專利名稱：一種復(fù)合隔吸聲屏障板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及噪聲治理和環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域，更具體地講，涉及一種復(fù)合隔吸聲屏障板。
背景技術(shù)：
隨著交通運(yùn)輸、工業(yè)生產(chǎn)、城市建設(shè)的高速發(fā)展，特別是高速鐵路的大量興建，環(huán) 境噪聲污染日益嚴(yán)重，已成為污染人類社會(huì)環(huán)境的一大公害。為了緩解噪聲污染的問(wèn)題，隔 吸聲屏障已成為噪聲治理的首選產(chǎn)品之一。高速鐵路時(shí)速已經(jīng)達(dá)到250km/h，部分線路達(dá)到 350km/h以上。首先高速列車通過(guò)時(shí)對(duì)周邊建筑產(chǎn)生很強(qiáng)的風(fēng)壓，因此對(duì)聲屏障板的結(jié)構(gòu)強(qiáng) 度提出很高的要求；同時(shí)高速鐵路運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生很高的噪聲，尤其中低頻噪聲明顯，傳統(tǒng)的聲 屏障板及其吸聲材料通常對(duì)噪聲的頻率沒(méi)有特別設(shè)定，無(wú)法滿足治理低頻噪聲的需求。綜 上所述，傳統(tǒng)聲屏障板無(wú)法滿足環(huán)境噪聲尤其是高速鐵路噪聲治理的需求，研究發(fā)明先進(jìn)、 有效、新穎的新一代聲屏障板已經(jīng)迫在眉睫。國(guó)內(nèi)外傳統(tǒng)的聲屏障板結(jié)構(gòu)一般為框架結(jié)構(gòu)，其面板、背板中間水平放置吸聲材 料，吸聲材料用防水透氣膜覆蓋，面板和背板采用鉚接的方式固定。傳統(tǒng)聲屏障吸聲材料成 板狀水平放置，聲波垂直于纖維入射，入射面纖維數(shù)量較多，反射量較大，會(huì)對(duì)吸聲性能有 所影響。現(xiàn)有吸聲屏障板僅采用防水透氣膜進(jìn)行結(jié)構(gòu)防水，防水透氣膜防水效果降低后，吸 聲屏障板會(huì)吸潮，水汽凝結(jié)后被吸聲材料吸附，水汽充滿吸聲屏障板內(nèi)的芯材的孔隙中，影 響芯材內(nèi)空氣與芯材的摩擦及振動(dòng)，降低聲波的吸收率。公開號(hào)為CN200962313Y的中國(guó)專利公開了一種可吸聲的材料，包括膠板，在膠板 的一側(cè)設(shè)有一層垂直成網(wǎng)或斜成網(wǎng)無(wú)紡氈；或者包括兩層無(wú)紡布，在兩層無(wú)紡布之間設(shè)有 一層垂直的成網(wǎng)無(wú)紡氈或斜成網(wǎng)無(wú)紡氈；或者包括一層膠板和一層塑料片薄膜，在膠板和 塑料片薄膜之間設(shè)有一層垂直的成網(wǎng)無(wú)紡氈或斜成網(wǎng)無(wú)紡氈。該專利所述的可吸聲材料將 有規(guī)則的垂直方向排列的垂直成網(wǎng)或有規(guī)則的傾斜方向排列的斜成網(wǎng)無(wú)紡氈代替無(wú)規(guī)則 的以水平方向排列為主的無(wú)紡氈，此種材料主要用于汽車內(nèi)飾材料，可吸收行車路上的噪 聲。但是，該專利所述的吸聲材料由于主要應(yīng)用于車內(nèi)用以吸收行車路上的噪聲。若 將所述的吸聲材料應(yīng)用于室外尤其是高速鐵路路軌旁，則僅僅通過(guò)將無(wú)紡氈垂直或斜向排 列，對(duì)于高速鐵路產(chǎn)生的低頻噪聲無(wú)任何作用。此外，安裝在室外的用于處理高速鐵路噪聲 的隔吸聲屏障，時(shí)常遇到陰雨、大霧等潮濕環(huán)境，水蒸氣在吸聲材料中凝聚，受水滴之間的 范德華力影響，空氣流阻增大，吸聲材料的實(shí)際孔隙率減小，影響空氣與吸聲材料的摩擦與 振動(dòng)，降低了吸聲效果；還會(huì)增加隔吸聲屏障板由于吸水自重增加導(dǎo)致脫落的危險(xiǎn)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是現(xiàn)有的吸聲材料的孔隙率無(wú)法滿足治理低頻噪聲 的需求，材料應(yīng)用于室外時(shí)遇到潮濕環(huán)境吸收水分導(dǎo)致材料孔隙變化，低頻噪聲不能得到 有效治理。