通風隔聲窗的隔聲性能研究

摘要：通過對通風消聲箱與雙層窗戶的整合研究，故針對裝上消聲箱后的通風隔聲窗，探討其傳聲損失頻率特性與傳統均值單層窗的差異。通過分別對安裝 0片、2片、4片消聲片后通風隔聲窗的傳聲損失頻率特性，可知通風隔聲窗隔聲性能取決于消聲片數，從0片提升至2片計權隔聲量從21dB提升至32dB。4片消聲片下通風隔聲窗的計權隔聲量值達34dB以上，具有良好的隔聲性能。

關鍵詞：通風窗;隔聲窗;性能;研究

中圖分類號：TU976;TU112.59 ????????文獻標識碼：A

收稿日期：2020-05-29

作者簡介：廖俊彥（1982—），男，講師，碩士，研究方向：環保工藝設計。

1?通風隔聲窗的頻率特性

未采用消聲百葉，即0片消聲片時，隔聲窗的傳聲損失頻率特性如圖1所示，安裝2片消聲片的頻率特性如圖2所示，可知整體傳聲損失比0片時提升不少。頻率特性為低頻范圍呈現平坦狀，之后隨頻率增加而傳聲損失也隨之提高，中頻段約增加10dB，至高頻出現吻合效應時，傳聲損失有逐漸下降的趨勢。

而安裝4片消聲片的頻率特性如圖3所示，可以發現整體傳聲損失頻率特性比上述兩種情況提升不少，其頻率特性為低頻呈平坦狀，但其1/3倍頻帶的傳聲損失值從中頻至高頻均呈現逐漸增加的特性，但高頻部分的傳聲損失在5000Hz時因玻璃的吻合效應而出現下降的趨勢。

2?通風隔聲窗傳聲損失與質量定律的關系

一般質量定律僅適用于均質單層板，為了解此型式設計的通風隔聲窗傳聲損失效果，通過質量定律計算出其傳聲損失值，探討其傳聲損失的頻率特性[1]。通過對20cm厚空氣層與4片消聲片組成的消聲箱測試發現，實驗室測得的傳聲損失值與質量定律計算值大致接近，尤其在低頻段的傳聲損失值與質量定律趨近于吻合。若增加消聲箱長度，在中頻段的傳聲損失比質量定律更高，如60cm長度消聲箱在500Hz的傳聲損失高出10dB、1000Hz高出13dB，探究其原因，乃中間空氣層的附加隔聲效果所導致[1];而至高頻5000Hz因吻合效應影響則導致傳聲損失值下降。另外，在40cm空氣層方面研究所示，中頻段的傳聲損失亦比質量定律高，如60cm 消聲箱長度在500 Hz比質量定律高11dB、1000Hz高出14dB，整體而言20cm與40cm空氣層的所有通風隔聲窗試體在4片消聲片情形下依循質量定律關系。

綜合上述可知，傳聲損失在低頻時與質量定律結果相似，而在中高頻范圍有較佳的傳聲損失。本研究的通風隔聲窗因有留設中間的空氣層，因此對于中高頻范圍的傳聲損失值有較好的提升。

3?通風隔聲窗與一般隔聲窗的頻率差異

本研究的通風隔聲窗型式設計，在窗框部分有留設消聲箱的開口，該開口使用3cm厚的木芯板填塞，探討本文的通風隔聲窗與雙層隔聲窗隔聲性能與頻率特性的差異[2]。

本研究在預備測試階段必須首先確定窗框的兩個消聲箱開口及一個玻璃開口的隔聲量，因消聲箱開口的填塞木芯板后的隔聲量需大于玻璃的隔聲量，其主要原因為一般隔聲窗并無如同本研究相同的通風消聲箱開口，如消聲箱填塞木芯板后的隔聲量小于玻璃隔聲量也不合理，故預備測試階段需排除此項干擾[2]。實驗發現需填塞兩塊 3cm厚的木芯板隔聲量才與玻璃隔聲量相當，故以填塞兩塊木芯板以模擬一般的隔聲窗。

