[发明专利]一种阻抗复合宽频消声结构

说明书

本发明提供了一种阻抗复合宽频消声结构，包括：外框架、穿孔吸声板，多个纵向吸声模块和横向吸声模块，所述外框架由若干穿孔板拼接形成，具有一个开口部，穿孔吸声板固定于外框架内，包括朝向所述外框架开口部的后部和位于相反侧的前部，多个纵向吸声模块设置于外框架和穿孔吸声板前部之间，纵向吸声模块之间间隙排列布置，纵向吸声模块的一端固定于外框架，横向吸声模块设置于穿孔吸声板的后部和外框架的开口部之间并固定在外框架内，所述阻抗复合宽频消声结构至少固定安装在室内的墙壁以及天花板上，本发明基于材料吸声和孔板共振实现声音的消耗衰减，较尖劈及普通平板结构，使用吸声材料更少，占用空间更小,截止频率更低。

技术领域

本发明涉及室内消声技术领域，具体为一种阻抗复合宽频消声结构。

背景技术

在室内模拟自由声场或半自由声场空间，需要满足墙面吸声系数为99％以上，半自由场地面的反射系数为95％以上。人耳可听声音频率范围为20Hz～20000Hz,由于频率越低，波长越长，吸声越难。根据吸声材料特性，频率越低，需要的吸声材料厚度越高。截止频率就是指在此频率以上，墙面的吸声系统能保证99％的吸声系数。

为构建上述声学环境，满足消声室截止频率要求，需要在墙面安装消声结构，现有消声结构最常用的有尖劈消声结构和平板消声结构。

尖劈消声结构是把多孔性和多纤维材料做成锥形或尖劈状吸声体，该结构有较好的流阻特性，当声波入射时，由于吸声层的逐渐过渡性质，材料的声阻抗与空气的声阻抗能较好地匹配，使声波传入吸声体，并被高效的吸收。要满足较低的截止频率，必须要增加尖劈长度，根据相关资料，到达100Hz截止频率，需要800mm左右长度的尖劈，进一步提高截止频率到50Hz，其尖劈长度需要增加到1700mm左右。尖劈消声结构存在占用空间大，材料用量多等问题和缺点，在房间尺寸紧凑时，无法满足低截止频率要求。

普通平板消声结构是把多孔性和多纤维材料做成平板形式，这种结构较尖劈结构，厚度减小，但是由于吸声材料为平面形式，没有逐渐增厚的过渡过程，声阻抗较大，当平板材料厚度达到一定程度，流阻过大，声反射严重，影响吸声效果，吸声系数会降低，从而影响该结构能达到的最低截止频率(要达到较低截止频率需要增加材料厚度，材料厚度增加过多，又会导致流阻增加，声反射增强，影响吸声系数)。根据默泽(Moese)2007年最新研究成果，流阻大于800Pas/m,小于2400Pas/m(800Pasm-1＜Ξd＜2400Pasm^-1)是最佳范围，而实际使用的大部分吸声材料的流阻率Ξ＞7500Pasm^-2,如果吸声材料层厚d远小于声音波长λ(d＜＜λ)，吸声系数α会很差，只有当d＞λ/4时，吸声系数α才大于0.9，其中波速＝频率×波长，即v＝fλ，空气中波速近似340m/s，即50Hz截止频率，要求吸声材料厚度大于1.7m才能满足吸声系数α大于0.9，因此，现有吸声材料层叠方式组合成平面吸声体，存在先天不足，很难达到最佳吸声效果。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种阻抗复合宽频消声结构，能够解决现有尖劈消声结构占用空间大，材料用量多，而使用平板结构的截止频率高(截止频率越低越好)、低频吸声效果差等问题。

本发明所述的一种阻抗复合宽频消声结构，包括：外框架，所述外框架由若干穿孔板拼接形成，具有一个开口部；穿孔吸声板，固定于外框架内，包括朝向所述外框架开口部的后部和位于相反侧的前部；多个纵向吸声模块，设置于外框架和穿孔吸声板前部之间，纵向吸声模块之间间隙排列布置，纵向吸声模块的一端固定于外框架，所述纵向吸声模块的空隙率为35％-70％，纵向吸声模块的截面为矩形面或弯折面；横向吸声模块，设置于穿孔吸声板的后部和外框架的开口部之间并固定在外框架内，所述纵向吸声模块、横向吸声模块均包括多孔质吸声材料；所述阻抗复合宽频消声结构至少固定安装在室内的墙壁以及天花板上。