CN107191114B - 智能自动降噪防火中空玻璃窗、建筑物及其方法 - Google Patents

智能自动降噪防火中空玻璃窗、建筑物及其方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种智能自动降噪防火中空玻璃窗、建筑物及其方法，属于玻璃窗降噪防火技术领域。本发明的智能自动降噪防火中空玻璃窗，包括窗框、外层玻璃、内层玻璃和中空夹层，窗框内在设置有噪音传感器和温度传感器，中空夹层的外部设置有用于储存隔音防火材料的储物盒，中空夹层的上开口通过上管道连接储物盒的上部，下开口通过下管道连接储物盒的下部，上管道上设置压力喷送泵，下管道上设置有真空吸入泵；中空玻璃窗还设置有中央控制单元，噪音传感器、温度传感器、压力喷送泵和真空吸入泵均连接至中央控制单元。本发明隔音防火效果好，能够自动降噪或防火。

Description

智能自动降噪防火中空玻璃窗、建筑物及其方法
技术领域
本发明涉及玻璃窗降噪技术领域，特别是指一种智能自动降噪防火中空玻璃窗、建筑物及其方法。
背景技术
随着城市化的发展，噪音污染越来越严重，特别是商业区、道路两旁以及工厂区周围的噪音，已经严重影响到了人们的夜间休息。墙壁、门窗等均具有一定的隔音效果，但对于室外环境噪音的变化，其隔音作用是固定的、被动的，为了降低噪音的影响，现在通常采用增加窗户玻璃的层数或厚度等方法，这种做法虽然能起到一定的隔音效果，但是由于玻璃层数或厚度的增加，使得窗框的承重加大，成本较高，且隔音效果一般，而且，传统的带有隔音的玻璃窗功能单一，不能起到防火功能。
发明内容
本发明提供一种隔音效果好，且能同时实现防火的能够自动降噪防火的智能自动降噪防火中空玻璃窗、建筑物及其方法。
为解决上述技术问题，本发明提供技术方案如下：
一方面，本发明提供一种智能自动降噪防火中空玻璃窗，包括窗框、相互平行设置的外层玻璃和内层玻璃，所述外层玻璃和内层玻璃之间设有中空夹层，所述中空夹层上分别设置有上开口和下开口，所述中空夹层内设置有噪音传感器和温度传感器，所述中空夹层的外部设置有用于储存隔音防火材料的储物盒，其中：
所述上开口通过上管道经连接所述储物盒的上部，所述下开口通过下管道连接所述储物盒的下部，所述上管道上设置有用于将所述储物盒中隔音防火材料填充至所述中空夹层的压力喷送泵，所述下管道上设置有用于将所述中空夹层中隔音防火材料吸入至所述储物盒的真空吸入泵；
所述中空玻璃窗还设置有中央控制单元，所述噪音传感器、温度传感器、压力喷送泵和真空吸入泵均连接至所述中央控制单元。
进一步的，所述储物盒的体积大于所述中空夹层的体积；所述噪音传感器位于所述内层玻璃上，所述温度传感器位于所述外层玻璃上。
进一步的，所述内层玻璃和外层玻璃均为钢化玻璃，所述隔音防火材料为按一定比例混合的中空塑料球和中空玻璃球。
进一步的，所述中空塑料球和中空玻璃球的外径均小于等于中空夹层的厚度的1/2，所述隔音防火材料的中空塑料球与中空玻璃球的比例为7:3～1:1，所述中空塑料球的外径为所述中空玻璃球外径的5～10倍，所述中空玻璃球的材质为钠钙硅或硼硅酸盐，所述中空塑料球的材质为聚丙烯酰胺。
进一步的，所述中空塑料球的外径为5mm，所述中空玻璃球的外径为0.5～1mm，所述中空塑料球和中空玻璃球的内径均为其外径的1/2～3/4。