本研究型式設計的通風隔聲窗與一般雙層隔聲窗隔聲性能比較，取相同10mm厚玻璃的雙層隔聲窗與通風隔聲窗進行比較，發現隔聲性能主要差別于低頻部分，一般雙層隔聲窗在低頻隔聲性能比通風隔聲窗約差5～10dB，中頻則差異不大，但在高頻部分在 4000Hz與5000Hz 的頻率上，通風隔聲窗比一般雙層隔聲窗的隔聲性能優異[2]，平均亦可提升5～10dB，本研究測試以本試體改造比較優先，故在與一般隔聲窗測試比較案例有限，通風隔聲窗與一般隔聲窗的隔聲差異比較還待更多的實驗檢測。

在隔聲頻率特性比較方面可知通風隔聲窗與一般雙層隔聲窗差異不大，兩者皆呈現為低頻至高頻緩升的情況，并不能完全反映出裝填玻璃之后的傳聲損失特性，主要原因為本研究型式設計的通風隔聲窗與本研究改造的一般雙層隔聲窗在構造上有間隙的存在，雖玻璃板與窗框接縫皆以用油土填封，但通風隔聲窗因裝設通風消聲箱，因窗縫漏聲導致隔聲窗的平均隔聲量下降。

4?質量定律理論值與實驗值的比較

通風隔聲窗的傳聲損失值，在低頻范圍有低頻共振現象，高頻處有吻合效應頻率產生，此兩種頻率范圍均會造成傳聲損失值下降的原因，因此需將理論計算值與實驗測試值相比以驗證其正確性。理論計算結果與實驗測試值比較如表1所示，選擇對象試體以變換玻璃厚度與空氣層為主，分別為20cm空氣層的5mm與10mm玻璃（試體A、B），以及40cm空氣層的5mm與10mm玻璃試體（C、D）為比較對象，可知低頻共振頻率理論值與實驗值差異較大，中高頻吻合頻率的理論值與實驗值相近，探究低頻差異的原因，可能為消聲箱使雙層窗為流通狀態，造成聲音的能量透射入雙層窗內明顯增加，導致入射頻率與雙重窗的固有頻率趨近，造成低頻理論值與實驗值的差異。

5?總結

綜合所有試體趨勢亦大致相同，0 片消聲片下盡管增加消聲箱長度，隔聲性能仍改善有限，計權隔聲量RW值均不超過21dB;2片消聲片隔聲性能比0片消聲片更顯優異，如增加消聲箱長度后RW值最高達32dB。由此可知，通風隔聲窗隔聲性能取決于消聲片數，0片消聲片下RW均不超過21dB，提升至2片消聲片可發現性能明顯提升，RW值最高已達33dB，裝滿4片消聲片下通風隔聲窗隔聲性能為最優，在4片消聲片的試體，RW值在34 以上。在各因子最佳配置下（即60cm消聲箱長度、10mm厚雙層玻璃、40cm空氣層、4片消聲片），其RW值達40dB，具有良好隔聲等級評價。

另外，以雙層5mm玻璃，搭配30cm消聲箱的試體，計權隔聲量RW值達34dB以上，顯示此基本型式已具備良好的隔聲性能。

參考文獻：

[1]于明忠.保溫隔聲鋁塑鋁窗型材[J].中國建材，2004（03）：10.

[2]梁海娟，史建平，王苗.鋁合金隔音窗在室內噪聲控制中的應用[J].世界有色金屬，2016（10）：65-66.

Abstract：?Through the integration study of the ventilation muffler box and double-layer windows， the difference between the frequency characteristics of the sound transmission loss and the traditional average single-layer window is discussed for the ventilation sound-insulated window after the muffler box is installed. According to the frequency characteristics of the sound transmission loss of the ventilation sound insulation window after installing 0 pieces， 2 pieces， and 4 pieces of silencers， it can be seen that the sound insulation performance of the ventilation sound insulation windows depends on the number of silencers， from 0 to 2 pieces. The weighted sound insulation has been increased from 21dB to 32dB. The weighted sound insulation value of the ventilation sound insulation window under the 4 pieces of muffler is more than 34dB， which has good sound insulation performance.

Key words：Ventilation window; Sound insulation window; Performance; Research