一種流線型通風消聲窗的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種流線型通風消聲窗，由上側(cè)窗體(1)和下側(cè)窗體(2)兩部分組成，上側(cè)窗體(1)為雙層中空內(nèi)凸結(jié)構(gòu)，下側(cè)窗體(2)為單層平開式結(jié)構(gòu)，上側(cè)窗體(1)上設(shè)置有可啟閉的進風外窗(3)作為通風道進口，上側(cè)窗體(1)內(nèi)設(shè)有消聲單元(4)，上側(cè)窗體(1)與下側(cè)窗體(2)的連接面上設(shè)有垂直出風口(5)作為通風道出口，空氣經(jīng)進風外窗(3)進入上側(cè)窗體(1)內(nèi)，經(jīng)消聲單元(4)消聲后，由垂直出風口(5)進入到室內(nèi)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明不僅能降低氣流的進出阻力，而且拓寬了通風消聲窗的降噪頻譜，提高了降噪量。
【專利說明】一種流線型通風消聲窗
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明于建筑物外部噪聲控制和治理領(lǐng)域，尤其是涉及一種流線型通風消聲窗， 適用于緊鄰道路兩側(cè)建筑物的通風、采光和隔聲。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，城市交通迅速發(fā)展，由此帶來的交通噪聲污染也日益嚴重。同時，良好的 室內(nèi)通風是日常生活的必需要求。為此，通風消聲窗技術(shù)成為噪聲污染區(qū)建筑物普遍采用 的室內(nèi)降噪措施。通常，通風消聲窗按其通風特性可以分為機械通風和自然通風兩種。例 如專利號為200820171334. 5的雙層中空玻璃的機械通風隔聲窗，利用窗框體兩側(cè)作為風 機的通風通道，雖然同時具有隔聲，通風，采光的特點，但是能源消耗、后期維修養(yǎng)護費用較 高和易產(chǎn)生二次噪聲是此類機械通風隔聲窗后期所面臨的問題。因此在隔聲基礎(chǔ)上實現(xiàn)風 力驅(qū)動的自然通風成為了目前的該項技術(shù)的發(fā)展方向。依靠自然通風方式進行通風換氣的 技術(shù)，基本都是讓氣流通過內(nèi)部設(shè)計專門的吸聲材料或吸聲結(jié)構(gòu)的消聲通道，使得室外噪 聲在通過消聲通道時大幅衰減，但此時消聲通道對氣流一般都具有較大的阻力系數(shù)（壓力 損失）。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003] 本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種低氣流的進出 阻力，拓寬了通風消聲窗的降噪頻譜，提高降噪量的流線型通風消聲窗。
[0004] 本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：
[0005] -種流線型通風消聲窗，由上側(cè)窗體和下側(cè)窗體兩部分組成，所述的上側(cè)窗體為 雙層中空內(nèi)凸結(jié)構(gòu)，所述的下側(cè)窗體為單層平開式結(jié)構(gòu)，
[0006] 上側(cè)窗體上設(shè)置有可啟閉的進風外窗作為通風道進口，上側(cè)窗體內(nèi)設(shè)有消聲單 元，上側(cè)窗體與下側(cè)窗體的連接面上設(shè)有垂直出風口作為通風道出口，空氣經(jīng)進風外窗進 入上側(cè)窗體內(nèi)，經(jīng)消聲單元消聲后，由垂直出風口進入到室內(nèi)。
[0007] 所述的消聲單元為穿孔板或微穿孔板組成隔音前后板與設(shè)置在其中間的吸音層 組合形成的變腔深往復振蕩耗能結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)彎曲表面所包絡的空間形成變腔深空腔，空腔 深度為50-100mm。
[0008] 所述的消聲單元為橢圓形、梭形或流線形，設(shè)有數(shù)個，嵌設(shè)在上側(cè)窗體內(nèi)部形成的 空間中。
[0009] 穿孔板上開孔的孔徑為l_3mm，微穿孔板上開孔的孔徑為0. 8-lmm。