进一步的，所述噪音传感器、温度传感器、储物盒、压力喷送泵和真空吸入泵均为2套，分别位于所述中空夹层的两侧；所述中空玻璃窗的上方设置有噪音监测装置，所述噪音监测装置连接至所述中央控制单元，所述噪音监测装置包括显示器和计时器，所述显示器和计时器均连接至所述中央控制单元。
另一方面，本发明提供一种建筑物，包括墙壁，所述墙壁上设置有上述的智能自动降噪防火中空玻璃窗。
进一步的，所述墙壁内在所述中空玻璃窗的两侧均设置有预埋管道，所述预埋管道与所述上管道和下管道相连，所述储物盒位于所述墙壁内，所述墙壁的表面上设置有用于向所述储物盒内注入隔音防火材料的密封口。
再一方面，本发明还提供一种利用上述的智能自动降噪防火中空玻璃窗进行降噪防火的方法，包括：
步骤1：当温度传感器接收到的温度超过预设温度时，中央控制单元发出指令启动压力喷送泵，压力喷送泵将储物盒中的隔音防火材料填充至中空夹层内，直至灌满中空夹层；
步骤2：当温度传感器接收到的温度未超过预设温度且噪音传感器接收到的环境噪音高于噪音预设值并超过一定时间时，中央控制单元发出指令启动压力喷送泵，中央控制单元根据噪音传感器接收的噪音强度控制压力喷送泵工作，将储物盒中的一定量的隔音防火材料填充至中空夹层内；
当噪音传感器接收到的环境噪音低于噪音预设值且超过一定时间时，中央控制单元发出指令启动真空吸入泵，真空吸入泵将中空夹层内的隔音防火材料吸入至储物盒中，直至将隔音防火材料全部吸入至储物盒。
进一步的，步骤1中，所述预设温度为200℃～300℃；步骤2中，所述噪音预设值为50db～70db，当噪音传感器接收到的环境噪音高于噪音预设值超过0.5～2min时，中央控制单元发出指令启动压力喷送泵开始工作；当噪音传感器接收到的环境噪音低于噪音预设值超过3～10min时，中央控制单元发出指令启动真空吸入泵开始工作。
本发明具有以下有益效果：
本发明的智能自动降噪防火中空玻璃窗，工作时，当噪音传感器或温度传感器捕捉到的环境噪音或外界温度过高时，中央控制单元发出指令启动压力喷送泵，压力喷送泵将储物盒中的隔音防火材料填充至中空夹层内，起到防火降噪的功能；当环境噪音较小不影响正常生活时，中央控制单元发出指令启动真空吸入泵，将中空夹层内的隔音防火材料吸入至储物盒中；
防火时，中空塑料球和中空玻璃球均不可重复使用，玻璃窗也遭到损坏，使用本发明防火，可以在发生火灾时玻璃窗保持半小时左右不坍；应该注意的是，当温度传感器接收的环境温度和噪音传感器接收噪音的大小同时达到启动压力喷送泵的条件时，防火优先。在中空夹层的外部一侧，本发明采用一套泵送系统及中央控制单元，实现降噪、防火两种功能。
本发明可以在需要降噪或防火时进行智能自动降噪或防火，降噪或防火效果好，可根据噪音大小调节隔音防火材料的填充量，不需降噪时，玻璃窗恢复原始状态，不影响玻璃窗的透光率。
附图说明
图1为本发明的智能自动降噪防火中空玻璃窗的整体结构示意图；
图2为本发明的智能自动降噪防火中空玻璃窗的侧面结构示意图，其中，图2(a)为未注入隔音防火材料时的中空玻璃窗，图2(b)为注入隔音防火材料后的中空玻璃窗。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
一方面，本发明提供一种智能自动降噪防火中空玻璃窗，如图1至图2所示，包括窗框1、相互平行设置的外层玻璃2和内层玻璃3，外层玻璃2和内层玻璃3之间设有中空夹层4，中空夹层4上分别设置有上开口5和下开口6，中空夹层4内设置有噪音传感器7和温度传感器8，中空夹层4的外部设置有用于储存隔音防火材料9的储物盒10，其中：