為此本發(fā)明提供了一種復(fù)合隔吸聲屏障板，能很好的吸收環(huán)境中的噪聲，同時(shí)將噪聲進(jìn)行隔離，避免噪聲對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生影響。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種復(fù)合隔吸聲屏障板，包括前 面板、背面板及粘結(jié)固定于兩面板之間的芯材，所述芯材呈條狀排列，且其纖維方向同前面 板和背面板相垂直，所述前面板和背面板連接處的復(fù)合隔吸聲屏障板兩側(cè)面設(shè)有多舌企 口，所述兩側(cè)面的多舌企口可以相互插接，所述前面板為穿孔面板，其上分布有穿孔率為3 < 30%的微孔；所述芯材的孔隙率為97% 98. 4%，其纖維的平均直徑為5 6微米，其纖維長(zhǎng) 度為150 200毫米；噪聲聲波經(jīng)所述微孔進(jìn)入所述芯材內(nèi)，并沿所述芯材的纖維方向入射并被吸收。所述芯材的纖維長(zhǎng)度為160 180毫米。所述芯材為含有憎水劑的離心玻璃棉吸聲材料，所述芯材的憎水率為98 99. 95%。所述憎水劑為離心玻璃棉重量的0. 3 0. 8%。所述憎水劑為有機(jī)硅樹脂或有機(jī)硅高分子表面活性劑。所述微孔為孔徑為1 5mm的圓孔。所述微孔為橢圓形、菱形或長(zhǎng)圓形。所述前面板和吸聲材料之間設(shè)有防水透氣膜。所述防水透氣膜為玻璃布、無(wú)紡布或PET防水透氣膜。前面板和背面板為鋼板或鋁合金板。所述前面板和背面板上設(shè)有內(nèi)凹或外凸的加強(qiáng)肋。所述多舌企口是由所述的前面板和背面板經(jīng)折彎后相互連接形成；所述多舌企口 內(nèi)填充有發(fā)泡聚氨酯。本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)所產(chǎn)生的有益效果a.本發(fā)明的發(fā)明人為治理高速鐵路產(chǎn)生的噪聲污染，對(duì)復(fù)合隔吸聲屏障板的芯材 進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)，找到了能夠有效吸收高速鐵路噪聲的材料。能夠符合要求的復(fù)合隔吸 聲屏障板的芯材的纖維平均直徑為5 6微米，纖維長(zhǎng)度為150 200毫米，且孔隙率需為 97% 98. 4%時(shí)，聲波到達(dá)芯材內(nèi)，引起空隙中空氣分子及芯材纖維的振動(dòng)。由于空氣的 粘滯阻力和空氣分子與孔隙壁的摩擦，聲能轉(zhuǎn)化為熱能而損耗，因而吸聲效果最好。為使本 發(fā)明的復(fù)合隔吸聲屏障板的吸聲效果達(dá)到最佳，發(fā)明人還對(duì)其前面板的開孔率做了改進(jìn)， 使其范圍在3 30%之間。所述前面板的微孔和上述選定孔隙率的芯材的相互配合，加上 選定的纖維本身的特性，芯材由于聲波的作用發(fā)生摩擦及振動(dòng)消耗能量。同時(shí)本發(fā)明的復(fù) 合隔吸聲屏障板吸收水蒸氣后凝結(jié)為水滴，由于吸聲材料的高憎水性能，水滴不會(huì)吸附在 芯材纖維上，能夠順利通過(guò)排水孔排出，可以減少?gòu)?fù)合隔吸聲屏障板在潮濕環(huán)境下由于水 滴的影響導(dǎo)致的吸聲性能降低問(wèn)題，還可以防止復(fù)合隔吸聲屏障板自重增加導(dǎo)致的脫離危 險(xiǎn)。在孔隙率在上述范圍之外時(shí)的不利影響芯材厚度不變，孔隙率降低，中低頻吸聲 系數(shù)增加；但當(dāng)孔隙率減小到一定程度時(shí)，材料變得密實(shí)，流阻大于最佳流阻，吸聲系數(shù)反 而下降。若所選芯材的孔隙率高于98.4%，則會(huì)由于芯材纖維間的孔隙過(guò)大，使得聲能不易 被轉(zhuǎn)化吸收，影響吸聲效果，若是所選芯材的孔隙率低于97%，則會(huì)由于芯材纖維間的空隙
