CN107002403B - 吸声元件和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及吸声元件和吸声系统，其包括纤维材料，该纤维材料具有以下特性：比气流阻力在527至1552[Pa s/m]之间；并且质量孔隙度在66％至79％之间。

Description

吸声元件和系统
技术领域
本发明涉及吸声元件和系统。
背景技术
已知的是，当封闭房间中发出的声波遇到表面时，声波能量的一部分穿过该表面，一部分通过与表面的冲击而被吸收，一部分反射到房间中。
如果在房间中反射表面的量较高，那么该房间可能在听觉上是非常扰乱的，原因在于房间内产生的声波在类似于回声的作用下被放大。
为了在不改变结构的情况下改善房间中的声音效果，已知的是在房间中使用吸声材料，尤其是在靠近界定了所述房间的表面(例如壁和/或天花板)处。已知的是，这些吸声材料具有的特性是吸收声能的至少一部分并且减少反射的能量部分。
申请人的WO2013/113800描述了一种吸声面板，其包括填充层，该填充层包括热粘合成纤维，其中所述填充层具有第一厚度。在所述面板的至少一个部分中，其具有可变的密度，在其外层的区域中密度较大，而在其内层的区域中密度较小。
EP2,472,018A1描述了一种吸声系统，其理解为是一种壁元件，包括设置有微穿孔的至少两个支撑件以及不具有微穿孔的另一个支撑件。不具有微穿孔的支撑件没有被具有微穿孔的支撑件封闭。支撑件是叠置的。
申请人注意到，不利的是，EP2,472,018A1中所述的系统可能是复杂的且生产成本高。实际上，在该系统中，至少两个支撑件是微穿孔的，并且微穿孔以规则的方式布置在支撑件的表面上。此外，必须以精确的方式控制每个微穿孔的尺寸以及一个微穿孔和相邻的微穿孔之间的距离。实际上，EP2,472,018A1的吸声系统的性能关键取决于这样的几何结构参数。因此，根据EP2,472,018A1的系统的生产是关键且复杂的，加工支撑件的成本较高。
因此，本发明的目的在于提供一种吸声元件，与根据EP2,472,018A1的系统相比，其生产不那么复杂且生产成本较低。
发明内容
发明人已经对各种材料进行测试，并且令人惊奇地发现，利用也具有单层的纤维材料可以产生比根据EP2,472,018A1的系统更加简单且成本更低的吸声元件。
更具体地，发明人已经发现，比根据EP2,472,018A1的系统更加简单且成本更低的吸声元件可以利用天然的或人造的织物制成，该织物在其比气流阻力Rs和质量孔隙度PM方面具有某些特性，如下文将详细讨论的。
发明人已经有利地发现，比气流阻力(也被简单地表示为Rs)低于414Pas/m或高于2368Pas/m并且质量孔隙度(也被简单地表示为PM)小于60％或大于81％的纤维材料在声音吸收方面性能不佳；比气流阻力在527Pas/m至552Pas/m之间并且质量孔隙度PM在66％至79％之间的纤维材料在声音吸收方面具有良好的性能；比气流阻力Rs在723Pas/m至1213Pas/m之间并且质量孔隙度PM在74％至77％之间的纤维材料在声音吸收方面具有最佳的性能。
基于这些特性，可以有利地识别适合于根据本发明的吸声元件的材料。本发明有利地提供吸声元件和吸声系统，其生产简单且成本低廉，并且具有最佳的吸声特性。
根据第一个方面，本发明提供一种吸声元件，其包括纤维材料，该纤维材料具有以下特性：
-比气流阻力在527至1552[Pas/m]之间；以及
-质量孔隙度在66％至79％之间。
优选地，织物的比气流阻力在723至1213[Pas/m]之间，织物的质量孔隙度在74％至77％之间。
优选地，纤维材料包括织物。
更优选地，织物是人造织物。
优选地，织物的经纱的每厘米纱线数量在5至70之间。
更优选地，织物的经纱的每厘米纱线数量在5至40之间。
甚至更优选地，织物的经纱的每厘米纱线数量在15至40之间。
优选地，织物的纬纱的每厘米纱线数量在5至70之间。
更优选地，所述织物的纬纱的每厘米纱线数量在5至40之间。
甚至更优选地，所述织物的纬纱的每厘米纱线数量在12至22之间。
根据本发明的一些实施例，吸声元件包括一层或多层织物。
