大型公共建筑吊顶声学装饰材料的实际运用

范 静 姜相逢

（黑龙江省建筑安装集团有限公司第六分公司，黑龙江哈尔滨 150000）

0 引言

新材料的研发和推广，是建筑装饰行业不断发展的重要动力。超微孔蜂窝吸声板是一种采用高精度小孔加工工艺，在铝合金板材上形成高密度的超微孔。利用超微孔声音传播阻力大、音质损失小的特点，在吸收噪音的同时，又不会影响建筑混响。近年来，超微孔蜂窝吸声板的技术日益成熟，使用成本降低，加上“绿色装饰”理念的影响，让这一材料在大型公共建筑的吊顶装饰中得到了广泛运用。

1 大型公共建筑吊顶材料的缺陷

以往很多大型公共建筑在进行吊顶装饰时，往往只关注了装饰的美观度，在选择吊顶装饰材料时，没有充分考虑其吸声功能。这些装饰材料主要是铝挂片、铝方通，吸声能力较差，后期建筑投入使用后，噪音较大，对于长期处于这种环境下的人群造成了身体上的损害。也有部分建筑通过后期加装了吸声材料达到降低噪音的目的，这些吸声材料主要是离心玻璃棉，虽然短期来看吸声效果较好，但是这类材料的使用寿命较短，需要定期更换，无形中增加了使用成本。还有就是离心玻璃棉在老化后，容易掉落粉末，被人吸入后，会对呼吸道、肺部等器官造成危害。因此，探究一种既可以满足大型公共建筑消除噪音需求，又能够兼顾环保、美观的装饰材料，就成为当前建筑装饰行业的一项热门课题。

2 超微孔板的声学原理

超微孔蜂窝吸声板可以通过三种途径实现吸收噪音的目的：①当声音从外部进入到超微孔板的每一个孔腔时，会引起孔腔的振动，当整个超微孔板的所有孔腔同时振动时，受到共振吸声作用的影响，达到了吸声消噪的效果。②每个孔腔的内部结构上，有一个吸声斜片，使得声音在进入孔腔后可以改变传播线路，并且在孔壁的阻挡下，形成了多次反射。而每一次反射，噪音都会被吸收一部分，进一步提高了噪音吸收能力。③在表面超微孔后方有一块中空面板，一来可以起到固定作用，二来也能够增加空气层深度。根据微孔共振吸声理论，穿孔板的共振频率与板后空气层深度的二次方成正比。通过增加吸声体面板的厚度，可以提高共振频率，发挥了更好的吸声效果。

3 金属超微孔蜂窝吸声板的特性分析

3.1 结构组成

主体材料选择铝合金，既保证了强度，又可以控制自重。蜂窝板的固定材料使用氟碳进行喷涂，既可以提高材料强度，延长使用寿命，同时又具有较好的美观性。吸声结构由不同腔体深度的微穿孔板结构平行排列组成，复合微穿孔板结构的相关参数为：板材厚度为0.6mm，孔间距为0.5mm，穿孔率为1%，三个腔体深度分别为D1=50mm，D2=100mm，D3=25mm。

3.2 性能检测

当f=430Hz时，声能主要流入腔体2，腔体2发生共振将声能消耗；当f=600Hz和860Hz时，腔体1和腔体3发生共振。复合微穿孔板的吸声系数随频率变化的曲线如图1所示。

图1 100～4000Hz之间各频段的吸声系数

当声源频率接近复合微穿孔板结构的某一共振频率时，复合微穿孔板结构会发生局部共振，将声能量消耗；与单层微穿孔板结构相比，不同腔体深度复合微穿孔板结构若要达到良好的吸声特性，需要低声阻，其共振频率的偏移取决于内部共振器的相互作用；复合微穿孔板结构的吸声性能会随着腔体的宽度和排列顺序的变化而变化。声学检测结果显示：在400Hz频率时吸声系数达到1.41，在500Hz时达到1.22，其降噪吸声系数NRC达到0.81。

3.3 应用效果

从测试应用的结果来看，这种超微孔蜂窝吸声板表现出了较好的吸声、降噪效果，优于传统的单层微穿孔板。另外还发现了超微孔蜂窝吸声板的其他优点：①环境适应性好，在高、低温环境下能够保持超微孔结构的稳定性，不容易发生微孔变形。同时，采用铝合金材质加上氟碳喷涂，增强了材料的防潮、耐腐蚀能力，延长了其使用寿命。②安装方便，以铝合金作为主体材料，质量较强，在吊顶安装时比较灵活。在材料造价方便也有较高的性价比，在一些大型公共建筑的吊顶装饰中，大面积使用也不会出现成本过高的问题。③绿色环保，超微孔蜂窝板没有刺激性气味，且容易加工制作成不同的形状，满足了不同结构建筑的吊顶使用需求，减少了材料的浪费，十分符合当前建筑装饰中提倡的节能环保理念。