上开口5通过上管道11连接至储物盒10的上部，下开口6通过下管道12连接储物盒10的下部，上管道11上设置有用于将储物盒10中隔音防火材料9填充至中空夹层4的压力喷送泵13，下管道12上设置有用于将中空夹层4中隔音防火材料9吸入至储物盒10的真空吸入泵14，工作时，压力喷送泵13通过上管道11将储物盒10内的隔音防火材料9喷入中空夹层4内，真空吸入泵14通过下管道12将中空夹层4的隔音防火材料9吸入储物盒10中，图2(a)为未注入隔音防火材料时的中空玻璃窗，图2(b)为注入隔音防火材料后的中空玻璃窗；
中空玻璃窗还设置有中央控制单元17，噪音传感器7、温度传感器8、压力喷送泵13和真空吸入泵14均连接至中央控制单元17。
本发明的智能自动降噪防火中空玻璃窗，工作时，当噪音传感器或温度传感器捕捉到的环境噪音或外界温度过高时，中央控制单元发出指令启动压力喷送泵，压力喷送泵将储物盒中的隔音防火材料填充至中空夹层内，起到防火降噪的功能；当环境噪音较小不影响正常生活时，中央控制单元发出指令启动真空吸入泵，将中空夹层内的隔音防火材料吸入至储物盒中；
防火时，中空塑料球和中空玻璃球均不可重复使用，玻璃窗也遭到损坏，使用本发明防火，可以在发生火灾时玻璃窗保持半小时左右不坍；应该注意的是，当温度传感器接收的环境温度和噪音传感器接收噪音的大小同时达到启动压力喷送泵的条件时，防火优先。在中空夹层的外部一侧，本发明采用一套泵送系统及中央控制单元，实现降噪、防火两种功能。
本发明可以在需要降噪或防火时进行智能自动降噪或防火，降噪或防火效果好，可根据噪音大小调节隔音防火材料的填充量，不需降噪时，玻璃窗恢复原始状态，不影响玻璃窗的透光率。
进一步的，储物盒10的体积优选大于中空夹层的体积，这样可以保证储物盒内的隔音防火材料充足，必要时可以完全填充到中空夹层内，降噪/防火效果更好；噪音传感器7位于中空夹层中的内层玻璃上，温度传感器8位于中空夹层中的外层玻璃上，这样设置不额外占用中空玻璃窗的体积，又能有效的捕捉环境噪音和环境温度。
进一步的，从建筑安全角度，内层玻璃3外层玻璃2均为钢化玻璃，这样更安全，且防火性能更好，内层玻璃和外层玻璃的厚度可以不同，优选内层玻璃可以厚一些，比如8mm内层玻璃+12mm中空夹层+6mm外层玻璃；隔音防火材料9优选为按一定比例混合的透明的中空塑料球或中空玻璃球。隔音时，透明中空塑料球和中空的玻璃球对玻璃窗的采光影响较小，且自重较小，中空结构质轻，有利于泵送和真空吸入，且中空结构吸声效果较好；防火时，中空塑料球和中空玻璃球混合在中空夹层内，值得注意的是，遇火时，中空塑料球首先软化膨胀，填在中空玻璃球的空隙中，与中空玻璃球粘结形成一个整体防火层，起到防火功能，若只采用中空塑料球，塑料球遇热很快膨胀并碳化，无支撑骨架的情况下，不能形成整体防火隔层，防火效果较差，造成玻璃窗在短时间内坍塌。
另外，中空塑料球和中空玻璃球的外径均小于等于中空夹层的厚度的1/2，这样在中空夹层内，中空塑料球或中空玻璃球可以为2层以上，空隙之间不直线连通，降噪或防火效果较好；隔音防火材料9的中空塑料球与中空玻璃球的比例为7:3～1:1，中空塑料球的外径为中空玻璃球外径的5～10倍，中空塑料球的数量多，这样，当遇火时，中空塑料球软化膨胀的快，利于与中空玻璃球粘结形成一个整体防火层，其中：中空玻璃球的材质为钠钙硅或硼硅酸盐玻璃，尤其是硼硅酸盐玻璃，稳定性较好，熔化温度高，可延长防火时间，如高硼硅玻璃等，中空塑料球的材质为聚丙烯酰胺，聚丙烯酰胺塑料球遇高温膨胀。