[0010] 所述的消聲單元材質(zhì)為亞克力、有機玻璃或聚氨酯透明材料。
[0011] 所述的上側(cè)窗體的窗挺中還設(shè)置提高降噪效果的吸聲單元。
[0012] 所述的吸聲單元為玻璃棉，聚氨酯泡沫或聚酯泡沫。
[0013] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在上側(cè)窗體中設(shè)置流線形消聲單元，不僅能降低氣流的 進出阻力，而且拓寬了通風消聲窗的降噪頻譜，提高了降噪量。
[0014] 本發(fā)明在自然通風的條件下實現(xiàn)聲能的有效衰減，聲波在通風通道內(nèi)傳播時常伴 隨氣流，而氣流速度大小與方向的不同，導致氣流對降噪性能的影響程度也不同，通常流速 越高，氣流對降噪性能的影響就越大。
[0015] 當本發(fā)明的通風消聲窗由內(nèi)而外出風時，氣流方向與聲傳播方向相反，根據(jù)矢量 疊加原理，聲波的傳播速度得到抑制；又由于窗體結(jié)構(gòu)的限制縮減了流通截面積，進氣流速 明顯提高，導致聲波傳播過程中的衰減系數(shù)增大。
[0016] 當本發(fā)明的通風消聲窗由外而內(nèi)進風時，氣流方向與聲傳播方向相同，但是由于 氣流在通道中的流動速度并不均勻，在同一截面上，通道中央流速最高，離開中心位置越遠 流速越低，在靠近壁面處流速近似為零。根據(jù)折射原理，聲波要向管壁彎曲，導致聲波與消 聲單元接觸機會增加。
[0017] 除此之外，更重要的是本發(fā)明采用的消聲單元為變腔深結(jié)構(gòu)，變腔深結(jié)構(gòu)的漸變 腔深使得微穿孔/穿孔板抗性結(jié)構(gòu)的共振頻率范圍相互覆蓋，從而拓寬了消聲單元的降噪 頻段；同時變腔深結(jié)構(gòu)的彎曲表面減少了空氣在消聲通道中的流動阻力，本發(fā)明可作為城 區(qū)道路緊鄰建筑的噪聲治理措施。經(jīng)測試表明，外窗全關(guān)情況下，消聲量為33dB;在外窗 開啟的情況下，通風量達到67m3/h，消聲量為28dB，其中對中、低頻聲波的降噪效果顯著，在 100-500HZ的頻段范圍內(nèi)降噪量可達到18. 1?25. 8dB。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018] 圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019] 圖2為本發(fā)明的主視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020] 圖中，1為上側(cè)窗體、2為下側(cè)窗體、3為進風外窗、4為消聲單元、5為垂直出風口。
【具體實施方式】
[0021] 下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。
[0022] 實施例
[0023] -種流線型通風消聲窗，其結(jié)構(gòu)如圖1-2所示，由上側(cè)窗體1和下側(cè)窗體2兩部分 組成，其中上側(cè)窗體為雙層中空內(nèi)凸結(jié)構(gòu)，下側(cè)窗體2為單層平開式結(jié)構(gòu)。在上側(cè)窗體1上 設(shè)置有可啟閉的進風外窗3作為通風道進口，上側(cè)窗體1內(nèi)設(shè)有消聲單元4,上側(cè)窗體1與 下側(cè)窗體2的連接面上設(shè)有垂直出風口 5作為通風道出口。
[0024] 空氣經(jīng)進風外窗3進入上側(cè)窗體1內(nèi)，經(jīng)消聲單元4消聲后，由垂直出風口 5進入 到室內(nèi)。使用的消聲單元4為穿孔板或微穿孔板結(jié)構(gòu)組合形成的變腔深往復振蕩耗能結(jié) 構(gòu)，可以為橢圓形、梭形或流線形，本實施例中使用的消聲單元4為四個橢圓形結(jié)構(gòu)的穿孔 板，嵌設(shè)在上側(cè)窗體1內(nèi)部形成的空間中。消聲單元4的材質(zhì)為亞克力、有機玻璃或聚氨酯 透明材料。除此之外，為了達到更好的消音效果，在上側(cè)窗體1的窗挺中還可以設(shè)置提高降 噪效果的吸聲單元。
