具有低频降噪、吸声性能的轻型木结构墙体制造技术

本实用新型专利技术提供一种具有低频降噪、吸声性能的轻型木结构墙体，它通过优化墙体结构，将特定结构的吸声层与传统轻型木墙体结构相结合，利用吸声层结构对低频声波的高效吸收性能，结合墙体自身对中高频声波的吸收性能，有效地增加了墙体吸声降噪的性能，尤其是低频降噪的性能。它由内到外包括内墙板、内部填充保温棉的SPF墙骨柱、墙面板、防水透气膜、吸声层、外墙饰面板；吸声层包括多个相同结构的吸声单元，吸声单元包括相贴合的穿孔板和迷宫声道板，迷宫声道板上开有从外周向中心卷绕形成的迷宫声道，穿孔板上开有与迷宫声道相对的通孔。

Light wood structure wall with low frequency noise reduction and sound absorption performance

【技术实现步骤摘要】
具有低频降噪、吸声性能的轻型木结构墙体
本技术涉及木结构墙体，具体地说，是一种具有低频降噪高效吸声性能的轻型木结构墙体。
技术介绍
用吸声方法来降低噪声,在噪声控制工程中极为普遍采用。当声波入射到物体的表面时,有一部分声波会反射回去，而另一部分声波会进入物体，进而被物体所吸收而转化成热能。声波能量被物体吸收的现象称为吸声。吸声的微观物理机理十分复杂，但是大致上可以归结为声波在物体内由于产生强力的黏滞摩擦，使部分能量耗逸而转为热的过程。实际上吸声现象是普遍存在的，而大量物体都或多或少具有吸声本领。但是只有具有较强吸声能力的材料或结构，才可作为吸声材料或吸声结构而为实际工程所应用。目前在工程应用中主要有两大类吸声原理，一是共振吸声结构，它是利用入射声波在结构内产生共振，从而使大量能量耗逸。而另一是由多孔材料构成的吸声材料，它能使大部分声波进入材料，从而由于材料具有很强的吸声能力，使进入该材料的声波在传播过程中逐渐消耗尽。一般说，多孔吸声材料的特点是吸声性能高频优于低频，因而低频段的吸声依靠多孔材料通常是较困难的。由于共振式吸声结构主要是利用了共振效应，因而其有一定的频带限制。所以共振式吸声结构，无论用作室内吸声，还是管道消声，一般常适宜使用于低频段，特别是在噪声频谱中发现低频段具有明显峰值的情形。这类共振式吸声结构大多应用于500Hz以下的噪声处理，很少会应用于超过1kHz以上的噪声处理。墙体作为围护结构的主要组成部分，良好的吸声性能是保证建筑高舒适度的关键所在。轻型木结构建筑在物理、力学性能方面具有优越性，但在墙体结构低频降噪吸声性能上仍存在不足。现有的降噪、吸声轻型木结构墙体由内到外一般包括内墙板、内部填充保温棉的SPF墙骨柱、墙面板、防水透气膜、吸声层、外墙饰面板。吸声层一般是空气间层（就是防水透气膜与外墙饰面板之间的中空夹层），或者以多孔性吸声材料做为吸声层。但通过这些方法和措施，墙体的吸声降噪性能提高效果不明显。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种具有低频降噪、吸声性能的轻型木结构墙体，它通过优化墙体结构，将特定结构的吸声层与传统轻型木墙体结构相结合，利用吸声层结构对低频声波的高效吸收性能，结合墙体自身对中高频声波的吸收性能，有效地增加了墙体吸声降噪的性能，尤其是低频降噪的性能。本技术所述的具有低频降噪、吸声性能的轻型木结构墙体，由内到外包括内墙板、内部填充保温棉的SPF墙骨柱、墙面板、防水透气膜、吸声层、外墙饰面板；吸声层包括多个相同结构的吸声单元，吸声单元包括相贴合的穿孔板和迷宫声道板，迷宫声道板上开有从外周向中心卷绕形成的迷宫声道，穿孔板上开有与迷宫声道相对的通孔。上述的具有低频降噪、吸声性能的轻型木结构墙体，穿孔板上的通孔与迷宫声道板上靠近中心部的迷宫声道相对。上述的具有低频降噪、吸声性能的轻型木结构墙体，穿孔板与迷宫声道板均为长方形板，迷宫声道基本呈方形，迷宫声道的宽度与相邻迷宫声道之间的间隔基本相等；通孔的最大直径小于迷宫声道板宽度，优选通孔的孔径为20mm。