根据第一个方面，本发明提供一种吸声系统，其包括如上所述的吸声元件以及与该吸声元件配合的表面。
优选地，表面与吸声元件的至少一部分相距指定距离。
优选地，该距离在大约1cm至大约30cm之间。
附图说明
参考附图，借助于非限制性例子，根据以下的详细说明，本发明将变得更加清楚，其中：
-图1示出了根据本发明实施例的具有单层纤维材料的吸声元件，其与表面配合；
-图2为图1的吸声元件和表面的侧视图；
-图3a、3b和3c示出了根据本发明的单层吸声元件和系统的其它实施例；
-图4为柱状图，示出了表示在测试期间考虑的一组材料的吸收特性的吸收参数的值；
-图5为曲线图，示出了在认证研究所针对所考虑的一些材料测量的散射入射吸收系数值；
-图6为柱状图，示出了针对测试材料的比气流阻力值Rs；
-图7为曲线图，示出了随比气流阻力而变化的吸收参数值；
-图8为柱状图，示出了针对测试材料的质量孔隙度值PM；
-图9为曲线图，示出了随比气流阻力而变化且与吸收参数值相关联的质量孔隙度值；
-图10示出了根据本发明实施例的具有双层纤维材料的吸声元件，其与表面配合；
-图11a-11e示出了根据本发明的双层吸声元件和吸声系统的其它实施例；
-图12为曲线图，示出了在认证研究所针对单层和双层吸声元件中所考虑的材料测量的散射入射吸收系数值；
-图13a-13e示出了根据本发明的三层吸声元件和吸声系统的其它实施例；以及
图14a和14b示出了根据本发明的吸声系统的其它实施例。
具体实施方式
就本发明和权利要求的目的而言，必须理解，除了明确表明的之外，表示值、数量、百分比和类似物的所有数字必须被解释为在每种情况下都好像其前面具有术语“大约”。此外，所有的范围包括所指定的范围的极值的各种组合，并且包括所有的子间隔，这些子间隔在本发明中可能没有特定地提及。
本发明涉及吸声元件，其包括纤维材料，该纤维材料被设计成借助于空气间隙而与表面配合，以便吸收环境中发出的声波能量的至少一部分。根据本发明的“吸声系统”包括吸声元件以及与该吸声元件配合的表面。
动词“配合”理解为指的是，当吸声元件1被声波击中时，该表面2接收并至少部分地反射(朝向吸声元件)与击中吸声元件1的声波相关的部分能量。
更详细地，已知的是，当声波到达吸声元件1时，其部分能量被反射，部分能量进行透射。透射的能量由于吸声元件1的材料特性而衰减(具体地，如果吸声元件1包括织物，那么织物由于其比气流阻力Rs和其孔隙度而衰减透射的声波)。通过吸声元件1透射的声波击中表面2并且被该表面反射。因此，由于吸声元件1的材料导致的声波能量的衰减，并且由于元件1和表面2之间的空气间隙中透射和反射的声波的消除，而吸收击中吸声元件1的声波的能量。具体地，对于任何频率都可以进行吸收，但是对于某些(等间隔的)频率而言更加强烈，这些频率在表面2是完全刚性的和反射的情况下基本上取决于空气间隙的厚度。在声波垂直入射到表面2上的情况下，第一最大吸收频率为空气间隙的厚度等于声波波长长度的1/4时的频率。
参考图1、2和3a-3c，本发明的第一实施例涉及吸声元件1，其包括单层纤维材料。
具体地，在图1和2中以举例方式示出的实施例中，吸声元件1为平坦面板的形式。该实施例仅仅是示例性的。根据本发明的吸声元件1实际上可以具有任何形式。
图1和2所示的吸声元件1与表面2配合。根据一个实施例(如图1和2所示)，表面2是基本上平坦的表面。在其它实施例中，表面可以不是平坦的，而是具有起伏、凸起物、倾斜壁等。优选地，吸声元件1定位在与表面2相距距离D处。元件1和表面2之间的距离也可以不是均匀的。例如，元件1可以相对于表面2倾斜。根据一个实施例，元件1可以附接到表面2。
因此，吸声元件定位在与表面2相距距离D处的表达指的是元件1的至少一部分定位在与表面2相距距离D处(“D”是恒定的或变化的)。
表面2可以例如是设置有吸声元件1的房间的壁或天花板、刚性面板或不可透过的材料。距离D可以从几厘米的最小值(例如1-5cm)变化到20cm或更大的最大值(也大于30cm)。
