离心玻璃棉是一种广泛应用于声学材料的多孔吸声材料,因其优越的吸声性能而备受青睐。其卓越的声学特性并非仅仅源于材料表面的粗糙度,而是由于其内部存在大量相互连通的微小孔隙。当声波撞击离心玻璃棉时,声波可以通过这些孔隙进入材料内部,导致空气分子的振动。在这个过程中,声能因空气的粘滞阻力及空气分子与孔壁的摩擦而转化为热能,从而消耗部分声能。
离心玻璃棉对声音中的中高频段具有良好的吸声效果。影响其吸声性能的主要因素包括厚度、密度和空气流阻等。其中,空气流阻是决定其吸声性能的关键因素。流阻过小时,表明材料较为稀疏,空气振动容易穿透,从而降低了吸声效果;而流阻过大则会使得空气振动难以进入材料,同样影响吸声能力。
根据实际经验,离心玻璃棉的吸声性能存在一个最佳的流阻值。当材料的厚度增加时,中低频吸声系数通常会明显提高,而高频吸声性能变化不大。例如,厚度为5cm的离心玻璃棉在125Hz的低频吸声系数约为0.2,而在500Hz以上的中高频具有接近1的吸声系数。随着厚度的增大,低频吸声系数会进一步提升,当厚度超过1m时,125Hz的吸声系数也将接近1。
在保持厚度不变的情况下,随着容重的增加,低频吸声系数会逐渐上升。但当容重增加到一定程度后,材料会变得过于致密,导致流阻超过最佳值,从而使吸声性能下降。特别是在厚度为50mm,容重接近110kg/m3时,低频125Hz的吸声系数可以达到0.6-0.7,而当容重超过120kg/m3,声学性能则会显著降低,影响中高频的吸声能力。
在建筑声学应用中,通常选择的离心玻璃棉厚度有2.5cm、5cm和10cm,容重大多选择16、24、32、48、80、96及112kg/m3。其中,5cm厚、容重在12-48kg/m3之间的离心玻璃棉是最常用的产品。
值得注意的是,离心玻璃棉的吸声性能还受到安装条件的影响。当玻璃棉板的背面有空气层时,吸声效果将得到显著改善,特别是在提升中低频吸声性能方面。当空气层的厚度增加时,吸声系数也会随之提高,但在达到一定厚度后效果会趋于平稳。因此,合理的安装方式能够进一歩增强离心玻璃棉的吸声效果。