吸音板常用於建築內部天花板或相關牆面吸音、大型廳堂或演講廳室內部之 吸音及迴響時間控制等多種用途,對使用者之音環境品質具有相當之影響,目前 國內常使用的板材包含岩綿吸音板、玻璃綿吸音板、金屬沖孔板等,材質類型大 部份屬於多孔隙材料,而構造方面則多採用輕質鋼架作為骨架組合連接而成,板 材鋪設於骨架上,利用材質本身之多孔隙特性來消耗聲波能量吸收聲音之功效。
第一節 吸音板之國家標準 一、 吸音板、吸音材料相關之國家標準【6】【7】
目前國家標準中吸音相關標準大致可分為檢驗方法及材料標準,關 於吸音板之標準共有 CNS10994 等 5 項,吸音材料之標準有 CNS9057 等 2 項,而關於吸音材料檢驗法有 CNS9058 等 3 項,單獨針對吸音係 數之檢測實驗方法則有 CNS9056 等 3 項,詳列如下:
(一)吸音板材類:
本類共有 5 項分別為 CNS10994 岩綿裝飾吸音板、CNS4965 吸音用開 孔石膏板、CNS9957 吸音用開孔鋁板、CNS10211 吸音用開孔石棉水 泥板、CNS10468 吸音用輕質纖維板。
(二)吸音材料類:
本類共有 2 項分別為 CNS9057 玻璃棉吸音材料、CNS9659 岩棉吸音 材料。
(三)吸音材料檢驗法類:
本類共有 3 項分別為 CNS9058 玻璃棉吸音材料檢驗法、CNS10995 岩 棉裝飾吸音板檢驗法、CNS9660 岩棉吸音材料檢驗法。
(四)吸音係數檢驗實驗法類:
本類共有 3 項分別為 CNS15218 聲學-建築物使用之吸音材-吸音量 評定、CNS9056 迴響室法吸音係數測定法、CNS13208 管內法建築材 料垂直射入吸音係數測定法。
二、 吸音板之分類
吸音板雖於國內廣泛運用,但並無明確之分類,目前依據 CNS 國 家標準中可大致依其材質、構造類型等 2 大類型進行分類,現說明如 下:
(一)以材質系統分類
依 CNS 國家標準中有玻璃棉、岩棉等兩種吸音材料與輕質纖維板,
至於板材類型的則有開孔石膏板、開孔鋁板、開孔石棉水泥板及輕質 纖維板。
(二)以構造類型來分類
4
第二章 吸音板國家標準與實際應用之情形
以構造類型來看於國家標準中之吸音材料約可簡單以多孔隙材料及 開孔材料兩大類區分
1. 多孔隙材料部分為玻璃棉、岩棉及岩綿裝飾吸音板等。
2. 而開孔材料則為表面開孔類如吸音用開孔石膏板、吸音用開孔石棉水 泥板、吸音用輕質纖維板。
三、 吸音板實務應用情形
經以蒐集目前市面上吸音板材製造型錄及利用問卷調查方式,目前吸 音材料以玻璃綿及岩綿兩大類為主,最常使用之吸音板厚度為 15mm,施工 上預留之空氣層厚度一般為 30cm 為主。
吸音板實務應用上仍以天花板或牆面為主,材料使用上吸音綿 K 數玻 璃綿類吸音板以 100K 為主,岩綿類吸音板則以 350K、380K 為主
第二節 性能中心 R6 實驗室吸音係數檢測成果分析
一、性能實驗中心音響實驗室歷年檢測案例
(一)歷年檢測吸音材料類型分析
依據性能實驗中心音響實驗室歷年來 R6 實驗室所進行之吸音材料實驗資 料,共計統計有 20 件,其中屬於岩綿類之吸音板共 11 件,玻璃纖維吸音板 1 件,金屬沖孔吸音板為 7 件,相關資料如表 2.1~2.3
表2.1 音響實驗室歷年吸音檢測類別統計
種類 件數
岩棉類吸音板 11
玻璃綿類吸音板 1
沖孔金屬類吸音板 7
其他形式吸音板 1
5
表 2.2 音響實驗室歷年吸音檢測統計(岩綿類吸音板)
編號 試件名稱 板厚(mm) 材質 空氣層厚
(mm)
單位重 kg/m2
測試結果吸音 係數
(CNS10994)
測試結果吸 音係αW
(CNS9056、
ISO11654)
1 礦纖岩綿板 15.0 岩綿 285 5.07 0.47(原 CNS9659 化為 10994)
2 NITTOBO 礦纖 板
18.9 岩綿 281.1 6.22 0.4 0.5
3 STONE 岩綿裝 飾吸音板
8.0 岩綿 292 3.96 0.49 0.45(H)
4 輕質岩綿天
花板
14.8 岩綿 285.2 2.04 0.5 0.5
5 TBO 礦纖岩綿 裝飾吸音板