图3a和3b以举例的方式示出了单层吸声元件1的其它两个可能的实施例的两个相邻的视图(左边为轴测视图，右边为侧视图)，其中元件1和表面2之间的距离是不均匀的。具体地，在图3a中，元件1相对于表面2倾斜，在图3b中，元件1是螺旋形的。图3c为吸声元件1的另一个实施例的侧视图，其中所述元件1与房间的水平表面2(例如天花板)配合。
在下文中，描述由发明人实施的测试，这些测试识别用于根据本发明的吸声元件1的纤维材料的特性。
发明人首先选择一组不同的纤维材料，以用于前述测试。该组包括数量等于31的材料，在下文中这些材料将用参考标记M(1)，M(2)，…，M(31)或M(i)，i＝1，…，31来表示。所述材料是人造织物，由聚酯Trevira
Figure BDA0001306666140000061
制成，并且在以下特性中的一个或多个特性方面彼此之间是变化的：厚度、孔隙度、编织样式、纬纱纱线的数量、经纱纱线的数量、纱线的处理、细丝的数量。
表示1-3示出了所考虑的一些材料的某些特性。表1示出了编织样式的类型，表2示出了经纱的特性，表3示出了所考虑的材料的纬纱的特性。
从表中可以看到，所考虑的每种材料可以由单个类型的纱线(纱线1，还表示为"yrn 1")构成，或者可以由两种类型的纱线(纱线1和纱线2，还表示为"yrn 2”，均沿着纬纱和沿着纱线)构成。纱线由一组细丝构成，该组细丝粘接在一起以形成线。在表2和3的列“纱线1”和“纱线2”中，括号中的数字表示相应纱线的线的数量。
在表2和3中，缩写“Dtex”指的是用于纱线的线性密度的测量单位“分特”，其表示10km长的纱线的重量克数。
术语“纹理化”表示纱线已经经受了纹理化过程，纹理化过程已知为通过热机械处理来处理纱线的过程，该热机械处理在纺丝挤出后稳定纤维的收缩。
术语“塔丝隆化(taslanized)”表示纱线经受塔丝隆过程，塔丝隆过程已知为采用高压空气喷射的处理过程。
术语“扭曲”表示纱线由成对地连接和扭曲在一起的线形成。
“阳离子”纱线(通常是聚酯)已知是由改性聚酯线组成的纱线，改性聚酯线可以在沸腾温度下使用阳离子或碱性染料进行染色。
Figure BDA0001306666140000062
Figure BDA0001306666140000071
表1
Figure BDA0001306666140000072
表2
Figure BDA0001306666140000081
Figure BDA0001306666140000091
表3
发明人还定义了表示所考虑材料的吸声性能的吸收参数。该参数如下所述地定义。
所考虑的每种材料在布置在与平坦表面大致平行的竖直位置中之后经受测试活动，该平坦表面通过空气间隙与该竖直位置间隔开(如图1所示)。
所考虑的材料，尤其是其包括20种材料的子集，在考虑材料M(i)其中i∈I＝{1-13，21，24-29}的情况下，在测试房间中进行测试，该测试房间的体积为大约20m3，根据2003年12月1日发布的UNI标准EN ISO 354：2003"Acoustics-Measurement of the soundabsorption in a reverberation chamber(在混响室中的吸声的声学测量)"进行测试，与测试房间的体积和特性一致。对于每种材料，考虑三个不同的空气间隙(D＝50mm，100mm，200mm)，来测量散射入射吸收系数。对于每种材料且对于每个间隙，在测试房间中6个固定点处测量散射入射吸收系数，然后将由此获得的值进行平均。散射入射吸收系数的测量在250Hz至6300Hz的频率范围内的倍频程的大约三分之一的频带中进行。
对于每种材料和每个空气间隙，在所考虑的频率范围内，发明人获得数量N＝15的散射入射吸收系数值(具体地，如上所述，这些值中的每个值都是由6个测量值进行平均而获得的)。针对材料M(i)，i∈I＝{1-13，21，24-29}而由此获得的散射入射吸收系数值在以下用符号C(i，j，k)表示，其中标记j＝1，…，N表示指定频率下的散射吸收系数值，标记k表示针对每次测量所考虑的空气间隙的厚度值(例如，k＝1表示D＝50mm，k＝2表示D＝100mm，k＝3表示D＝200mm)。