本技术的有益效果：在声学中可以利用多种共振结构来进行吸声，但是在目前最为广泛应用的是一种亥姆霍兹共鸣器式的结构。本技术中的吸声层是基于亥娒霍兹共鸣器设计的一种新型结构，相比传统的三维声学超构材料，它拥有超薄、平面特性和可完全操控声波传播等优势。该结构的吸声机理在于，穿孔板的孔径尺寸与边界粘滞层的厚度可比拟，故而穿孔中的粘滞损耗无法忽略，并可被等效为声阻xh和声抗yh，迷宫声道可通过调节迷宫折叠的程度得到合适的声抗yc，使得结构总声抗为0，ys=yh+yc=0，在满足这个条件下，调节穿孔板上的通孔孔径可使得整体的声阻与空气匹配，xs=xh=1，最终实现完美吸声。本技术实现利用超薄结构高效调节声波的反射、透射和吸收特性，该吸声层与传统轻型木墙体结构相结合，可有效吸收低频声波，减少低频噪音，降低环境噪声污染，改善人们的生活质量，提升人们的幸福指数。附图说明图1是具有低频降噪高效吸声性能的轻型木结构墙体的爆炸图。图2是具有低频降噪高效吸声性能的轻型木结构墙体的立体图。图3是穿孔板单元的立体图。图4是迷宫声道板单元立体图。图中，1是内墙板，2是保温棉，3是SPF墙骨柱，4是墙面板，5是防水透气膜，6是迷宫声道板，61是迷宫声道，62是迷宫声道板单元，7是穿孔板，71是圆孔，穿孔板单元72，8是外墙饰面板。具体实施方式参见图1、2所示的具有低频降噪、吸声性能的木墙体，其和普通木墙体结构的最大区别在于空气层的替换。普通木墙体中的空气层由吸声层（包括迷宫声道板6和穿孔板7两部分）所替换，墙体其余部分：内墙板1、填充保温棉2的SPF墙骨柱3、墙面板4、防水透气膜5、外墙饰面板8等结构和材料均不发生变化，按照常规材料和排列顺序。防水透气膜5采用PE膜。吸声层由多个吸声单元组成，每个吸声单元包括组成迷宫声道板6的迷宫声道板单元62和组成穿孔板7的穿孔板板单元72。每个吸声单元的迷宫声道板单元62和穿孔板板单元72前后相对，大小相同。迷宫声道板单元62上开有从外周向中心卷绕的迷宫声道61，迷宫声道61基本呈方形，迷宫声道的宽度与相邻迷宫声道之间的间隔基本相等。穿孔板单元72上的直径为20mm的圆孔71与迷宫声道板单元上靠近中心部的迷宫声道相对。卷绕的迷宫声道61是具有高折射率、双负性、近零指数等极端声学特性的空间。从外周向中心卷绕的迷宫声道61也开看作是螺旋共面气室。由穿孔板7和螺旋共面气室组成的基于声元表面的完全吸收器。在深亚波长尺度下，可以在极低的频率范围内实现全吸声。吸声层的使用，增加了结构对低频声波的吸收，从而有效提高了墙体低频吸声性能，起到了高效低频降噪的效果；保证轻型木墙体其余结构的材料不变，确保墙体力学性能和其它物理性能不受影响，如抗压承载能力，保温隔热，中高频吸声性能等；该吸声层和普通木结构墙体的结合提供了一种改善墙体声学性能的新方法和思路。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.具有低频降噪、吸声性能的轻型木结构墙体，由内到外包括内墙板、内部填充保温棉的SPF墙骨柱、墙面板、防水透气膜、吸声层、外墙饰面板，其特征是：吸声层包括多个相同结构的吸声单元，吸声单元包括相贴合的穿孔板和迷宫声道板，迷宫声道板上开有从外周向中心卷绕形成的迷宫声道，穿孔板上开有与迷宫声道相对的通孔。/n

【技术特征摘要】
1.具有低频降噪、吸声性能的轻型木结构墙体，由内到外包括内墙板、内部填充保温棉的SPF墙骨柱、墙面板、防水透气膜、吸声层、外墙饰面板，其特征是：吸声层包括多个相同结构的吸声单元，吸声单元包括相贴合的穿孔板和迷宫声道板，迷宫声道板上开有从外周向中心卷绕形成的迷宫声道，穿孔板上开有与迷宫声道相对的通孔。


2.如权利要求1所述的具有低频降噪、吸声性能的轻型木结构墙体，其特征是：穿...

【专利技术属性】
技术研发人员：付海燕，丁叶蔚，王正，方九金，施鑫，
申请(专利权)人：南京林业大学，
类型：新型
国别省市：江苏;32