污染治理 | 车间降噪之墙面吸声体的降噪原理及特点

科技社会的快速发展，带来许多环境污染问题，工业噪声污染的有效防治和控制已经逐渐成为目前国内高度关注且亟待解决的一个重大问题。本文主要阐述在工业噪声污染中，针对工业车间噪声的治理措施——墙面吸声体的降噪原理及特点。

　　车间噪声主要分两大类：① 机械设备噪声；② 设备噪声传播至墙面从而反射折射出的混响噪声。降噪主要分隔声、消声、吸声等治理措施。机械设备噪声可通过隔声的方式进行治理，即利用隔声结构将声源与受声点隔开。而由墙面反射折射出的噪声，可通过吸声处理，即在原车间墙壁铺设一层墙面吸声体来降低车间内的混响噪声。那么墙面吸声体是如何达到吸声降噪效果的呢？

　　1、墙面吸声体的组成

　　墙面吸声体的组成为：面板为穿孔板，内部填充无纺布包裹的吸声材料，整体通过钢丝网及钢龙骨与原墙面镶嵌制成。

　　图1 我司墙面吸声体的组成示意图

　　图2 我司墙面吸声体的产品图

　　墙面吸声体的面板通常选择0.8mm至2.0mm厚度的穿孔铝面板，根据不同的降噪需求，选择不同的厚度。而面板内填充的吸声材料最早用于对听闻音乐和语言有较高要求的建筑物中，如音乐厅、剧院、播音室等。随着人们对声环境质量要求的提高，吸声材料在一般建筑中也得到了广泛的应用。现今吸声材料及结构的种类很多，根据其材料结构的不同，可以分为下列几类：

　　图3 吸声材料（结构）分类

　　在车间降噪中，墙面吸声体内吸声材料的选择至关重要。

　　2、墙面吸声体的吸声原理

　　我们通常选择无机纤维的多孔吸声材料作为墙面吸声体的内部填充物，而墙面吸声体的主要吸声原理也归结为吸声材料的吸声作用。多孔吸声材料内部具有无数细微孔隙，孔隙间彼此贯通，且通过表面与外界相通，当声波入射到材料表面时，一部分在材料表面反射掉，另一部分则透入到材料内部向前传播，具体详见图5。在传播过程中，主要是两种机理引起声波的衰减：① 由于声波产生的振动引起小孔或间隙内的空气运动，造成和孔壁的摩擦，紧靠孔壁和纤维表面的空气受孔壁的影响不易动起来，由于摩擦和粘滞力的作用，使相当一部分声能转化为热能，从而使声波衰减，反射声减弱达到吸声的目的：② 小孔中的空气和孔壁与纤维之间的热交换引起的热损失，也使声能衰减。另外，高频声波可使空隙间空气质点的振动速度加快，空气与孔壁的热交换也加快。这就使多孔材料具有良好的高频吸声性能。通常所说的吸声材料多指多孔性吸声材料。

　　图4 声传播路径图1

　　（图片来源于网络）

　　图5 声传播路径图2

　　（a）普通材料（b）多孔吸声材料

　　（c）不规格孔吸声材料（图片来源于网络）

　　为使多孔材料具有最佳的吸声效果，多孔吸声材料通常具有如下结构特征：

　　① 材料内部具有大量微孔或间隙，而且孔隙细小且在材料内部均匀分布；

　　② 材料内部的微孔是互相连通的，单独的气泡和密闭间隙不起吸声作用；

　　③ 微孔需向外敞开，使声波易于进入微孔内。不具有敞开微孔而仅有凹凸表面的材料吸声性能较差。

　　3、墙面吸声体的特点

　　根据上述所说的墙面吸声体的结构及材料吸声原理可知，墙面吸声体的面板为穿孔铝板，内部填充材料为无机纤维的多孔吸声材料，即玻璃棉、岩棉等，由此可得以下优点：

　　① 玻璃棉相对轻薄轻质，吸声性能优异；

　　② 降噪强度高，材料加工及安装方便。由于面板采用铝质材料，故可耐受气流冲击和震动，适用于气流速度较大或震动剧烈的车间、设备厂房等。而铝的柔韧性较好，故钻孔、弯曲和裁切加工都很容易。材料也不会飞散污染环境和刺激皮肤；

　　③ 耐候、耐高温性能良好。铝板难以吸水，浸水后取出水分立即流失，且易于干燥，干燥后吸声性能可以恢复。在吸声材料外包裹的无纺布可防止含水结冰时吸声材料不易损坏，因而对冷热环境都适用；

　　④ 不含有机粘结剂，可回收利用。既不会形成大量的废弃垃圾，也节省了材料资源，称得上是绿色环保型材料，可用于特殊要求的场所；

　　⑤ 板材变化丰富，材料板幅较大，整体美观度高，用途广泛。

　　图6 我司墙面吸声体案例图

　　宁波某车间降噪项目墙面吸声体安装前后对比

　　■ 主要噪声源

　　车间内空分装置压缩机设备

　　■ 源  强

　　114.9dB(A)

　　■ 治理措施

　　车间墙面安装墙面吸声体、噪声路径安装空间吸声模块、噪声源附近安装可移动式声屏障等降噪措施

　　施工前墙面图

　　施工后墙面吸声体图

　　■ 降噪效果：

　　治理后厂房内测点噪声值由原114.9dB(A)降至106dB(A)，降噪量达到8dB(A)，符合业主需求。

　　4、结语

　　近年来，随着对绿色生活的需求逐步提高，墙面吸声体的应用也变得更加广泛。该材料具有的轻质、便捷、耐腐耐热、有效降噪等显著优点，也使得它的发展前景更加广阔。我司目前积极研究不同吸声材料的特性和降噪效果，将墙面吸声体广泛应用于工业车间的噪声控制工程，随着吸声材料与结构的不断深化，墙面吸声体构造形式的不断改进，必将可以实现在节省材料的基础上，极大限度的发挥墙面吸声体的作用，创造更安静的空间环境。

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