通風(fēng)隔聲窗的隔聲性能研究

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

關(guān)鍵詞：通風(fēng)窗;隔聲窗;性能;研究

中圖分類號(hào)：TU976;TU112.59 ????????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)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(huán)保工藝設(shè)計(jì)。

1?通風(fēng)隔聲窗的頻率特性

未采用消聲百葉，即0片消聲片時(shí)，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(shí)提升不少。頻率特性為低頻范圍呈現(xiàn)平坦?fàn)睿箅S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(xiàn)吻合效應(yīng)時(shí)，傳聲損失有逐漸下降的趨勢(shì)。

而安裝4片消聲片的頻率特性如圖3所示，可以發(fā)現(xiàn)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?fàn)睿?/3倍頻帶的傳聲損失值從中頻至高頻均呈現(xiàn)逐漸增加的特性，但高頻部分的傳聲損失在5000Hz時(shí)因玻璃的吻合效應(yīng)而出現(xiàn)下降的趨勢(shì)。

2?通風(fēng)隔聲窗傳聲損失與質(zhì)量定律的關(guān)系

一般質(zhì)量定律僅適用于均質(zhì)單層板，為了解此型式設(shè)計(jì)的通風(fēng)隔聲窗傳聲損失效果，通過質(zhì)量定律計(jì)算出其傳聲損失值，探討其傳聲損失的頻率特性[1]。通過對(duì)20cm厚空氣層與4片消聲片組成的消聲箱測(cè)試發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)室測(cè)得的傳聲損失值與質(zhì)量定律計(jì)算值大致接近，尤其在低頻段的傳聲損失值與質(zhì)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(zhì)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(dǎo)致[1];而至高頻5000Hz因吻合效應(yīng)影響則導(dǎo)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(zhì)量定律高，如60cm 消聲箱長度在500 Hz比質(zhì)量定律高11dB、1000Hz高出14dB，整體而言20cm與40cm空氣層的所有通風(fēng)隔聲窗試體在4片消聲片情形下依循質(zhì)量定律關(guān)系。

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

3?通風(fēng)隔聲窗與一般隔聲窗的頻率差異

本研究的通風(fēng)隔聲窗型式設(shè)計(jì)，在窗框部分有留設(shè)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(fēng)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(yù)備測(cè)試階段必須首先確定窗框的兩個(gè)消聲箱開口及一個(gè)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?yàn)橐话愀袈暣安o如同本研究相同的通風(fēng)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(yù)備測(cè)試階段需排除此項(xiàng)干擾[2]。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)需填塞兩塊 3cm厚的木芯板隔聲量才與玻璃隔聲量相當(dāng)，故以填塞兩塊木芯板以模擬一般的隔聲窗。

本研究型式設(shè)計(jì)的通風(fēng)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(fēng)隔聲窗進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)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(fēng)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(fēng)隔聲窗比一般雙層隔聲窗的隔聲性能優(yōu)異[2]，平均亦可提升5～10dB，本研究測(cè)試以本試體改造比較優(yōu)先，故在與一般隔聲窗測(cè)試比較案例有限，通風(fēng)隔聲窗與一般隔聲窗的隔聲差異比較還待更多的實(shí)驗(yàn)檢測(cè)。

在隔聲頻率特性比較方面可知通風(fēng)隔聲窗與一般雙層隔聲窗差異不大，兩者皆呈現(xiàn)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?yàn)楸狙芯啃褪皆O(shè)計(jì)的通風(fēng)隔聲窗與本研究改造的一般雙層隔聲窗在構(gòu)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(fēng)隔聲窗因裝設(shè)通風(fēng)消聲箱，因窗縫漏聲導(dǎo)致隔聲窗的平均隔聲量下降。

4?質(zhì)量定律理論值與實(shí)驗(yàn)值的比較

通風(fēng)隔聲窗的傳聲損失值，在低頻范圍有低頻共振現(xiàn)象，高頻處有吻合效應(yīng)頻率產(chǎn)生，此兩種頻率范圍均會(huì)造成傳聲損失值下降的原因，因此需將理論計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)測(cè)試值相比以驗(yàn)證其正確性。理論計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)測(cè)試值比較如表1所示，選擇對(duì)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(duì)象，可知低頻共振頻率理論值與實(shí)驗(yàn)值差異較大，中高頻吻合頻率的理論值與實(shí)驗(yàn)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(tài)，造成聲音的能量透射入雙層窗內(nèi)明顯增加，導(dǎo)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(shí)驗(yàn)值的差異。

5?總結(jié)

綜合所有試體趨勢(shì)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(jì)權(quán)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(yōu)異，如增加消聲箱長度后RW值最高達(dá)32dB。由此可知，通風(fēng)隔聲窗隔聲性能取決于消聲片數(shù)，0片消聲片下RW均不超過21dB，提升至2片消聲片可發(fā)現(xiàn)性能明顯提升，RW值最高已達(dá)33dB，裝滿4片消聲片下通風(fēng)隔聲窗隔聲性能為最優(yōu)，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(dá)40dB，具有良好隔聲等級(jí)評(píng)價(jià)。

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

參考文獻(xiàn)：

[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(nèi)噪聲控制中的應(yīng)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