优选的，隔音防火材料9的中空玻璃球的真实密度为0.12～0.60g/cm3，中空塑料球的外径为5mm，中空玻璃球的外径为0.5～1mm，中空塑料球和中空玻璃球的内径均为其外径的1/2～3/4。
优选的，噪音传感器7、温度传感器8、储物盒10、压力喷送泵13和真空吸入泵14可以均为2套，分别位于中空夹层4的两侧。2套智能自动降噪防火系统能更好的提升降噪或防火效率，效果更好；中空玻璃窗的上方设置有噪音监测装置18，噪音监测装置18连接至中央控制单元17。噪音监测装置可以实时监测室外噪音强度，与噪音传感器互为补充，能更精确地监测噪音强度。
为提高本发明的创造性，噪音监测装置18包括显示器和计时器，显示器和计时器均连接至中央控制单元17。噪音监测装置上的显示器可实时显示当前噪音状况，当噪音传感器损坏时，噪音监测装置和计时器可以向中央控制单元发送指令启动压力喷送泵将储物盒中的隔音防火材料填充至中空夹层内。
另一方面，本发明提供一种建筑物，包括墙壁，墙壁上设置有上述的智能自动降噪防火中空玻璃窗。由于结构与上相同，此处不再赘述。
进一步的，墙壁内在中空玻璃窗的两侧均设置有预埋管道，预埋管道与上管道11和下管道12相连，储物盒10位于墙壁内，墙壁的表面上设置有用于向储物盒10内注入隔音防火材料9的密封口。通过密封口可以向储物盒内注入或更换隔音防火材料。
再一方面，本发明还提供一种利用上述的智能自动降噪防火中空玻璃窗进行降噪防火的方法，包括：
步骤1：当温度传感器8接收到的温度超过预设温度时，中央控制单元17发出指令启动压力喷送泵13，压力喷送泵13将储物盒10中的隔音防火材料9填充至中空夹层4内，直至灌满中空夹层；
步骤2：当温度传感器8接收到的温度未超过预设温度且噪音传感器7接收到的环境噪音高于噪音预设值并超过一定时间时，中央控制单元17发出指令启动压力喷送泵13，中央控制单元17根据噪音传感器7接收的噪音强度控制压力喷送泵13工作，将储物盒10中的一定量的隔音防火材料9填充至中空夹层4内；
中央控制单元17可根据环境噪音的大小调节填充的隔音防火材料的多少，具体的，一是可以预先设定多个预设噪音值区间，中央控制单元根据环境噪音在哪个预设噪音值区间，结合压力喷送泵的泵送效率控制压力喷送泵的工作时间来调节填充量；二是可以在中空夹层上设置有摄像头，通过摄像头观察隔音防火材料的填充高度来实现中央控制单元控制压力喷送泵停止工作。
当噪音传感器7接收到的环境噪音低于噪音预设值且超过一定时间时，中央控制单元17发出指令启动真空吸入泵14，真空吸入泵14将中空夹层4内的隔音防火材料9吸入至储物盒10中，直至将隔音防火材料10全部吸入至储物盒10。
进一步的，步骤1中，预设温度为200℃～300℃；
步骤2中，噪音预设值为50db～70db，当噪音传感器7接收到的环境噪音高于噪音预设值超过0.5～2min时，中央控制单元17发出指令启动压力喷送泵13开始工作；当噪音传感器7接收到的环境噪音低于噪音预设值超过3～10min时，中央控制单元17发出指令启动真空吸入泵14开始工作；
