智能坐便器烘干噪聲的比對分析

徐華月 許 添 江曉紅

（1.臺州市產品質量安全檢測研究院 臺州 318000；2.中國質量認證中心杭州分中心 杭州 310000）

引言

智能坐便器在中國發展已經有十多年，其兼具醫療屬性和環保屬性，產能主要來自衛浴、家電和專業電子電器三類企業，區域市場以華南華東為主，受觀念普及與經濟實力影響顯著。按照區域劃分，我國華南和華東地區為智能坐便器的主要市場，占比為35 %和23 %，這與廣東、浙江地區智能坐便器工廠興盛有密切關系，區民接受智能坐便器及接受理念遠比其他地區頻繁。智能坐便器在普通陶瓷坐便器的基礎上新增各種電機、控制器、語音提示控制等各種電子元器件，使用過程產生的噪聲加重了室內噪聲污染。而烘干作為智能坐便器產品的基礎功能，是噪聲的主要來源之一。智能坐便器的烘干噪聲水平已成為產品性能舒適性評價的重要指標，對烘干噪聲研究具有十分重要的意義。

1 智能坐便器噪聲概述

目前，在各項質量比對評比活動中，普遍將噪聲的分級作為產品分級分類指標之一。智能坐便器噪聲根據功能可劃分為以下三種：清洗噪聲、烘干噪聲、沖洗噪聲，其簡要分析如下：①清洗噪聲主要表現是水射流噪聲，射流聲源工作原理是高壓水流過噴嘴時會產生較強的輻射噪聲，一般而言智能坐便器清洗力較小，水壓相對偏低，產生的噪聲相比沖洗及烘干噪聲，對消費者的影響較低，目前尚未有標準對此噪聲進行規定。②烘干噪聲衡量了智能坐便器烘干功能時產生噪音的大小，由于烘干時間相對較長，因此目前國家標準GB/T 23131-2019《家用和類似用途電坐便器便座》規定了烘干噪聲限值、分級檔位、測試環境、樣品安裝及調試、計算方法等相關要素[1]。③沖洗噪聲是智能坐便器最大的噪聲來源，主要由結構振動、水流和氣穴三方面組成，且由于智能坐便器采用壓力式沖水結構，其與家庭水壓關系密切，也引起了社會各界的廣泛重視，因此國家標準GB/T 38979-2020《衛生陶瓷 坐便器沖洗噪聲試驗方法》規定了坐便器沖洗噪聲檢驗檢測的測試環境、儀器設備、樣品安裝調試、測試的步驟、結果計算方法以及測量不確定度計算等相關因素[2]。

2 智能坐便器烘干噪聲產生機理

烘干裝置是智能坐便器的關鍵零部件之一，此關鍵零部件的工作機理是直流風機吹出冷風氣流，通過發熱的電阻絲，使電阻絲不斷冷卻，確保出風口的風有合適的溫度用于干燥臀部。進風口轉進冷風，進而引導冷風轉換成一定風速的熱風從出風口吹出.智能坐便器烘干裝置的示意圖見圖1。

通過分析智能坐便器烘干部件的結構與工作機理，可知其烘干噪聲有三大來源：①機械噪聲，由電機轉子和風葉構成的轉子系統動平衡失衡，如由于安裝不良、零部件磨損及部分零部件共振等引起的噪聲；②電磁噪聲，由于電機硅鋼片厚薄不均、定子與轉子之間的間隙不均等引起的噪聲；③氣流噪聲，由于空氣從進風口進入，通過風機風葉、經過電阻絲加熱轉換成熱風，風在風道中與障礙物相碰撞等產生的噪聲。

3 智能坐便器烘干噪聲測試方法

3.1 測量面和傳聲器位置確認

國家標準GB/T 4214.1-2017《家用和類似用途電器噪聲測試方法 通用要求》中規定進行聲壓級測量的傳聲器位置或移動路徑應位于測量面上[3]，GB/T 23131-2019《家用和類似用途電坐便器便座》中規定測量面根據器具的任意邊長來定，通常是帶有10個測試點半球面和帶有6個測試點的邊與基準體的邊平行的平行六面體測量面。一般情況下，器具的邊長普遍小于0.7 m，因此智能坐便器烘干噪聲的測量面采用半球面，半球表面測點位置見圖2，傳聲器位置坐標見表1。

