用量,从而进一步降低吸声天花系统的重量。

(8)钛科丝板无毒,无放射性,不会滋生细菌以及释放有害物质,是一种绿色建筑的室内装饰吸声材料。

财政部近期发布消息表示,为进一步提高地方预算完整性,加快支出进度,帮助地方提前谋划和打赢脱贫攻坚战,中央财政近期提前下达28个省(自治区、直辖市)2019年中央财政专项扶贫资金预算909.78亿元,约占2018年中央财政专项扶贫资金1060.95亿元的86%。在此次提前下达的909.78亿元中,安排资金120亿元,继续重点支持西藏、四省藏区、南疆四地州和四川凉山州、云南怒江州、甘肃临夏州等深度贫困地区,并将资金分解到具体区、州。

5 吸声特性

2006年首届香山论坛举办时,仅有来自14个国家的24名外国代表与会。而在第八届论坛上,来自74个国家和国际组织的400余名代表不远万里齐聚北京,共商打造新型安全伙伴关系之道。北京香山论坛之所以能在短短十几年内异军突起,是因为秉持平等、开放、包容、互鉴精神,求同存异、聚同化异,倡“和”而不倡“斗”,推动构建人类命运共同体。

表2 钛科丝板混响室实测的吸声系数

空腔/mm频率/Hz(1/3倍频程中心频率(Hz)/吸声系数α)10012516020025031540050063080000.050.100.100.200.200.300.350.450.550.601000.150.350.450.650.800.950.851.001.101.054000.350.500.700.650.850.750.700.600.750.7510001250160020002500315040005000NRCα00.700.850.951.001.101.101.101.050.600.601000.900.800.800.900.950.951.001.000.900.814000.850.900.850.850.900.900.950.900.800.76

图2 钛科丝板不同空腔的吸声特性

空腔400 mm时,与贴实相比,1000 Hz以下中低频的吸声系数明显提高,尤其是500 Hz以下低频段提高更大,仅在1600 Hz以上的高频段稍低些,全频范围的吸声系数相差较小,与空腔100 mm相比,虽然低于250 Hz的吸声系数有一定提高,但315-800 Hz中频段的吸声系数比后者低得多,其降噪系数NRC为0.80。

空腔100 mm时与实贴相比,吸声性能明显提高,其中500 Hz以下低频段的平均吸声系数为0.65,约增加3倍,而且250 Hz以上中高频吸声系数>0.75,降噪系数NRC高达0.90,提高50%。

贴实,空腔100 mm和400 mm三种安装条件的降噪系数NRC与平均吸声系数 分别为0.60、0.90、0.80与0.60、0.81、0.76,如图3所示。结果表明,空腔100 mm和400 mm的降噪系数NRC比贴实分别提高50%和35%,平均吸声系数 分别提高35%和27%,从吸声性能来看,空腔100 mm时,可获得较好的吸声效果。

降噪系数NRC 平均吸声系数ā 图3 钛科丝板不同空腔降噪系数NRC与平均吸声系数的比较

6 与铝蜂窝吸声板的比较

亨特建筑构件(厦门)公司研发生产的铝蜂窝吸声板,它是由厚0.7 mm,孔径3 mm,穿孔率33%的铝穿孔板,内贴soundTex吸声无纺布,两穿孔板之间为孔径12 mm,边长为6 mm的正六边形铝蜂窝芯,铝蜂窝板厚12 mm,其实贴及空腔100 mm和400 mm的降噪系数分别为0.40、0.85和0.80,平均吸声系数分别为0.37、0.78和0.70,与钛科丝板吸声特性比较,如图4所示,结果表明,贴实安装时,吸声系数随频率的升高而增大,吸声频率特性曲线相似,但吸声系数钛科丝板比铝蜂窝板高得多,两者的降噪系数和平均吸声系数分别为0.60、0.60、和0.40、0.38。钛科丝均高于50%。空腔100 mm时,250Hz以下的低频段铝蜂窝板的吸声系数高于钛科丝板,但中高频段,后者高于前者,降噪系数和平均吸声系数分别为0.90、0.81、和0.85、0.78,后者均高0.05。空腔400 mm时,两者的吸声频率特性曲线比较接近,其降噪系数和平均吸声系数的值也大致相同,分别为0.80、0.76和0.80、0.75。

图4 钛科丝板与穿孔铝蜂窝板吸声特性的比较

综上比较分析,钛科丝板的吸声特性贴实安装时,明显优于铝蜂窝板,留空腔时,前者略胜一筹,但相差不是很大。

7 应用

钛科丝板是一种新型的吸声板材,具有吸声、质轻、防火、耐潮、表面平整、安全环保等特性,适用于室内的吸声装修。特别是大跨度公共建筑的顶棚,其重量对屋顶结构是至关重要,除作为顶棚吸声材料外,在作为墙面吸声装修时,因板材由玻璃纤维薄片组成,在公众聚散的建筑内,为防止人为损坏,应安装在人们不易触摸与遭受碰撞的室内上部墙面及顶面。

(1)大型公共建筑内的吸声顶棚,如体育馆、游泳馆、候机大厅、城市火车及客运交通的候车大厅、展示大厅、大型商场,使混响时间不会因空间容积太大而过长影响公共广播。

(2)录音室、演播室、听音室、影剧院的吸声装修,控制混响时间,使其满足音质要求。

(3)现代敞开式办公室、多媒体教室、宾馆大堂、走廊、餐厅、大型医院门诊大厅吸声装修可降低噪声的相互干扰。

参考文献:

[1] 中国建筑科学研究院,建筑声学设计手册[M].北京:中国建筑工业出版社,1987:173.

[2] 钟祥璋.玻纤装饰板的吸声特性[J].电声技术,2005(12):8-14.

[3] 钟祥璋,刘继凯.铝合金穿孔装饰吊顶板的吸声特性[J].声学技术,1997,10(2)40-42.

[4] 钟祥璋,杜胜波.FC穿孔板吸声性能研究[J].电声技术,2017,41(6):68-72.

[5] 钟祥璋,朱子根.铝蜂窝穿孔板的吸声特性[J].电声技术,2017,41(7/8):41-44.

[6] Hunter Douglas In china 亨特中国[J].亨特中国,2007(2),32(2):56-57.

钟祥璋,杜胜波
《电声技术》 2018年第02期
《电声技术》2018年第02期文献

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