[发明专利]声学面板

说明书

技术领域

本发明涉及一种相对于传统的气密面板（例如石膏板或干式墙）在宽频率范围上是吸音体的声学面板。根据本发明的面板适用于以与传统的石膏板面板相同的方式为建筑物的内墙或天花板加衬。根据本发明的面板还适用于为需要吸收噪音的其他结构加衬。各种形式的面板还适用于汽车应用以及作为吸音性的路旁屏障。

背景技术

建筑物例如房屋、办公室、餐馆、零售商店、医院等的内墙通常包括填充有石膏板面板的框架。墙的框架通常包括一系列的直立梁，该直立梁通常被称为立柱，石膏板面板安装至该立柱。面板安装至立柱以使得邻接面板的边缘相互抵接。然后用湿石膏涂覆边缘并且随后在石膏干燥的情况下磨光边缘以提供连续的墙表面。还通常对由石膏板面板产生的墙表面喷涂，以提供在审美上令人满意的外观。

一般而言，与比较软的气密材料相比，硬的实心材料例如石膏板面板更好地反射声音。在这一方面，入射到填充有石膏板的内墙上的声波也趋于被良好反射。即使在源停止发声之后，反射的声波还可以通过从其他墙和表面弹回而经历反射。这种现象已知为回响，且回响的声音能量消散60dB所经历的时间已知为回响时间。在封闭室例如房间中的回响可以对语音的可理解性产生显著的影响。在这一方面，如果回响时间过长，则难以对语音解释，这是因为房间中的回响声音起到了背景噪音的作用。

理想地，在建筑物的设计阶段考虑并解决回响问题。然而，在一些情况下，回响问题可能直到对建筑物的构建完成时才变得明显。在两种情况下都存在有可用于解决回响问题的各种选择。这些选择通常包括使用穿孔的吸音瓦、毯、帘、织物墙填充物以及其他软材料。不幸的是，这些选择中的许多选择都不能够与期望的审美外观充分地结合。

在其内容通过引用合并于此的第WO 2009/023900号国际公布中公开的一种声学面板（以下称为“Bellmax面板”）通过提供一种下述吸音声学面板来试图解决审美外观的问题：该吸音声学面板模仿传统石膏板面板的样子和感觉，可以像传统石膏板一样被喷涂但仍然是吸音的，并且可以使用与传统石膏板的安装方法相同的安装方法安装。尽管Bellmax面板具有期望的审美外观，但是发现在喷涂后该Bellmax面板吸收声波能量的能力被限制于特定的频率。

附图中的图1提供了示出针对现有技术的喷涂的样本Bellmax面板在一定频率范围上的吸收系数的曲线图。样本Bellmax面板包括由纸制成的薄膜层以及由表面密度大约为1800g/m²（在没有孔的情况下）的纤维聚酯制成的下层吸音层。吸音层具有贯穿其的多个15mm的孔，这些孔为层提供了33%的开放区域。样本安装至具有墙型立柱的框架结构，其中表面密度大约为800g/m²的吸音材料位于样本后面的深度为25mm的墙型腔内。

图1中的曲线图证明样本Bellmax面板在大约300Hz和1700Hz处具有两个主吸收峰2、4，而在其他频率处几乎没有提供吸收。在300Hz处的吸收峰2是由于样本Bellmax面板与样本之后的墙型腔中的封闭气体容积区结合以作为面板吸收器而引起的。在该方面，面板吸收器是一种形式的共振振荡质点-弹簧系统，由此面板能够响应于入射到面板上的声波来共振，其中由封闭气体容积区提供隔音（dampening）。在1700Hz处的吸收峰4是由于薄膜层的覆盖15mm的孔而作为振动膜的各个部分而引起的。这些振动膜在被给予与其共振频率对应的频率的声波时以最大幅度振动，由此降低了声波能量。具有不同且增加的尺寸的孔可以用于加宽1700Hz以下的吸收的频率范围。然而，在大约350Hz与800Hz之间的频率以及低于350Hz的频率处的合适的吸收将需要Bellmax面板中的大地多的孔和/或样本后面的墙腔内的大地多的深度。孔的尺寸增加的问题是：覆盖孔的薄膜层的各个部分越来越难以保持与传统石膏板面板的表面光洁度相仿的表面光洁度，特别是在喷涂了薄膜层之后。此外，不能容易地将面板后面的封闭室的深度增加超出建筑物的墙腔的固定深度。

鉴于以上所述，将期望提供一种具有各种应用的能够在宽频率范围上吸收声波能量的声学面板。还将期望提供一种在用作为内墙衬时能够在被喷涂时与传统的石膏板面板的外观和感觉相仿的声学面板。这样的面板可以用于降低建筑物内部的回响。还将期望提供一种下述声学面板：该声学面板可以用在汽车应用中（例如在发动机舱的防火墙的上或者作为底衬）以降低声波能量以及至机动车的乘客室的热传递。还将期望提供一种可以用于室外应用比如路旁吸收性屏障的声学面板。