大型公共建筑吊頂聲學裝飾材料的實際運用

范 靜 姜相逢

（黑龍江省建筑安裝集團有限公司第六分公司，黑龍江哈爾濱 150000）

0 引言

新材料的研發(fā)和推廣，是建筑裝飾行業(yè)不斷發(fā)展的重要動力。超微孔蜂窩吸聲板是一種采用高精度小孔加工工藝，在鋁合金板材上形成高密度的超微孔。利用超微孔聲音傳播阻力大、音質(zhì)損失小的特點，在吸收噪音的同時，又不會影響建筑混響。近年來，超微孔蜂窩吸聲板的技術日益成熟，使用成本降低，加上“綠色裝飾”理念的影響，讓這一材料在大型公共建筑的吊頂裝飾中得到了廣泛運用。

1 大型公共建筑吊頂材料的缺陷

以往很多大型公共建筑在進行吊頂裝飾時，往往只關注了裝飾的美觀度，在選擇吊頂裝飾材料時，沒有充分考慮其吸聲功能。這些裝飾材料主要是鋁掛片、鋁方通，吸聲能力較差，后期建筑投入使用后，噪音較大，對于長期處于這種環(huán)境下的人群造成了身體上的損害。也有部分建筑通過后期加裝了吸聲材料達到降低噪音的目的，這些吸聲材料主要是離心玻璃棉，雖然短期來看吸聲效果較好，但是這類材料的使用壽命較短，需要定期更換，無形中增加了使用成本。還有就是離心玻璃棉在老化后，容易掉落粉末，被人吸入后，會對呼吸道、肺部等器官造成危害。因此，探究一種既可以滿足大型公共建筑消除噪音需求，又能夠兼顧環(huán)保、美觀的裝飾材料，就成為當前建筑裝飾行業(yè)的一項熱門課題。

2 超微孔板的聲學原理

超微孔蜂窩吸聲板可以通過三種途徑實現(xiàn)吸收噪音的目的：①當聲音從外部進入到超微孔板的每一個孔腔時，會引起孔腔的振動，當整個超微孔板的所有孔腔同時振動時，受到共振吸聲作用的影響，達到了吸聲消噪的效果。②每個孔腔的內(nèi)部結構上，有一個吸聲斜片，使得聲音在進入孔腔后可以改變傳播線路，并且在孔壁的阻擋下，形成了多次反射。而每一次反射，噪音都會被吸收一部分，進一步提高了噪音吸收能力。③在表面超微孔后方有一塊中空面板，一來可以起到固定作用，二來也能夠增加空氣層深度。根據(jù)微孔共振吸聲理論，穿孔板的共振頻率與板后空氣層深度的二次方成正比。通過增加吸聲體面板的厚度，可以提高共振頻率，發(fā)揮了更好的吸聲效果。

3 金屬超微孔蜂窩吸聲板的特性分析

3.1 結構組成

主體材料選擇鋁合金，既保證了強度，又可以控制自重。蜂窩板的固定材料使用氟碳進行噴涂，既可以提高材料強度，延長使用壽命，同時又具有較好的美觀性。吸聲結構由不同腔體深度的微穿孔板結構平行排列組成，復合微穿孔板結構的相關參數(shù)為：板材厚度為0.6mm，孔間距為0.5mm，穿孔率為1%，三個腔體深度分別為D1=50mm，D2=100mm，D3=25mm。

3.2 性能檢測

當f=430Hz時，聲能主要流入腔體2，腔體2發(fā)生共振將聲能消耗；當f=600Hz和860Hz時，腔體1和腔體3發(fā)生共振。復合微穿孔板的吸聲系數(shù)隨頻率變化的曲線如圖1所示。

圖1 100～4000Hz之間各頻段的吸聲系數(shù)

當聲源頻率接近復合微穿孔板結構的某一共振頻率時，復合微穿孔板結構會發(fā)生局部共振，將聲能量消耗；與單層微穿孔板結構相比，不同腔體深度復合微穿孔板結構若要達到良好的吸聲特性，需要低聲阻，其共振頻率的偏移取決于內(nèi)部共振器的相互作用；復合微穿孔板結構的吸聲性能會隨著腔體的寬度和排列順序的變化而變化。聲學檢測結果顯示：在400Hz頻率時吸聲系數(shù)達到1.41，在500Hz時達到1.22，其降噪吸聲系數(shù)NRC達到0.81。

3.3 應用效果

從測試應用的結果來看，這種超微孔蜂窩吸聲板表現(xiàn)出了較好的吸聲、降噪效果，優(yōu)于傳統(tǒng)的單層微穿孔板。另外還發(fā)現(xiàn)了超微孔蜂窩吸聲板的其他優(yōu)點：①環(huán)境適應性好，在高、低溫環(huán)境下能夠保持超微孔結構的穩(wěn)定性，不容易發(fā)生微孔變形。同時，采用鋁合金材質(zhì)加上氟碳噴涂，增強了材料的防潮、耐腐蝕能力，延長了其使用壽命。②安裝方便，以鋁合金作為主體材料，質(zhì)量較強，在吊頂安裝時比較靈活。在材料造價方便也有較高的性價比，在一些大型公共建筑的吊頂裝飾中，大面積使用也不會出現(xiàn)成本過高的問題。③綠色環(huán)保，超微孔蜂窩板沒有刺激性氣味，且容易加工制作成不同的形狀，滿足了不同結構建筑的吊頂使用需求，減少了材料的浪費，十分符合當前建筑裝飾中提倡的節(jié)能環(huán)保理念。

