智能隔音窗簾系統(tǒng)在現(xiàn)代家居環(huán)境中的應(yīng)用

吳雄鋒 凌正慧

摘 要：城市化進程飛速，都市中的噪音也日趨增加，家居環(huán)境中的噪音分貝也飛速上升，嚴重影響日常生活與工作。因此，研發(fā)一種合理有效的智能隔音窗簾系統(tǒng)來保證舒適的居住環(huán)境顯得十分重要。本文結(jié)合噪音傳播規(guī)律與城市噪音的規(guī)律，對比市面現(xiàn)有的降噪方法，介紹了一種新型的隔音窗簾系統(tǒng)，及其基本工作原理。

關(guān)鍵詞：隔音；窗簾；降噪

1 課題研究背景

1.1 噪音的危害

城市化進程迅速，噪音污染愈發(fā)嚴重，對日常生活有著巨大影響。長期處于高分貝環(huán)境中，身心健康都會受到巨大的危害。噪音最直接的危害作用于聽覺系統(tǒng)，會出現(xiàn)聽力下降和耳鳴的不良癥狀。長此以往，聽覺系統(tǒng)會受到不可逆的損傷。其次，高分貝噪音影響人的心理健康。主要體現(xiàn)在噪音使人煩惱，激動、易怒，甚至失去理智。

1.2 生活噪音的分類與占比

生活中的主要噪音來源包括交通噪音、建筑噪音和工業(yè)噪音。日常生活中接觸到的三種噪音的比例又不盡相同。

其中占比最大的是交通噪音。城市交通的發(fā)展迅速，機動車數(shù)量迅速增加。因為城市道路覆蓋率廣，遍布城市，所以交通噪音成為最大的生活噪音來源。其次是建筑噪音。施工發(fā)出的噪音主要來自大型施工工具，所以具有突發(fā)性、沖擊性和不連續(xù)性的特點。城市化進程中，建筑工地數(shù)量也一直在增加，所以建筑噪音成為了第二大生活噪音來源。第三是工業(yè)噪音，指工廠的生產(chǎn)過程中，由機械震動、摩擦撞擊及氣流擾動產(chǎn)生的噪音。但是因為工廠大多遠離市區(qū)，所以在本課題以交通噪音與建筑噪音為主要研究對象。

2 數(shù)據(jù)分析

2.1 噪音分貝頻率分析

2.1.1 交通噪音

查閱資料得知，車流車速在四十碼到九十五碼之間的，噪聲等效頻率為470赫茲到 1000赫茲。當小型車占車輛大多數(shù)時，噪音等效頻率為中頻噪聲為主，等效頻率為600赫茲左右。交通噪音的等效頻率與小車比和車流速度有關(guān)，隨著小車比和車流速度的增大而提高。

2.1.2 建筑噪音

建筑工地噪音都來自于工地中的機械設(shè)備，這些機械作業(yè)設(shè)備產(chǎn)生的噪聲頻率呈現(xiàn)出低、中、高頻的頻譜分布，同類施工機械噪聲頻譜特性相似。總的來說，建筑工地的噪聲頻率分布較為廣闊，在對建筑噪音的隔絕上難度較大，不具有針對性。

由數(shù)據(jù)調(diào)查得知，交通噪音和建筑噪音的噪音波段都集中在中高頻范圍內(nèi)，故隔音時應(yīng)針對中高頻噪音。隔絕中高頻噪音，就能隔絕掉絕大多數(shù)的生活噪音。

2.2 國家聲音環(huán)境質(zhì)量標準

根據(jù)《民用建筑隔聲設(shè)計規(guī)范》的要求，從2011年6月1日開始。臥室、起居室內(nèi)的噪聲級應(yīng)該符合白天低于45分貝，夜晚低于37分貝。更高要求的住宅臥室、起居室內(nèi)的噪聲級則應(yīng)該符合白天低于40分貝，夜晚低于30分貝。

3 市場調(diào)查——市面上現(xiàn)有的隔音方法

噪音污染問題存在已久，市面上也有許多解決噪音的方法，各有優(yōu)勢然而也各有局限性。所以先對市面上的方法進行分析研究，對比優(yōu)缺點，這樣對于創(chuàng)新方案的提出會有較大的幫助。

3.1 使用雙層真空玻璃

這個方法是將住宅中窗戶原本使用的普通玻璃，替換成雙層真空玻璃。替換后的窗戶有效隔聲量能達到35分貝～42分貝。隔聲效率良好，尤其是對于穿透性較強的中高頻率噪音。但是雙層真空玻璃的生產(chǎn)工藝復(fù)雜，安裝困難，尤其是高層建筑，且成本偏高。因此在一般民居樓中使用較少，多用于高檔寫字樓與酒店等場所。

3.2 粘貼窗戶隔音膜

隔音膜為多層復(fù)合結(jié)構(gòu)，表層為聚乙烯醇縮丁醛層中間夾隔音樹脂。在窗戶的玻璃上貼隔音膜時，窗戶的透光性不會受太大的影響。窗戶隔音膜的成本較低，使用方式簡便。但是隔音膜隔音效率較低，僅達到3分貝～12分貝。僅適用于噪音污染不太嚴重的環(huán)境。這種方法操作簡單，成本低廉但是隔音效果一般。