表1 基本傳聲器位置坐標

3.2 烘干噪聲試驗

試驗過程中，智能坐便器水溫、水壓、坐溫、風溫為最高檔位，關閉便蓋運行8 min；打開便蓋，以臀部清洗功能運行1 min；關閉便蓋，暖風烘干運行1 min，測的吹風功能的聲壓級噪聲值Lp；通過背景修正值K1和環境修正值K2修正，并經由測量表面的面積換算得到LW，見式（1）。值得注意的是，GB/T 3767-2016標準規定，對于滿足ISO 3745:2012要求的半消音室內進行的測量試驗，環境修正值K2默認值0；半球面測量表面的半徑r優先采用2 m，但在任何情況下不得小于1.5 m[4]。

其試驗流程見圖3。

4 智能坐便器烘干噪聲比對分析

4.1 烘干噪聲試驗分析

國家標準GB/T 23131-2019中 5.3.3條款規定：電便座聲功率級噪聲應不大于68 dB(A)。試驗選擇國內外不同品牌的20批次樣品進行烘干噪聲的測試，試驗數據詳見圖4。

通過數據分析發現，不同智能坐便器的烘干噪聲波動幅度比較小，普遍在50～ 63 dB(A)，一定程度上說明智能坐便器烘干噪聲技術相對穩定，但是等級A（≤ 53 dB(A)）的樣品烘干噪聲數值均接近限值，數據顯示該技術目前居于一個瓶頸階段。而國家標準GB/T 23131-2019要求對烘干風量、烘干噪聲功率級分別進行分級考量，詳見表2。

表2 烘干噪聲、烘干風量分等級一覽表

4.2 烘干噪聲、烘干風量比對分析

為了驗證烘干噪聲與烘干性能的關系，在試驗過程中增加3批次國內外知名品牌樣本量對智能坐便器烘干噪聲、烘干風量進行測試，結果詳見圖5。試驗證明了烘干噪聲不能真實有效的評價智能坐便器的性能。烘干噪聲不止與風道的設計結構、出風的角度等多重因素有直接關系，而且與和風量大小密切相關，烘干噪聲只是表明器具具有相應的能力，但是其中有多少真正起到了對烘干性能的影響無法驗證，從產品的實際使用角度考慮，需采用噪聲和風量來綜合評定烘干性能。

通過試驗驗證與對方法測試結果進行比較，可得目前各品牌的烘干噪聲沒有存在較大差異，數據表明噪聲與風量的大小密切相關，基本上成反比關系，一般來說，同等條件下烘干風量越大，烘干效果越好，但意味著選擇更大的風機或者更高的功率，噪聲可能也會隨之增加。上述測試結果同時表明，當前大多數企業普遍面臨著烘干風量和烘干噪聲二者無法統籌兼顧的困惑，因此需要進一步深入研究烘干噪聲的技術問題。

4.3 降噪措施

烘干噪聲的產生主要影響因素如下：電機噪聲、風道結構、出風口結構等，相應的改進措施著重考慮上述設計。

對于降低烘干噪聲可以從三個方面來解決①有效固定和貼合電機出風口、電阻絲加熱組件、風道等塑料件，優化氣流的流線，使流場均勻，避免氣流引起相關塑料件振動而產生噪聲；②選用低噪音電機，或在電機附近增加屏蔽，降低電機的電磁噪聲；③通過優化設計烘干裝置風道來降低風道噪聲。對于風道里氣流流過電熱絲障礙物而產生的渦流噪聲，應通過合理排布電熱絲來使流道阻力降低，從而降低風道產生的渦流噪聲。

除此之外，烘干噪聲測試條件設置為便蓋關閉，因此便蓋的密封性能也一定程度上影響了烘干噪聲測試數據。

5 結束語

智能坐便器的烘干噪聲測試方法有別于沖洗噪聲的測量，是根據家用和類似用途電器噪聲測試方法進行測試，該測試方法歷經各種家電產品的測試，方法相對完善。但是，測試過程中器具安裝方式烘干噪聲與沖洗噪聲一致，故有必要根據沖洗噪聲測試方法對智能坐便器烘干噪聲在再現性標準偏差進行考核驗證，對智能坐便器烘干的噪聲測試提升具有十分重要的意義。

本次試驗選取了市面上23家不同企業的智能坐便器樣品進行了烘干噪聲的試驗，雖然具有一定的典型性和代表性，但是仍存在樣本量不足的問題，后期仍需進一步加大研究廣度和力度。且通過試驗發現，目前試驗23批次智能坐便器產品中，其中13批次樣品評定為B級、5批次樣品判定為C級，智能坐便器烘干組件在烘干風道、烘干風機等方面仍存在一定的改進空間。