4 金屬超微孔蜂窩吸聲板在大型公共建筑吊頂中的運行

隨著人們對建筑裝飾要求的不斷提高，以及聲學裝飾材料的日益成熟，近年來超微孔蜂窩吸聲板在體育館、辦公樓等大型公共建筑中得到了推廣使用。七臺河市技師學院創(chuàng)業(yè)大廈是一座綜合性建筑，建筑總面積288537m2，建筑總高度50.0m。共有15層，地下1層，地上14層。其中，地下一至地上三層，為市民服務中心，建筑面積15272m2；四層及以上為七臺河技師學院教學用房和創(chuàng)業(yè)指導中心，建筑面積13275m2。

從建筑的內(nèi)部裝飾來看，原來吊頂采用的是“鋁合金方通+離心玻璃棉”的組合。通過現(xiàn)場檢測，混響時間為6.1s，室內(nèi)語音的清晰度較差。于是選擇超微孔蜂窩吸聲板進行重新改造。將原來的吊頂裝飾材料全部拆掉后，重新安裝規(guī)格為60mm×120（H）mm的超微孔蜂窩吸聲板。在施工結束后，重新進行現(xiàn)場檢測，混響時間為2.7s，室內(nèi)語音的清晰度有了明顯的提高，說明此類材料的聲學效果良好。分別選取該建筑的2層、6層和10層進行噪音測量，在使用聲學裝飾材料之前，測量平均值分別為69dB、62dB和48dB；利用超微孔蜂窩吸聲板進行改造之后，測量平均值分別為61dB、50dB和40dB。對比發(fā)現(xiàn)，使用聲學裝飾材料后室內(nèi)噪音平均下降了8～12dB，效果明顯。

5 大型公共建筑吊頂中聲學裝飾材料實際運用策略

5.1 材料的選擇與質(zhì)量檢查

在市場需求不斷增加的背景下，近年來建材市場上出現(xiàn)了較多類型的聲學裝飾材料，但是由于市場監(jiān)管不夠嚴格，這些材料的質(zhì)量也是良莠不齊，其中不乏一些仿冒的劣質(zhì)材料。因此，在進行吊頂裝飾時，必須要結合設計要求，仔細挑選和嚴格檢查市面上各類聲學裝飾材料的質(zhì)量。從吸聲效果上來看，超微孔的密度、孔徑、吸聲系數(shù)等，都是決定實用效果的重要指標。在選購這些材料時應當要求供應商提供詳細的資料，包括產(chǎn)品參數(shù)表、產(chǎn)品合格證等。只有從源頭上進行質(zhì)量把關，才能保證這些聲學裝飾材料在投入使用后，發(fā)揮預期的吸聲、消噪效果。

5.2 吊頂裝飾施工的質(zhì)量控制

在選擇高品質(zhì)聲學裝飾材料的基礎上，還應當熟悉大型公共建筑吊頂裝飾的工藝流程，以及結合超微孔蜂窩吸聲板的材質(zhì)、結構，掌握具體的技術要點。對于新建的大型公共建筑，應先檢查吊頂懸掛是否牢固，防止后期出現(xiàn)聲學裝飾材料脫落的情況。現(xiàn)場施工時，需要先將超微孔蜂窩吸聲板的基材（鋁合金）固定在吊頂上，檢查牢固后再將面板固定在基材上。如果是需要進行吸聲改造的老舊建筑，應當先將原來的吊頂材料拆除。對于那些采用了離心玻璃棉作為吸聲材料的，拆除時還要注意做好防護工作，防止材料粉末接觸皮膚和進入呼吸道。全部拆除后，進行吊頂清理和加固，然后按照上述步驟完成超微孔蜂窩吸聲板的安裝施工。在完成安裝后，還需要繼續(xù)質(zhì)量檢查和現(xiàn)場測試，確定是否達到了預期的吸聲、消噪效果。

6 聲學裝飾材料的發(fā)展前景

國內(nèi)關于聲學裝飾材料的研究起步較晚，但是隨著近年來人們對于建筑使用需求的不斷提升，加上材料技術的成熟發(fā)展，大量的聲學裝飾材料不斷涌現(xiàn)。除了追求降低室內(nèi)噪音的功能性需求外，這些聲學裝飾材料往往還具有綠色環(huán)保、阻燃防火、美觀度高、防潮防腐等一系列特點。例如本文介紹的超微孔蜂窩吸聲板，采用氟碳噴涂工藝，既可以提高防潮、防腐能力，又保證了整體的美觀性。對于建筑裝飾行業(yè)來說，有需求就會有競爭，而激烈的競爭是技術創(chuàng)新的重要推動力。未來將會有更多新型的聲學裝飾材料研發(fā)和使用，對進一步提升大型公共建筑的使用效果有積極幫助。例如現(xiàn)階段正處于試驗階段的碳纖維吸聲裝飾材料、納米吸聲裝飾材料等，今后隨著技術的不斷成熟，成本不斷降低，也有望進行大范圍的推廣使用。

7 結語

大型公共建筑內(nèi)的噪音問題，對長期處于這種環(huán)境下的人群造成了健康損害，而吸聲裝飾材料的出現(xiàn)和運用，則可以通過吸收噪音，提升建筑的使用體驗。超微孔蜂窩吸聲板在實際應用中表現(xiàn)出了良好的消噪、吸聲效果，而且不會影響建筑混響。此外還具有綠色環(huán)保、造價不高、易于安裝等諸多優(yōu)勢，在大型公共建筑的吊頂聲學裝飾中具有較好的應用效果。