[0025] 本發(fā)明在自然通風的條件下實現(xiàn)聲能的有效衰減，聲波在通風通道內(nèi)傳播時常伴 隨氣流，而氣流速度大小與方向的不同，導致氣流對降噪性能的影響程度也不同，通常流速 越高，氣流對降噪性能的影響就越大。
[0026] 當本發(fā)明的通風消聲窗由內(nèi)而外出風時，氣流方向與聲傳播方向相反，根據(jù)矢量 疊加原理，聲波的傳播速度得到抑制；又由于窗體結(jié)構(gòu)的限制縮減了流通截面積，進氣流速 明顯提高，導致聲波傳播過程中的衰減系數(shù)增大。
[0027] 當本發(fā)明的通風消聲窗由外而內(nèi)進風時，氣流方向與聲傳播方向相同，但是由于 氣流在通道中的流動速度并不均勻，在同一截面上，通道中央流速最高，離開中心位置越遠 流速越低，在靠近壁面處流速近似為零。根據(jù)折射原理，聲波要向管壁彎曲，導致聲波與消 聲單元接觸機會增加。
[0028] 本發(fā)明的通風消聲窗經(jīng)測試，關(guān)窗時的插入損失達到33dB;開窗通風時，通風量 達到67m3/h，插入損失達到28dB，降噪效果顯著，具體數(shù)據(jù)可見表1。
[0029] 表 1
[0030]
【權(quán)利要求】
1. 一種流線型通風消聲窗，由上側(cè)窗體（1)和下側(cè)窗體（2)兩部分組成，所述的上側(cè)窗 體（1)為雙層中空內(nèi)凸結(jié)構(gòu)， 所述的下側(cè)窗體（2)為單層平開式結(jié)構(gòu)， 其特征在于，所述的上側(cè)窗體（1)上設(shè)置有可啟閉的進風外窗（3)作為通風道進口，上 側(cè)窗體（1)內(nèi)設(shè)有消聲單元（4)，上側(cè)窗體（1)與下側(cè)窗體（2)的連接面上設(shè)有垂直出風口 (5)作為通風道出口，空氣經(jīng)進風外窗（3)進入上側(cè)窗體（1)內(nèi)，經(jīng)消聲單元（4)消聲后，由 垂直出風口（5)進入到室內(nèi)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種流線型通風消聲窗，其特征在于，所述的消聲單元（4)為 穿孔板或微穿孔板組成隔音前后板與設(shè)置在其中間的吸音層組合形成的變腔深往復振蕩 耗能結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)彎曲表面所包絡的空間形成變腔深空腔，空腔深度為50-100mm。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種流線型通風消聲窗，其特征在于，所述的消聲單元（4)為 橢圓形、梭形或流線形，設(shè)有數(shù)個，嵌設(shè)在上側(cè)窗體（1)內(nèi)部形成的空間中。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種流線型通風消聲窗，其特征在于，所述的穿孔板上開孔 的孔徑為l-3mm。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種流線型通風消聲窗，其特征在于，所述的微穿孔板上開 孔的孔徑為〇? 8-lmm。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項所述的一種流線型通風消聲窗，其特征在于，所述的消 聲單元（4)材質(zhì)為亞克力、有機玻璃或聚氨酯透明材料。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種流線型通風消聲窗，其特征在于，所述的上側(cè)窗體（1)的 窗挺中還設(shè)置提高降噪效果的吸聲單元。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種流線型通風消聲窗，其特征在于，所述的吸聲單元為玻 璃棉，聚氨酯泡沫或聚酯泡沫。
【文檔編號】E06B5/20GK104405259SQ201410487106
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年9月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月22日
【發(fā)明者】蔡俊, 王亞晨, 劉勝楠 申請人:上海交通大學