10.0 岩綿 290 4.12 0.45 0.8
6 Eagle 岩棉 礦纖天花板
15.0 岩綿 285 5.73 0.58 0.5(H)
7 阿姆斯壯礦
纖天花板
15.4 岩綿 284.6 3.17 0.57 0.8
8 岩棉裝飾吸
音板(展毅)
10.0 岩綿 290 4 0.58
9 岩棉裝飾吸
音板(璽多)
15.4 岩綿 284.6 6.39 0.53 0.9
10 岩棉裝飾吸 音板(麥頓)
10.0 岩綿 290 3.94 0.55
表 2.3 音響實驗室歷年吸音檢測統計(岩綿及玻纖類;ISO354)
編號 試件名稱 板厚(mm)材質 空氣層厚
(mm)
單位重 kg/m2
測試結果 αW(ISO354)
1-A 洛克風岩綿裝飾 吸音天花板
19.5 岩綿 280.5 1.92 0.8
1-B ECOPHONE 玻纖 吸音板
12 玻璃纖 維
288 1.03 0.75
表 2.4 音響實驗室歷年吸音檢測統計(沖孔金屬板類)
編號 試件名稱 板厚(mm) 材質 空氣層厚
(mm)
測試結果吸 音係數 1 青鋼微孔吸音板 1 金屬 199 αw =0.65
(ISO354)
2 青鋼微孔吸音板 1 鋼板及木材 骨架
199 NRC=0.65
(ASTM C423)
3 吸音板 130 鍍鋅開孔鋼
板及吸音綿
0 NRC=0.95
(ASTM C423)
4 陶瓷過濾網 25 陶瓷 0 αw =0.15
(ISO354)
5 高性能沖孔吸音 板
118 鍍鋅開孔鋼 板及吸音綿
0 αw =0.95
(ISO354)
第二章 吸音板國家標準與實際應用之情形 6
6 沖孔吸音板 76 鍍鋅開孔鋼 板及吸音綿
0 αw =0.6
(ISO354)
7 高性能沖孔吸音 板(IDF-S-1000 型)
51 鍍鋅開孔鋼
板及吸音綿
0 αw =0.65
(ISO354)
8 高性能沖孔吸音 板(IDF-S 型)
75 鍍鋅開孔鋼
板及吸音綿
0 αw =0.95
(ISO354)
針對本研究所要探討之主題為岩棉材質吸音材,且金屬沖孔類吸音板之行為 機制另有不同,故在此僅就表 2.2 及 2.3 之案例進行分析。
(二)音響館 R6 實驗室歷年吸音材實驗結果分析
本所音響館 R6 實驗室為符合 ISO 國際標準之實驗室,其量測可符合 ISO、
ASTM、JIS 及 CNS 等標準之規定,歷年來累積相當之檢測資料成果,資料用 於吸音材料性能比較具有相當之參考價值,下面將就相關成果進行簡要之分 析。
因表 2.2 及 2.3 中之各吸音係數值為經以測試規範單一數值化之結果,故無 法對其各頻帶吸音係數進行觀察,為避免此一缺點首先將各頻帶吸音係數測試 值依各頻率分別繪出,如圖 2.1 所示
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第二章 吸音板國家標準與實際應用之情形
100 125 160 200 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000 2500 3150 4000 5000 頻率Hz 形,尤其在 125Hz、630Hz 兩處大部分之試件吸音係數皆有明顯之下降,而同 時也可觀察到各試件幾乎皆於 800Hz 處開始吸音係數就呈現緩步上升的情
100 125 160 200 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000 2500 3150 4000 5000
hz
趨勢,而於 800Hz 開始有緩步之上昇後,1250Hz 至 5000Hz 範圍則並無明顯 之變化而呈現平坦之曲線。
另外由表 2.2 及 2.3 案例中觀察可得知就試件密度而言可分成 4
(試件三、五、八、十)及 6 (試件二、九)等兩組,現在就分別將 其繪成圖如下
/ m2
kg / m2
kg
相同密度係數變化
-0.3 -0.2 -0.1 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
