玻璃棉的吸音效果
文章出處： 人氣：發表時間：2014-06-17 09:50
玻璃棉屬于玻璃纖維中的一個類別，是一種人造無機纖維吸音棉。采用石英砂、石灰石、白云石等天然礦石為主要原料，配合一些純堿、硼砂等化工原料熔成玻璃。在融化狀態下，借助外力吹制式甩成絮狀細纖維，纖維和纖維之間為立體交叉，互相纏繞在一起，呈現出許多細小的間隙。這種間隙可看作孔隙。因此，玻璃棉可視為多孔材料，具有良好的絕熱、吸聲性能的吸音棉。
玻璃棉是將熔融玻璃纖維化，形成棉狀的材料，化學成分屬玻璃類，是一種無機質纖維 . 具有成型好、體積密度小、熱導率彽、保溫絕熱、吸音性能好、耐腐飾、化學性能穩定。離心玻璃棉內部纖維蓬松交錯，存在大量微小的孔隙，是典型的多孔性吸聲材料，具有良好的吸聲特性。離心玻璃棉可以制成墻板、天花板、空間吸聲體等，可以大量吸收房間內的聲能，降低混響時間，減少室內噪聲。
離心玻璃棉的吸聲特性不但與厚度和容重有關，也與罩面材料、結構構造等因素有關。在建筑應用中還需同時兼顧造價、美觀、防火、防潮、粉塵、耐老化等多方面問題。
離心玻璃棉屬于多孔吸聲材料，具有良好的吸聲性能。離心玻璃棉能夠吸聲的原因不是由于表面粗糙，而是因為具有大量的內外連通的微小孔隙和孔洞。當聲波入射到離心玻璃棉上時，聲波能順著孔隙進入材料內部，引起空隙中空氣分子的振動。由于空氣的粘滯阻力和空氣分子與孔隙壁的摩擦，聲能轉化為熱能而損耗。
離心玻璃棉對聲音中高頻有較好的吸聲性能。影響離心玻璃棉吸聲性能的主要因素是厚度、密度和空氣流阻等。密度是每立方米材料的重量。空氣流阻是單位厚度時材料兩側空氣氣壓和空氣流速之比。空氣流阻是影響離心玻璃棉吸聲性能最重要的因素。流阻太小，說明材料稀疏，空氣振動容易穿過，吸聲性能下降；流阻太大，說明材料密實，空氣振動難于傳入，吸聲性能亦下降。對于離心玻璃棉來講，吸聲性能存在最佳流阻。在實際工程中，測定空氣流阻比較困難，但可以通過厚度和容重粗略估計和控制。
1、隨著厚度增加，中低頻吸聲系數顯著地增加，但高頻變化不大（高頻吸收總是較大的）。
2、厚度不變，容重增加，中低頻吸聲系數亦增加；但當容重增加到一定程度時，材料變得密實，流阻大于最佳流阻，吸聲系數反而下降。對于厚度超過5cm的容重為16Kg/m3的離心玻璃棉，低頻125Hz約為0.2，中高頻（>500Hz）的吸聲系數已經接近于1了。當厚度由5cm繼續增大時，低頻的吸聲系數逐漸提高，當厚度大于1m以上時，低頻125Hz的吸聲系數也將接近于1。當厚度不變，容重增大時，離心玻璃棉的低頻吸聲系數也將不斷提高，當容重接近110kg/m3時吸聲性能達到最大值，50mm厚、頻率125Hz處接近0.6-0.7。容重超過120kg/m3時，吸聲性能反而下降，是因為材料變得致密，中高頻吸聲性能受到很大影響，當容重超過300kg/m3時，吸聲性能減小很多。建筑聲學中常用的吸聲玻璃棉的厚度有2.5cm、5cm、10cm，容重有16、24、32、48、80、96、112kg/m3。通常使用5cm厚，12-48kg/m3的離心玻璃棉。
