多孔性吸声材料的吸声性能主要受材料的厚度、密度、流阻、孔隙率、结构因子、材料背后的空气层、材料表面的装饰处理以及使用外部条件等影响,这些因素相互间又有一定的关系。
厚度对多孔吸声材料吸声性能有以下影响:
1.多孔性吸声材料对中高频吸声效果较好,低频吸声效果较差。有时采用加大厚度来提高低频吸声效果。从理论上来说,材料厚度相当于入射声波114波长时,在该频率下具有最大的声吸收。若按此条件,材料厚度往往要大于200mm,这是很不经济的。除非特殊需要,一般不采取加大吸声材料厚度来提高其吸声性能。
2.低频吸声性能方面随着多孔吸声材料厚度的增加,低频吸声性能会得到显著改善。这是因为低频声波的波长较长,在材料中传播时需要较长的距离才能发生充分的能量耗散。例如,对于厚度较薄的多孔吸声材料,低频声波可能在未充分与材料内部的孔隙结构相互作用时就已经穿透材料,导致低频吸声系数较低。
当厚度增加时,低频声波在材料内部传播的路径变长,声波在孔隙内发生反射、散射以及与孔隙壁的摩擦等作用的机会增多,从而使得更多的低频声能转化为热能等其他形式的能量而被吸收。
3.高频吸声性能方面对于高频吸声性能,厚度增加也会在一定程度上提高吸声系数,但提升效果不如低频明显。高频声波的波长较短,即使材料厚度相对较小,高频声波也能较容易地进入材料内部的孔隙结构。
当多孔吸声材料达到一定厚度后,继续增加厚度对高频吸声性能的提升效果就会变得非常有限。因为高频声波在材料表面附近的孔隙结构中就已经能够得到较为充分的能量耗散,多余的厚度并不能使高频吸声性能有大幅提升。
在工程应用上,推荐多孔性吸声材料的厚度如下:
无机矿物棉类(离心玻璃棉、超细玻璃棉、岩棉、矿棉、中级纤维棉等) 50~100mm
泡沫塑料类 25~50mm
木丝板 20~50mm
毛毡 4~5mm