4過(guò)小，空氣流阻大于最佳流阻，不利于屏障板對(duì)聲波的吸收。圖9和圖10分別為測(cè)定厚度100mm、孔隙率為97. 44%的玻璃棉在兩種放置情況 下的吸聲系數(shù)曲線圖，由圖9和圖10的吸聲系數(shù)曲線圖可以看出，當(dāng)被測(cè)件處于中低頻時(shí)， 沿玻璃棉纖維方向的吸聲系數(shù)要大于同條件下的垂直于纖維方向的吸聲系數(shù)。比如圖9中 在IOOHz和125Hz下的吸聲系數(shù)分別為0. 32和0. 45，而同條件下沿玻璃棉纖維方向的吸聲 系數(shù)分別為0. 47和0. 58，如圖10所示。b.由于本發(fā)明的復(fù)合隔吸聲屏障板是安裝在室外，且其表面布滿微孔，因此芯 材要求具有較高的憎水性。本發(fā)明將離心玻璃棉與憎水劑混合，使芯材憎水率達(dá)到98 99. 95%，其疏水性能也達(dá)到較好的效果，避免了因孔隙率過(guò)大引起的“毛細(xì)現(xiàn)象”。即使遇 到潮濕天氣，芯材內(nèi)的水及水蒸氣也會(huì)由于芯材的高憎水性使得水在芯材的孔隙聚集后， 沿復(fù)合隔吸聲屏障板表面的微孔流出，很好的避免復(fù)合隔吸聲屏障板吸濕導(dǎo)致自重增加， 減少了復(fù)合隔吸聲屏障板脫落的危險(xiǎn)。c.吸聲材料經(jīng)過(guò)切條翻轉(zhuǎn)后，纖維方向垂直于面板和背板，相當(dāng)于無(wú)數(shù)根豎向的 支撐將穿孔面板和背面板連接在一起，由于許多纖維的支撐作用使吸聲材料的壓縮量很 小，進(jìn)而保證了整體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。同時(shí)所用芯材為玻璃棉，其纖維直徑小且纖維長(zhǎng)度長(zhǎng)，使 得芯材纖維容重高，單位面積含有的纖維數(shù)量多，芯材纖維強(qiáng)度高，芯材纖維形成的合力比 較大，保證芯材具有良好的強(qiáng)度支撐背板和面板，使板材受擠壓時(shí)不會(huì)變形。有效提高了隔 吸聲屏障板的強(qiáng)度。d.在穿孔面板和吸聲芯材之間設(shè)有防水透氣膜，為保證隔吸聲屏障板戶外安裝時(shí) 吸聲材料的干燥，避免雨水對(duì)吸聲材料性能產(chǎn)生影響，使用防水透氣膜作為貼面，不但防治 吸聲材料外露影響美觀，而且能阻止雨水滲入，同時(shí)由于防水透氣膜有微孔具有透氣的作 用，不會(huì)對(duì)吸聲材料的吸聲效果產(chǎn)生影響；另外所使用的玻璃棉中含有憎水劑，避免進(jìn)入芯 材中的雨水被芯材吸收，確保芯材具有較長(zhǎng)的使用壽命及良好的吸聲效果。e.連接企口采用多舌企口結(jié)構(gòu)，多舌企口舌相當(dāng)于在屏障板上設(shè)置了多道縱向框 架，增強(qiáng)屏障板整體的抗風(fēng)壓能力，同時(shí)還增加其密封性能和強(qiáng)度，防止雨水經(jīng)過(guò)企口處滲 入吸聲材料中，另外，利用穿孔面板和背面板上的凹凸肋增加屏障板的抗變形能力。
下面結(jié)合附圖和實(shí)施案例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明 圖1是發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)圖； 圖2是圖1橫斷面構(gòu)造圖；
圖3是發(fā)明的一種實(shí)施例； 圖4是發(fā)明另一種實(shí)施例；圖5是本發(fā)明的無(wú)規(guī)入射吸聲系數(shù)頻率特性曲線； 圖6是本發(fā)明的隔聲特性曲線；
圖7是本發(fā)明的安裝圖； 圖8是圖7的左視圖；圖9是垂直于玻璃棉纖維方向測(cè)定的玻璃棉吸聲系數(shù)圖； 圖10是沿玻璃棉纖維方向測(cè)定的玻璃棉吸聲系數(shù)圖。