然后，对于每种材料且对于空气间隙的每个厚度值，在所考虑的频率范围内，吸收系数值C(i，j，k)，i∈I，j＝1，…，N，k＝1，2，3的平均值Cm(i，k)，i∈I，k＝1，2，3利用以下的公式进行计算：
Figure BDA0001306666140000101
这样，对于每种厚度的空气间隙，散射入射吸收系数的平均值Cm(i,k)与每种材料M(i)，i∈I相关联。
最后，对于每种材料M(i)，i∈I，将与三个空气间隙厚度相关的散射入射吸收系数的平均值Cm(i,k)进一步平均，以获得表示每种材料的“平均”吸收特性的参数。该参数以下将简单地表示为“吸收参数”并且使用符号CM(i)。对于每种材料M(i)，利用以下公式计算对应的吸收参数CM(i)：
Figure BDA0001306666140000102
图4为柱状图，示出了由发明人考虑的用于评价吸收参数的针对20种材料M(i)，i∈I的吸收参数CM(i)的值。从图4中可以看到，材料M(3)、M(6)、M(10)、M(24)和M(25)具有最高的吸收参数值(高于0.6)。另一方面，材料M(4)、M(7)和M(12)具有最低的吸收参数值(低于0.45)。
通过确认上述结果，发明人在位于Gatteo(意大利FC)的认证研究所“IstitutoGiordano”、在上面已经提到过的根据UNI标准EN ISO 354：2003认证的混响室中进行了多个测试。具体地，考虑材料M(4)、M(11)、M(12)、M(20)和M(25)，发明人进行了多个测试。
图5中示出了根据UNI标准EN ISO 354：2003进行的这些测试的结果。具体地，图5示出了用于织物M(4)、M(11)、M(12)、M(20)和M(25)的散射入射吸收系数(沿着y轴)随频率(沿着x轴)而变化的曲线图，考虑了织物和平坦表面(混响室的壁)之间的空气间隙为大约100mm。频率用Hz表示。结果表明在测试房间中获得的并且如上所述的测量值的良好可靠性，图4所示的柱状图基于所述测量值。此外，这些结果示出了织物M(12)(其吸收参数CM(12)＝0.44)和M(4)(其吸收参数CM(4)＝0.41)的吸收有效地小于织物M(25)(其吸收参数CM(25)＝0.63)和织物M(20)的吸收，而织物M(11)(其吸收参数CM(11)＝0.56)确认其与其它织物M(12)、M(4)、M(20)和M(25)相比的中间结果。
基于所获得的结果，以下在本说明书和权利要求中，与材料的吸声特性相关的表达“性能不佳”应理解为指的是材料的吸收参数小于0.5；与材料的吸声特性相关的表达“良好性能”应理解为指的是材料的吸收参数在0.5至0.6之间；与材料的吸声特性相关的表达“最佳性能”应理解为指的是材料的吸收参数高于0.6。
已知的是(参见UNI标准EN 29053–1994“Acoustics.Material for acousticapplications.Determination of the air flow resistance(声学.用于声学应用的材料.确定空气流阻力)")，材料的比气流阻力Rs对材料中的声能耗散特性进行量化，并且定义为：
Figure BDA0001306666140000111
其中ΔP[Pa]是与大气相比材料两侧之间的压力差，qv[m3/s]是穿过材料的空气的流量，A[m2]是材料的与空气流动方向垂直的横截面。
对于测试的每种特定材料M(i)，i＝1，…，31，利用以下的过程估计其比气流阻力Rs(i)：
a)一层材料M(i)粘接到塑性材料(聚碳酸酯)环上，该环的外径为45mm并且定位在Kundt管(也称为平波管或阻抗管)内，该管包括处于与管的端部相距大约100mm距离处的两个传声器；
b)在100Hz至4200Hz之间的频率范围内的用于垂直入射的表观声音吸收系数根据UNI标准ISO 10534-2：2001“Acoustics-Determination of the sound absorptioncoefficient and the acoustic impedance in impedance tubes-Transfer functionmethod(阻抗管传递功能方法中吸声系数和声阻抗的声学确定)"进行确定；该系数在下文中用符号C’(i，j)表示，其中假设在频率范围内获得垂直入射吸收系数的所考虑的M值(例如在频率方面等距隔开，间隔为大约10Hz)，标记j＝1，...，M表示指定频率下的所述吸收系数的值；