当噪音传感器7接收到的环境噪音降到噪音预设值以下超过3～10min时，中央控制单元17发出指令启动真空吸入泵14开始工作。
当然，噪音预设值、预设温度、步骤2中的一定时间可以根据具体情况灵活调整，均不影响本发明技术方案的实施。
本发明中的隔音防火材料的选择，具体参见下述实施例：
实施例1：
隔音防火材料中的中空塑料球和中空玻璃球的混合比例为7:3，中空玻璃球的外径为0.5mm，内径为0.25mm，中空塑料球的外径为5mm，内径为2.5mm，中空夹层的厚度为12mm，此时中空塑料球的材质为聚丙烯酰胺，中空玻璃球的材质为高硼硅玻璃。
实施例2：
隔音防火材料中的中空塑料球和中空玻璃球的混合比例为1:1，中空玻璃球的外径为1mm，内径为0.5mm，中空塑料球的外径为5mm，内径为3.75mm，中空夹层的厚度为12mm，此时中空塑料球的材质为聚丙烯酰胺，中空玻璃球的材质为高硼硅玻璃。
实施例3：
隔音防火材料中的中空塑料球和中空玻璃球的混合比例为3:2，中空玻璃球的外径为0.8mm，内径为0.5mm，中空塑料球的外径为5mm，内径为3mm，中空夹层的厚度为12mm，此时中空塑料球的材质为聚丙烯酰胺，中空玻璃球的材质为高硼硅玻璃。
为进一步说明本发明的防火性能，构建如下对比例：
对比例1：
隔音防火材料中只添加中空塑料球，不添加中空玻璃球，其它与实施例1相同。
对比例2：
隔音防火材料中只添加中空玻璃球，不添加中空塑料球，其它与实施例1相同。
对实施例1-3和对比例1-2，按照CB/T 3917-1999铝合金双层中空玻璃隔音窗的标准进行防火性能检测，结果见表1。
表1
Figure BDA0001334569740000091
由表1可知，本发明的隔音防火材料的中空塑料球和中空玻璃球的混合比例为7:3～1:1时窗户的坍塌时间较长，防火效果较好。
这是由于遇火时，中空塑料球会首先软化膨胀，填在中空玻璃球的空隙中，与玻璃球粘结形成一个整体防火层，起到防火功能，若只采用中空塑料球，塑料球遇热很快膨胀和碳化，造成玻璃窗坍塌加快，若只采用中空玻璃球，火势从中空玻璃球的空隙蔓延，窗户坍塌也较快。
综上，本发明具有以下优点：
本发明的智能自动降噪防火中空玻璃窗，工作时，当噪音传感器或温度传感器捕捉到的环境噪音或外界温度过高时，中央控制单元发出指令启动压力喷送泵，压力喷送泵将储物盒中的隔音防火材料填充至中空夹层内，起到防火降噪的功能；当环境噪音较小不影响正常生活时，中央控制单元发出指令启动真空吸入泵，将中空夹层内的隔音防火材料吸入至储物盒中；
防火时，中空塑料球和中空玻璃球均不可重复使用，玻璃窗也遭到损坏，使用本发明防火，可以在发生火灾时玻璃窗保持半小时左右不坍；应该注意的是，当温度传感器接收的环境温度和噪音传感器接收噪音的大小同时达到启动压力喷送泵的条件时，防火优先。在中空夹层的外部一侧，本发明采用一套泵送系统及中央控制单元，实现降噪、防火两种功能。
本发明可以在需要降噪或防火时进行智能自动降噪或防火，降噪或防火效果好，可根据噪音大小调节隔音防火材料的填充量，不需降噪时，玻璃窗恢复原始状态，不影响玻璃窗的透光率。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种智能自动降噪防火中空玻璃窗，包括窗框、相互平行设置的外层玻璃和内层玻璃，所述外层玻璃和内层玻璃之间设有中空夹层，其特征在于，所述中空夹层上分别设置有上开口和下开口，所述中空夹层内设置有噪音传感器和温度传感器，所述中空夹层的外部设置有用于储存隔音防火材料的储物盒，其中：