圖中1.前面板，2.芯材，3.背面板，4.企口，5.聚氨酯，6.防水透氣膜7.加勁肋 8.防雨帽9.固定塊10. H鋼立柱 11.基礎(chǔ) 12.螺栓固定件。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1如圖1所示，一種復(fù)合隔吸聲屏障板，包括前面板1、背面板3及粘結(jié)固定于兩面板 之間的芯材2，所述芯材2為離心玻璃棉吸聲材料，所述離心玻璃棉吸聲材料呈條狀排列， 且其纖維方向同前面板1和背面板3相垂直，所述前面板1和背面板3連接處的復(fù)合隔吸 聲屏障板兩側(cè)面設(shè)有多舌企口 4，所述兩側(cè)面的多舌企口 4可以相互插接，所述前面板為穿 孔面板，其上分布有穿孔率為20%的微孔；所述芯材的孔隙率為97. 44%，其纖維的平均直 徑為5 6微米，其纖維長(zhǎng)度為150 200毫米；噪聲經(jīng)所述微孔進(jìn)入所述芯材內(nèi)，并沿所 述芯材的纖維方向被吸收。前面板1同背面板3在其兩側(cè)相連接，并形成相鄰兩塊屏障板可以相互插接固定 的多舌企口，企口內(nèi)部填充有聚氨酯5發(fā)泡，一定程度上增強(qiáng)了屏障板的強(qiáng)度；其中的前面 板1為穿孔面板，穿孔面板上均勻分布有微孔，微孔形狀為圓形，橢圓形、菱形、長(zhǎng)圓孔等多 種形式。若微孔形狀為圓形，其孔徑可在1 5mm之間。為實(shí)現(xiàn)更好的吸聲效果，要求離心玻璃棉的渣球含量小于0. 1 %。其中的背面板1可采用鋼板、鋁合金板等材料進(jìn)行穿孔加工。背面板厚度可根據(jù) 設(shè)備隔聲量要求來(lái)調(diào)整，其中隔聲量隨著背面板厚度增加而增加，在需要高隔聲量屏障板 時(shí)可以增加背面板的厚度。根據(jù)亥姆霍茲共振原理，吸聲性能頻譜特性與微孔的大小關(guān)，根據(jù)所需要治理的 聲源的頻譜，可設(shè)計(jì)不同孔徑的聲屏障板，針對(duì)性的對(duì)某個(gè)頻段的噪聲進(jìn)行吸收，以便更好 的達(dá)到聲屏障的降噪效果，比如使用0 3孔徑的穿孔板，穿孔率25%左右，吸聲頻率峰值在 500Hz左右，減小穿孔孔徑吸聲頻率峰值會(huì)向高頻移動(dòng)，增大穿孔孔徑吸聲頻率峰值會(huì)向低 頻移動(dòng)。為增強(qiáng)吸聲材料對(duì)噪聲的吸收效果，其中的吸聲材料的纖維方向同穿孔面板相垂直。如圖2所示，在穿孔面板和吸聲材料之間設(shè)置一層防水透氣膜6，防水透氣膜6為 玻璃布，無(wú)紡布及PET防水透氣膜等。為保持整個(gè)屏障板的整體剛性，在穿孔面板和背面板3上設(shè)置多個(gè)加強(qiáng)肋，如圖3 和圖4所示，其中圖3中沿穿孔面板和背面板3長(zhǎng)度方向設(shè)置有凹下的加強(qiáng)肋7 ；而圖4中 沿穿孔面板長(zhǎng)度方向設(shè)置有凸起的加強(qiáng)肋7，在其背面板上設(shè)置有凹下的加強(qiáng)肋7。表1和表2中的所采用的隔吸聲屏障板的前面板為0. 8mm厚的穿孔烤漆鋼板，其 孔徑為2. 5mm,穿孔率為20 %，芯材為玻璃棉，其孔隙率為97. 44%，采用玻璃絲布包裹。所 用隔吸聲屏障板的背面板為0. 8mm厚的烤漆鋼板，其檢測(cè)曲線如圖5和圖6所示。通過(guò)吸聲系數(shù)的檢測(cè)，得出被測(cè)試件的降噪系數(shù)NRC等于0. 90，達(dá)到《建筑吸聲產(chǎn) 品的吸聲性能分級(jí)》的I級(jí)指標(biāo)要求；通過(guò)對(duì)本發(fā)明測(cè)試件的隔聲特性的檢測(cè)，得出本發(fā)明隔吸聲屏障板的計(jì)權(quán)隔聲量 為 37dB (A)。
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表1為復(fù)合隔吸聲屏障板吸聲性能和頻譜特性
權(quán)利要求