c)对于用于垂直入射的所测量的每个表观声音吸收系数C’(i,j)，确定相应的理论系数Cth’(i,j)，该理论系数如下得出：
Figure BDA0001306666140000121
其中：
Figure BDA0001306666140000122
其中符号Re{·}表示复值的后半部分，符号|·|表示复值的模，Rs(i)是材料M(i)的比气流阻力，Ms(i)[kg/m2]是材料的声质量，ω[rad/s]是角频率，ρ0[kg/m3]是空气密度，c0[m/s]是空气中的声速，d[m]是材料M(i)和管端部之间的空气间隙的厚度；
d)对于每种指定的材料M(i)，确定比气流阻力值Rs(i)和声质量值，这些使得以下的表达式最小化：
Figure BDA0001306666140000123
其中C’(i,j)如上所述是所测量的用于垂直入射的表观声音吸收系数，Cth’(i,j)是相应的理论系数，M是在所考虑的频率范围内用于垂直入射的吸收系数值的数量；
e)由此确定的比阻力值除以等于1.15的修正因子，该修正因子的选取考虑了在上述步骤a)期间执行的Kundt管中的垂直入射的表观声音吸收系数的测量期间所用的塑性材料环的存在。
然后，在步骤e)结束时，确定针对每种材料M(i)的比阻力值Rs(i)。
测量系统包括直径为45mm的Kundt管、由PCB Piezotronics公司制造的型号为378C10的标称直径为1/4"的两个压力传声器、National Instruments 的USB 4431板、以及由B.I.G.S.r.l.(圣马力诺)商业发布的型号为NGS1A的功率放大器。
图6为曲线图，示出了对于所考虑的材料的比气流阻力值Rs(i)，i＝1，…，31。从图6所示的曲线图可以看到，发明人发现，所测试的材料M(i)的比气流阻力值Rs(i)在301Pa·s/m至2368Pa·s/m之间。
基于图4所示的吸收参数CM(i)的值和图6所示的比气流阻力Rs(i)的值，发明人确定随着所考虑的材料的比气流阻力值而变化的吸收参数的趋势。图7示出了吸收参数值(沿着y轴)随着比气流阻力(沿着x轴)而变化的曲线图。比气流阻力Rs(i)的测量单位是Pa·s/m。从图7所示的曲线图可以看到，发明人发现，对于在700Pa·s/m至1400Pa·s/m之间的比气流阻力值，获得的吸收参数的值较大。
已知的是，材料的质量孔隙度PM限定了在指定表观体积内相互连接的空气的百分比。质量孔隙度PM由以下的公式确定：
Figure BDA0001306666140000131
其中ρ是材料的表观密度，ρrif是基准材料的密度，该基准材料也就是形成所述材料的结构的材料。例如，如果基准材料是可商购获得的材料
Figure BDA0001306666140000132
那么其密度ρrif等于大约1.38g/cm3。
发明人确定所测试的每种材料M(i)，i＝1，…，31的表观密度ρ(i)，计算材料的表面质量(也就是对于1m2的材料的质量)和对应厚度之间的比率。这些参数均在测试期间进行测量。
为了测量材料M(i)的表面质量，发明人考虑材料M(i)的样本，记录其面积，并且利用精密天平测量其重量。基于与密度为大约1.38g/cm3的上述基准材料相关的数据，进行适当的转换，发明人获得材料的表面质量。应当指出的是，以上所述的计算和转换是基于材料
Figure BDA0001306666140000141
的等于1.38g/cm3的理论密度数据，并且在使用添加剂或不同材料的情况下，该值可以是不同的。例如，使用基于银离子的添加剂使得织物能够抑制细菌，并且使得密度增加到大约1.4g/cm3。在这种情况下，计算应当根据新的值重新参数化。