離心玻璃棉的吸聲性能還與安裝條件有著密切的關系。當玻璃棉板背后有空氣層時，與相同厚度無空氣層的玻璃棉板吸聲效果類似。尤其是中低頻吸聲性能比材料實貼在硬底面上會有較大提高，吸聲系數將隨空氣層的厚度增加而增加，但增加到一定值后效果就不明顯了。
使用不同容重的玻璃棉疊和在一起，形成容重逐漸增大的形式，可以獲得更大的吸聲效果。例如將一層2.5cm厚24kg/m3的棉板與一層2.5cm厚32kg/m3的棉板疊和在一起的吸聲效果要好于一層5cm厚32kg/m3的棉板。將24kg/m3的玻璃棉板制成1m長的斷面為三角型的尖劈，材料面密度逐漸增大，平均吸聲系數可接近于1。
建筑上的應用：
離心玻璃棉在建筑使用中，表面往往要附加有一定透聲作用的飾面，如小于0.5mm的塑料薄膜、金屬網、窗紗、防火布、玻璃絲布等，基本可以保持原來的吸聲特性。離心玻璃棉具有防火、保溫、易于切割等優良特性，是建筑吸聲最常用的材料之一。但是由于離心玻璃棉表面無裝飾性，而且會有纖維灑落，因此必須制成各種吸聲構件隱蔽使用。最常使用也是造價最低廉的構造是穿孔紙面石膏板的吊頂或做成內填離心玻璃棉的穿孔板墻面，穿孔率大于20%時，基本能夠完全發揮出離心玻璃棉的吸聲性能。為了防止玻璃棉纖維灑出，需要在穿孔板背后附一層無紡布、桑皮紙等透聲織物，或使用玻璃布、塑料薄膜等包裹玻璃棉。與穿孔紙面石膏板類似的面板還有穿孔金屬板（如鋁板）、穿孔木板、穿孔纖維水泥板、穿孔礦棉板等 。
玻璃棉板經過處理后可以制成吸聲吊頂板或吸聲墻板。一般常見將80-120kg/m3的玻璃棉板周邊經膠水固化處理后外包防火透聲織物形成既美觀又方便安裝的吸聲墻板，常見尺寸為1.2m×1.2m、1.2m×0.6m、0.6m×0.6m，厚度2.5cm或5cm。也有在110Kg/m3的玻璃棉的表面上直接噴刷透聲裝飾材料形成的吸聲吊頂板。無論是玻璃棉吸聲墻板還是吸聲吊頂板，都需要使用高容重的玻璃棉，并經過一定的強化處理，以防止板材變形或過于松軟。這一類的建筑材料既有良好的裝飾性又保留了離心玻璃棉良好的吸聲特性，降噪系數NRC一般可以達到0.85以上。
在體育館、車間等大空間內，為了吸聲降噪，常常使用以離心玻璃棉為主要吸聲材料的吸聲體。吸聲體可以根據要求制成板狀、柱狀、錐體或其他異型體。吸聲體內部填充離心玻璃棉，表面使用透聲面層包裹。由于吸聲體有多個表面吸聲，吸聲效率很高。
在道路隔聲屏障中，為了防止噪聲反射，需要在面向車輛一側采取吸聲措施，往往也使用離心玻璃棉作為填充材料、面層為穿孔金屬板的屏障板。為了防止玻璃棉在室外吸水受潮，有時會使用PVC或塑料薄膜包裹。
玻璃棉的技術性能指標：
名稱 普通玻璃棉
纖維直徑 um<15
表觀密度 80～100 kg/m3
常溫導熱系數 0.052 W/m*K
耐熱度（℃） ≤300
吸聲系數 -
備注 1.使用溫度不能超過300℃。2.耐腐蝕較差。
名稱 普通超細玻璃棉
纖維直徑 um<5
表觀密度 20kg/m3
常溫導熱系數 0.035 W/m*K
耐熱度（℃） ≤400
吸聲系數 ≥0.075
備注 一般使用溫度不超過300℃