4 金属超微孔蜂窝吸声板在大型公共建筑吊顶中的运行

随着人们对建筑装饰要求的不断提高，以及声学装饰材料的日益成熟，近年来超微孔蜂窝吸声板在体育馆、办公楼等大型公共建筑中得到了推广使用。七台河市技师学院创业大厦是一座综合性建筑，建筑总面积288537m2，建筑总高度50.0m。共有15层，地下1层，地上14层。其中，地下一至地上三层，为市民服务中心，建筑面积15272m2；四层及以上为七台河技师学院教学用房和创业指导中心，建筑面积13275m2。

从建筑的内部装饰来看，原来吊顶采用的是“铝合金方通+离心玻璃棉”的组合。通过现场检测，混响时间为6.1s，室内语音的清晰度较差。于是选择超微孔蜂窝吸声板进行重新改造。将原来的吊顶装饰材料全部拆掉后，重新安装规格为60mm×120（H）mm的超微孔蜂窝吸声板。在施工结束后，重新进行现场检测，混响时间为2.7s，室内语音的清晰度有了明显的提高，说明此类材料的声学效果良好。分别选取该建筑的2层、6层和10层进行噪音测量，在使用声学装饰材料之前，测量平均值分别为69dB、62dB和48dB；利用超微孔蜂窝吸声板进行改造之后，测量平均值分别为61dB、50dB和40dB。对比发现，使用声学装饰材料后室内噪音平均下降了8～12dB，效果明显。

5 大型公共建筑吊顶中声学装饰材料实际运用策略

5.1 材料的选择与质量检查

在市场需求不断增加的背景下，近年来建材市场上出现了较多类型的声学装饰材料，但是由于市场监管不够严格，这些材料的质量也是良莠不齐，其中不乏一些仿冒的劣质材料。因此，在进行吊顶装饰时，必须要结合设计要求，仔细挑选和严格检查市面上各类声学装饰材料的质量。从吸声效果上来看，超微孔的密度、孔径、吸声系数等，都是决定实用效果的重要指标。在选购这些材料时应当要求供应商提供详细的资料，包括产品参数表、产品合格证等。只有从源头上进行质量把关，才能保证这些声学装饰材料在投入使用后，发挥预期的吸声、消噪效果。

5.2 吊顶装饰施工的质量控制

在选择高品质声学装饰材料的基础上，还应当熟悉大型公共建筑吊顶装饰的工艺流程，以及结合超微孔蜂窝吸声板的材质、结构，掌握具体的技术要点。对于新建的大型公共建筑，应先检查吊顶悬挂是否牢固，防止后期出现声学装饰材料脱落的情况。现场施工时，需要先将超微孔蜂窝吸声板的基材（铝合金）固定在吊顶上，检查牢固后再将面板固定在基材上。如果是需要进行吸声改造的老旧建筑，应当先将原来的吊顶材料拆除。对于那些采用了离心玻璃棉作为吸声材料的，拆除时还要注意做好防护工作，防止材料粉末接触皮肤和进入呼吸道。全部拆除后，进行吊顶清理和加固，然后按照上述步骤完成超微孔蜂窝吸声板的安装施工。在完成安装后，还需要继续质量检查和现场测试，确定是否达到了预期的吸声、消噪效果。

6 声学装饰材料的发展前景

国内关于声学装饰材料的研究起步较晚，但是随着近年来人们对于建筑使用需求的不断提升，加上材料技术的成熟发展，大量的声学装饰材料不断涌现。除了追求降低室内噪音的功能性需求外，这些声学装饰材料往往还具有绿色环保、阻燃防火、美观度高、防潮防腐等一系列特点。例如本文介绍的超微孔蜂窝吸声板，采用氟碳喷涂工艺，既可以提高防潮、防腐能力，又保证了整体的美观性。对于建筑装饰行业来说，有需求就会有竞争，而激烈的竞争是技术创新的重要推动力。未来将会有更多新型的声学装饰材料研发和使用，对进一步提升大型公共建筑的使用效果有积极帮助。例如现阶段正处于试验阶段的碳纤维吸声装饰材料、纳米吸声装饰材料等，今后随着技术的不断成熟，成本不断降低，也有望进行大范围的推广使用。

7 结语

大型公共建筑内的噪音问题，对长期处于这种环境下的人群造成了健康损害，而吸声装饰材料的出现和运用，则可以通过吸收噪音，提升建筑的使用体验。超微孔蜂窝吸声板在实际应用中表现出了良好的消噪、吸声效果，而且不会影响建筑混响。此外还具有绿色环保、造价不高、易于安装等诸多优势，在大型公共建筑的吊顶声学装饰中具有较好的应用效果。