此外，为了测量材料M(i)的厚度，发明人使用比耶拉(意大利)的Soraco公司在商业上发布的测厚仪D-2000-T，采用UNI标准EN ISO 5084中第8.1、8.2、8.3和8.4点下所述的过程。具体地，使用压力为1.0kPa的20cm2的压机，在空气湿度为考虑由制造商声明的聚酯的最小吸湿性(最大为大约1.5％)所允许的45-50％的情况下，计算在20至22℃的温度下记录的5个测量值的算术平均值。
表4示出了针对所考虑的材料M(i)的表面质量、厚度和表观密度ρ(i)所测量的值。
Figure BDA0001306666140000142
Figure BDA0001306666140000151
表4
图8相反示出了利用上述公式[7]计算的材料M(i)的质量孔隙度值PM(i)，i＝1，1/4，31。
基于图6所示的比气流阻力Rs(i)的值和图8所示的质量孔隙度PM(i)的值，发明人确定随着所考虑的材料的比气流阻力值而变化的质量孔隙度的趋势。图9示出了质量孔隙度PM(i)的值(沿着y轴)随比气流阻力Rs(i)(沿着x轴)而变化的曲线图。比气流阻力Rs(i)的测量单位是Pa·s/m。
根据吸收参数CM(i)的对应值，发明人将用于所测试的材料M(i)，i＝1，…，31的质量孔隙度PM(i)的值和比气流阻力Rs(i)的值集合在一起。具体地，在示出了质量孔隙度值PM(i)随着比气流阻力值Rs(i)而变化的图9中，每个值都与材料M(i)相关联并且用相应的图像标记来表示。与材料M(i)相关联的图像标记的形状表示材料M(i)的吸收参数CM(i)的值。圆形图像标记表示不能够获得吸收参数CM(i)的值(如上所述，该值是针对测试的31种材料中的20种材料的子群而获得的)的材料。
发明人发现：
-在图9中用方形标记表示的吸收参数小于0.5且因此具有不佳吸声特性的材料，其比气流阻力低于414Pa·s/m或高于2368Pa·s/m，质量孔隙度小于60％或大于81％；
-在图9中用三角形标记表示的吸收参数在0.5至0.6之间且因此具有良好吸声特性的材料，其比气流阻力在527Pa·s/m至1552Pa·s/m之间，质量孔隙度在66％至79％之间；
-在图9中用星形标记表示的吸收参数高于0.6且因此具有优异吸声特性的材料，其比气流阻力在723Pa·s/m至1213Pa·s/m之间，质量孔隙度在74％至77％之间。
因此，总而言之，发明人发现，基于材料的质量孔隙度PM和比气流阻力Rs，能够预测所述材料在吸声方面的性能。例如，如果材料的比阻力Rs为大约900Pa·s/m且质量孔隙度PM为大约75％，那么可以预测该材料在吸声方面具有优异的性能。
根据本发明的其它实施例，吸声元件1也可以包括彼此相距一定(恒定的或变化的)距离的不同层的纤维材料，这种表达应理解为指的是若干层的材料相继地被朝向表面2传播的声波击中。
图10和11a-11e示出了包括两层纤维材料11、12的吸声元件1的实施例的一些例子。图13a-13e示出了包括三层纤维材料的吸声元件1的实施例的一些例子。图14a和14b示出了将在以下描述的其它例子。所述图中所示的吸声元件通过本发明的非限制性例子提供。
根据本发明的不同实施例，纤维材料层可以是彼此物理地隔开的层并且可以彼此平行并排定位，如图10、11a(左边为轴测视图，右边为侧视图)和图13a(左边为轴测视图，右边为侧视图)所示。具体地，根据图10所示的实施例，吸声元件1可以包括两层平行且隔开的纤维材料，纤维材料为平行的平坦面板形式(在下文中，这种吸声元件也表示为“双层吸声元件”)。具体地，根据图10的吸声元件1包括位于与表面2相距距离D1处的第一面板11以及位于与表面2相距距离D2处的第二面板。另外，在这种情况下，第一面板11(或第二面板12)位于与表面2相距距离D1(D2)处的表达指的是第一面板11(第二面板12)的至少一个部分位于与表面2相距距离D1(D2)处。