3.3 安裝窗戶隔音密封條

安裝密封條的作用是填補窗戶與窗框之間的縫隙，防止噪音從縫隙傳入。但是這種方法只針對于密封差的窗戶，若不是窗戶問題導(dǎo)致的噪音問題，僅貼密封條的作用微乎其微。而在密封條選材方面，一般要求較高的廠家都選用三元乙丙橡膠或熱塑性三元乙丙橡膠，既起到隔絕噪音的作用，又不影響窗戶在軌道上的平行移動。

3.4 采用厚實布料或者縫合吸音棉

以麻紡，天鵝絨以及雪尼爾為代表的厚實面料制成的窗簾，即市面上出售較多的窗簾。樣式與紋飾多樣，然而窗簾與窗戶之間也存在較大空隙。單層布料的隔聲量僅在10分貝～25分貝之間，布料面密度越高，隔聲效率越好。為了取得更好的隔音效果，有的商家會在一般布料背面縫上一層吸音棉，但是這樣加工的窗簾面密度會增加，吸音棉的外觀不佳從而影響室內(nèi)環(huán)境美觀，所以一般家居環(huán)境較少采用，多為工廠或者倉庫使用。

4 智能隔音窗簾系統(tǒng)說明

依據(jù)噪音傳播原理，要使窗簾擁有最高的隔音效率，須滿足以下兩個條件。首先是結(jié)構(gòu)上的密封性。聲音的傳遞遵循短板效應(yīng)，聲音在傳播的過程中會在隔聲效率最低的地方優(yōu)先傳播，所以為了盡可能的提高隔音效率，就必須做到窗簾和窗框之間的空隙必須要盡可能的小。其次，便是窗簾所選擇的的布料密度越大，其隔音效率越高。但是為了保證窗簾的正常使用以及收縮，需選擇適當密度的布料作為其窗簾主體。

外層是鋁合金材質(zhì)的框架，起到支撐整合結(jié)構(gòu)的作用。框架內(nèi)部有上下兩個軸，上方的軸可以固定在周圍的墻體上，管體內(nèi)置遙控電機，提供軸體旋轉(zhuǎn)的動力。下端的軸是實心的金屬制，直徑略小于框架的內(nèi)部寬度。起到下墜繃緊布面的作用。框架結(jié)構(gòu)左右的內(nèi)側(cè)粘貼了軟磁條，可以讓窗簾布料緊密地貼合在框架上，減少縫隙，提高窗簾的隔音效率。布料采用的是涂有磁性涂層的無紡布材料，相比傳統(tǒng)紡織材料，無紡布材料的表面的空洞更少，再加上一層磁性涂料可以更好地隔絕噪音。優(yōu)化的窗簾結(jié)構(gòu)有內(nèi)外兩層布料，再加上兩層布料之間的空氣層，都可以很好地提高噪音隔絕效率。

上方軸內(nèi)部的電機可以通過遙控器控制，也可以結(jié)合手機應(yīng)用進行控制，實現(xiàn)遠程操控的功能。框架上方中間朝外的位置，還裝置了一個可以感知聲波分貝高低的探頭，接受到來自外界的噪音信息后，傳入信號處理裝置，如果超過設(shè)定的分貝值，內(nèi)置電機就會自動運行，向下關(guān)閉窗簾。這個功能主要針對室內(nèi)的人在休息或者工作的狀態(tài)時，外界突然持續(xù)傳來巨大的噪音，此窗簾系統(tǒng)可以自動作出反應(yīng)，以此防止室內(nèi)的人受到噪音影響。同時，聲波感知探頭還可以事實監(jiān)測外界的聲音狀況，實時共享至手機應(yīng)用程序，來幫助使用者了解居住環(huán)境周圍的噪音狀況。

5 結(jié)束語

總體上說，此智能隔音窗簾系統(tǒng)能解決部分現(xiàn)代家具環(huán)境中的噪音問題，但仍有一些局限性。例如面積過大的窗戶不適宜安裝此類框架型窗簾，以及此類窗簾風(fēng)格較為硬朗與一些室內(nèi)家居環(huán)境風(fēng)格相沖突。整體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的優(yōu)化仍有精進的空間。

參考文獻：

[1] 孟云，卞學(xué)海.磁性織物的制備[J].印染，2012（12）： 21～23.

[2] 朱妍妍，魏志勇.建筑施工機械噪聲測量分析及其降噪措施[A].中國聲學(xué)學(xué)會第十一屆青年學(xué)術(shù)會議[C].2015.

[3] 孫鳳英，蘇男.城市道路交通噪聲頻率特性及分布[J].森林工程，2017（3）： 104～109.

[4] 彭敏，趙曉明.紡織材料的吸聲隔聲機理及研究進展[J].成都紡織高等專科學(xué)校學(xué)報，2016（4）： 173～177.