一種復(fù)合隔吸聲屏障板，包括前面板、背面板及粘結(jié)固定于兩面板之間的芯材，所述芯材呈條狀排列，且其纖維方向同前面板和背面板相垂直，所述前面板和背面板連接處的復(fù)合隔吸聲屏障板兩側(cè)面設(shè)有多舌企口，所述兩側(cè)面的多舌企口可以相互插接，其特征在于所述前面板為穿孔面板，其上分布有穿孔率為3＜～30％的微孔；所述芯材的孔隙率為97％～98.4％，其纖維的平均直徑為5～6微米，其纖維長(zhǎng)度為150～200毫米；噪聲聲波經(jīng)所述微孔進(jìn)入所述芯材內(nèi)，并沿所述芯材的纖維方向入射并被吸收。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合隔吸聲屏障板，其特征在于所述芯材的纖維長(zhǎng)度為 160 180毫米。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)合隔吸聲屏障板，其特征在于所述芯材為含有憎水劑的 離心玻璃棉吸聲材料，所述芯材的憎水率為98 99. 95%。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的復(fù)合隔吸聲屏障板，其特征在于所述憎水劑為離心玻璃棉 重量的0. 3 0. 8%。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的復(fù)合隔吸聲屏障板，其特征在于所述憎水劑為有機(jī)硅樹脂 或有機(jī)硅高分子表面活性劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合隔吸聲屏障板，其特征在于所述微孔為孔徑為1 5mm 的圓孔。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合隔吸聲屏障板，其特征在于所述微孔為橢圓形、菱形或 長(zhǎng)圓形。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一所述的復(fù)合隔吸聲屏障板，其特征在于所述前面板和吸聲 材料之間設(shè)有防水透氣膜。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的復(fù)合隔吸聲屏障板，其特征在于所述防水透氣膜為玻璃布、 無(wú)紡布或PET防水透氣膜。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一權(quán)利要求所述的復(fù)合隔吸聲屏障板，其特征在于前面板和 背面板為鋼板或鋁合金板。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的復(fù)合隔吸聲屏障板，其特征在于所述前面板和背面板上 設(shè)有內(nèi)凹或外凸的加強(qiáng)肋。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的復(fù)合隔吸聲屏障板，其特征在于所述多舌企口是由所述的前面板和背面板經(jīng)折彎后相互連接形成；所述多舌企口內(nèi)填 充有發(fā)泡聚氨酯。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種復(fù)合隔吸聲屏障板，包括前面板、背面板及粘結(jié)固定于兩面板之間的芯材，所述芯材呈條狀排列，且其纖維方向同前面板和背面板相垂直，所述前面板和背面板連接處的復(fù)合隔吸聲屏障板兩側(cè)面設(shè)有多舌企口，所述兩側(cè)面的多舌企口可以相互插接，所述前面板為穿孔面板，其上分布有穿孔率為3＜～30％的微孔，所述芯材的孔隙率為97％～98.4％，其纖維的平均直徑為5～6微米，其纖維長(zhǎng)度為150～200毫米，噪聲經(jīng)所述微孔進(jìn)入所述芯材內(nèi)，并沿所述芯材的纖維方向被吸收；本發(fā)明能很好的吸收環(huán)境中的噪聲，同時(shí)將噪聲進(jìn)行隔離，避免噪聲對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生影響。
文檔編號(hào)E01F8/00GK101982613SQ201010519999
公開日2011年3月2日 申請(qǐng)日期2010年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月20日
發(fā)明者劉愛(ài)森 申請(qǐng)人:北京士興鋼結(jié)構(gòu)有限公司