在用于面板11和12的纤维材料变化的情况下，发明人进行多次测试，以测量图10所示类型的吸声元件的散射入射吸收系数。具体地，发明人在已经提到过的位于Gatteo(意大利FC)的认证研究所“IstitutoGiordano”进行多次测试，以测量包括两个材料M(25)面板的吸声元件的散射吸收系数。这些测试的结果如图12所示。频率Hz示出为沿着x轴。在图12中，方形图像标记表示空气间隙为100mm的、由材料M(25)制成的单层吸声元件(例如如图1所示的)的散射入射吸收系数；三角形图像标记表示空气间隙为200mm的、由材料M(25)制成的单层吸声元件(例如如图1所示的)的散射入射吸收系数；椭圆形图像标记表示第一面板11和表面2之间的空气间隙为50mm且第二面板12和表面2之间的空气间隙为100mm的、由材料M(25)制成的双层吸声元件(例如如图10所示的)的散射入射吸收系数；十字形图像标记表示第一面板11和表面2之间的空气间隙为100mm且第二面板12和表面2之间的空气间隙为200mm的、由材料M(25)制成的双层吸声元件(例如如图10所示的)的散射入射吸收系数。
从图12中的曲线图可以看到，与吸声元件1包括单个面板的材料M(25)的情况相比，双面板的纤维材料M(25)的存在提高了吸声元件1在吸声方面的性能。可以注意到，改善的性能具体是针对高于大约600Hz的频率。如果增大由材料M(25)制成的第一面板11和表面2之间的空气间隙以及第二面板12和第一面板11之间的空气间隙的厚度，那么该性能得到进一步的改善，针对低于600Hz的频率也是如此。
图11b-11d示出了为具有双层纤维材料的构造的吸声元件1的一些实施例。这些图中的每个图都在左边示出了吸声元件1的轴测视图，而在右边示出了吸声元件1和表面2的侧视图。如图所示，一个层与相邻层之间的距离可以不是均匀的(例如一个层可以相对于相邻层倾斜，如图11b所示)。另外，作为另外一种选择，这些层可以彼此附接，如图11b和11c所示，或者可以通过纤维材料的连续折叠而获得，如图11d所示。图11e为双层吸声元件1的另一个实施例的侧视图，其中所述元件1与房间的水平表面2(例如天花板)配合。
图13b-13e示出了为具有三层纤维材料的构造的吸声元件1的一些实施例。所示的实施例对应于以上所述的图11b-11e所示的实施例，因此不再进一步描述。
图14a和14b示出了本发明的其它两个实施例的侧视图，其中吸声元件1的一层或多层纤维材料定位在表面2的两侧上，该表面可以是刚性面板。继而，面板2可以是固定的或者能够借助于轮或等同装置而移动的面板。纤维面板可以与刚性面板2物理地隔开并且与该刚性面板平行定位，如图14a所示，或者可以在面板的一侧或两侧上附接到面板2，如图14b所示。

Claims (7)

1.一种吸声元件(1)，其包括纤维材料，所述纤维材料具有以下特性：
-比气流阻力在527至1552[Pa s/m]之间；以及
-质量孔隙度在66％至79％之间，
其中所述纤维材料包括织物，所述织物是人造织物，
并且其中所述织物的经纱的每厘米纱线数量在5至40之间，所述织物的纬纱的每厘米纱线数量在5至40之间。
2.根据权利要求1所述的吸声元件(1)，其中所述纤维材料的比气流阻力在723至1213[Pa s/m]之间，所述纤维材料的质量孔隙度在74％至77％之间。
3.根据权利要求1或2所述的吸声元件(1)，其中所述比气流阻力由下式确定为：
Figure FDA0002764408020000011
其中ΔP[Pa]是与大气相比材料两侧之间的压力差，qv[m3/s]是穿过材料的空气的流量，A[m2]是材料的与空气流动方向垂直的横截面，
并且其中所述质量孔隙度由下式确定：
Figure FDA0002764408020000012
其中ρ是材料的表观密度，ρrif是基准材料的密度。
4.根据权利要求1或2所述的吸声元件(1)，其包括一层或多层所述织物。
5.一种吸声系统，其包括根据前述权利要求中任一项所述的吸声元件(1)，所述吸声系统还包括与所述吸声元件(1)配合的表面(2)。
6.根据权利要求5所述的吸声系统，其中所述表面(2)与所述吸声元件(1)的至少一部分相距指定距离(D；D1，D2)。
7.根据权利要求6所述的吸声系统，其中所述距离(D；D1，D2)在1cm至30cm之间。
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