所述上开口通过上管道连接所述储物盒的上部，所述下开口通过下管道连接所述储物盒的下部，所述上管道上设置有用于将所述储物盒中隔音防火材料填充至所述中空夹层的压力喷送泵，所述下管道上设置有用于将隔音防火材料吸入至所述储物盒的真空吸入泵；
所述内层玻璃和外层玻璃均为钢化玻璃，所述隔音防火材料为按一定比例混合的中空塑料球和中空玻璃球；
所述中空玻璃窗还设置有中央控制单元，所述噪音传感器、温度传感器、压力喷送泵和真空吸入泵均连接至所述中央控制单元；
所述中空玻璃窗的上方设置有噪音监测装置，所述噪音监测装置连接至所述中央控制单元，所述噪音监测装置包括显示器和计时器，所述显示器和计时器均连接至所述中央控制单元；
上述智能自动降噪中空玻璃窗进行降噪防火的方法，包括：
步骤1：当温度传感器接收到的温度超过预设温度时，中央控制单元发出指令启动压力喷送泵，压力喷送泵将储物盒中的隔音防火材料填充至中空夹层内，直至灌满中空夹层；
步骤2：当温度传感器接收到的温度未超过预设温度且噪音传感器接收到的环境噪音高于噪音预设值并超过一定时间时，中央控制单元发出指令启动压力喷送泵，中央控制单元根据噪音传感器接收的噪音强度控制压力喷送泵工作，将储物盒中的一定量的隔音防火材料填充至中空夹层内；
当噪音传感器接收到的环境噪音低于噪音预设值且超过一定时间时，中央控制单元发出指令启动真空吸入泵，真空吸入泵将中空夹层内的隔音防火材料吸入至储物盒中，直至将隔音防火材料全部吸入至储物盒。
2.根据权利要求1所述的智能自动降噪防火中空玻璃窗，其特征在于，所述储物盒的体积大于所述中空夹层的体积；所述噪音传感器位于所述内层玻璃上，所述温度传感器位于所述外层玻璃上。
3.根据权利要求2所述的智能自动降噪防火中空玻璃窗，其特征在于，所述中空塑料球和中空玻璃球的外径均小于等于所述中空夹层的厚度的1/2，所述隔音防火材料的中空塑料球与中空玻璃球的比例为7:3～1:1，所述中空塑料球的外径为所述中空玻璃球外径的5～10倍，所述中空玻璃球的材质为钠钙硅或硼硅酸盐，所述中空塑料球的材质为聚丙烯酰胺。
4.根据权利要求3所述的智能自动降噪防火中空玻璃窗，其特征在于，所述中空塑料球的外径为5mm，所述中空玻璃球的外径为0.5～1mm，所述中空塑料球和中空玻璃球的内径均为其外径的1/2～3/4。
5.根据权利要求1所述的智能自动降噪防火中空玻璃窗，其特征在于，步骤1中，所述预设温度为200℃～300℃；步骤2中，所述噪音预设值为50db～70db，当噪音传感器接收到的环境噪音高于噪音预设值超过0.5～2min时，中央控制单元发出指令启动压力喷送泵开始工作；当噪音传感器接收到的环境噪音低于噪音预设值超过3～10min时，中央控制单元发出指令启动真空吸入泵开始工作。
6.一种建筑物，包括墙壁，其特征在于，所述墙壁上设置有权利要求1-5任一所述的智能自动降噪防火中空玻璃窗。
7.根据权利要求6所述的建筑物，其特征在于，所述墙壁内在所述中空玻璃窗的两侧均设置有预埋管道，所述预埋管道与所述上管道和下管道相连，所述储物盒位于所述墙壁内，所述墙壁的表面上设置有用于向所述储物盒内注入隔音防火材料的密封口。
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