100 125 160 200 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000 2500 3150 4000 5000
HZ
吸音係數變化量
試件三 試件五 試件八 試件十
圖 2.3 相同密度(4kg/ m2)試件各頻帶吸音係數變化(以 100Hz 為基準)
同密度係數變化圖
-0.2 -0.1 0 0.1 0.2 0.3 0.4
100 125 160 200 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000 2500 3150 4000 5000
hz
吸音係數變化
試件二 試件九
圖 2.4 相同密度(6kg/ m2)試件各頻帶吸音係數變化(以 100Hz 為基準)
觀察圖 2.3 及 2.4 可以發現一個有趣的現象,亦即相同面密度之吸音板其 吸音係數頻譜於各頻率之變化曲線具有相當之一致性,各條曲線間差異幾近類 似定值平移之差距,故由此現象可知吸音板之面密度若相同,則其於各頻率之 材料吸音係數變化會具有相類似之情形。
第二章 吸音板國家標準與實際應用之情形
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另外關於吸音板厚度部份也可分類為 10cm 厚(試件五、八及十)與 15cm 厚(試件一、四、六、七及九)等兩大類,若將其繪製成圖
試件類似厚(5,8,10)
-0.3 -0.2 -0.1 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
100 125 160 200 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000 2500 3150 4000 5000
HZ
吸音係數變化量
試件五 試件八 試件十
圖 2.5 相同厚度(10mm)/空氣層厚(290mm)試件各頻帶吸音係數變化(以 100Hz 為基準)
同厚(試件1,6,7,9)
-0.4 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2
100 125 160 200 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000 2500 3150 4000 5000
HZ
吸音係數變化量
試件一 試件六 試件七 試件九 試件四
圖 2.6 相同厚度(15mm)/空氣層厚(285mm)試件各頻帶吸音係數變 化(以 100Hz 為基準)
由圖 2.5 觀察可知在 10cm 板厚這一組(試件五、八、七及九)仍呈現相當 類似之吸音係數變化曲線,與前面所述同密度時各曲線間差異幾近類似定值平移 之差距特性相同,另外觀察圖 2.7 部分 15cm 板厚這一組,試件一、六、九及四 曲線也呈現相當類似之變化情形,於 800Hz 開始吸音係數往上增加,至 1250Hz 後則約略維持水平變化不大,另於 2500Hz 及 3150Hz 後則開始下降,僅試件七 曲線變化不同。
經由前面之試件統計及觀察圖 2.1 至圖 2.6 之實驗資料,可以歸納相同密度 及相同板厚之吸音板試件,其於各頻帶之吸音係數變化曲線具有類似之行為。若 由吸音係數變化頻譜圖中可觀察到其較低頻率 315Hz 至 630Hz 區間,及較高頻率 3150Hz 至 5000Hz 兩區間內之吸音係數皆為負斜率之下降曲線,故此兩區域為目 前吸音板材之性能弱點。
二、吸音板實務應用情形
經以蒐集目前市面上吸音板材製造型錄及利用問卷調查方式,目前吸 音材料以玻璃綿及岩綿兩大類為主,最常使用之吸音板厚度為 15mm,施工 上預留之空氣層厚度一般為 30cm 為主。吸音板實務應用上仍以天花板或牆 面為主,材料使用上吸音綿 K 數玻璃綿類吸音板以 100K 為主,岩綿類吸音 板則以 350K、380K 為主。
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