CN114439125B - 一种通风声屏障结构及墙体 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种通风声屏障结构及墙体,结构包括:两个固定架体,所述固定架体的内侧壁设置为椭圆弧形,两个所述固定架体上下对称设置,两个所述固定架体间距设置,两个所述固定架体的内侧壁共同组成相应的椭圆的一部分,所述固定架体为中空结构;减振单元,每个所述固定架体均设置有一个所述减振单元。本申请纵向的弧度及固定构架的长度宽度是根据声学黑洞原理计算得到,横向的主面的缺口既能够通风又不对降噪效果有影响,尽可能的增大以保证通风性。
Description
技术领域
本发明涉及减振消噪领域,具体指有一种通风声屏障结构及墙体。
背景技术
目前,噪声污染在整个环保体系中处于十分重要的位置,例如大型的酒店、会场、商场等中央空调风机存在很大的噪声污染,如果不加以治理,这种中低频振动噪声会对室内的消费者以及周边环境的住户的身心健康产生严重的不良影响。其中,中低频噪声在该噪声污染中的占比高,中低频噪声具有波长较长、衰减弱、传播距离远等特点,成为了噪声治理领域的痛点及难点。
传统的中频噪声的降噪解决方案是应用质量定理,通过厚重的墙体去实现,这样一来占用很多有效建筑面积,并且由于墙体的存在,会阻挡所在位置的通风性,导致风机由于通风受阻和发热加重,损害了风机自身的寿命,并且反过来加重了噪声的产生。
针对上述的现有技术存在的问题设计一种通风声屏障结构及墙体是本发明研究的目的。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题,本发明在于提供一种通风声屏障结构及墙体,能够有效解决上述现有技术存在的问题。
本发明的技术方案是:
一种通风声屏障结构,包括:
两个固定架体,所述固定架体的内侧壁设置为椭圆弧形,两个所述固定架体上下对称设置,两个所述固定架体间距设置,两个所述固定架体的内侧壁共同组成相应的椭圆的一部分,所述固定架体为中空结构;
减振单元,每个所述固定架体均设置有一个所述减振单元。
进一步地,所述减振单元设置于所述椭圆的短轴的延长线上。
进一步地,所述减振单元为方形结构,所述减振单元的中心设置于所述椭圆的短轴的延长线上,所述减振单元的长度方向与所述椭圆的短轴垂直设置。
进一步地,所述减振单元为橡胶材质。
进一步地,所述固定架体对应的所述椭圆的长半轴为150mm-170mm,所述固定架体对应的所述椭圆的短半轴为23mm-27mm。
进一步地,所述固定架体的长为240-260mm,宽为75mm-85mm,高为75mm-85mm。
进一步地,所述通风声屏障结构的降噪频率范围为4k-4.3k Hz,在降噪频率范围为4k-4.3k Hz内,降噪频率与所述通风声屏障结构的尺寸正相关,和/或降噪频率与所述椭圆的弧度负相关。
一种通风声屏障墙体,包含若干所述的一种通风声屏障结构。
进一步地,所述墙体嵌入设置有若干所述一种通风声屏障结构,所述一种通风声屏障结构阵列设置,且所述固定架体对应的所述椭圆的缺口朝向噪声源。
进一步地,在降噪频率范围为4k-4.3k Hz内,降噪频率与增大通风声屏障的列数负相关。
因此,本发明提供以下的效果和/或优点:
本申请包含固定架体,固定架体的内壁符合椭圆的一部分,同时固定架体的内部不涵盖完整的椭圆,纵向的弧度及固定构架的长度宽度是根据声学黑洞原理计算得到,但是横向的主面的缺口既能够通风又不对降噪效果有影响,尽可能的增大以保证通风性。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明应用了声学黑洞和谐振腔的原理,与应用了质量定理的传统结构相比大大的缩小了尺寸,节约了建筑空间的同时保证了通风性。并且该结构的降噪效果更突出,例如在实验环境中右侧面长宽分别为0.25m、0.08m的固定构架,弧度为长半轴0.16m、短半轴0.025m的结构单元在4300hz左右频段范围内声压可以做到全部衰减。不同的固定构架尺寸和中空弧度可以针对不同的噪声频率得到相同的完美效果。
应当明白,本发明的上文的概述和下面的详细说明是示例性和解释性的,并且意在提供对如要求保护的本发明的进一步的解释。
附图说明
图1为实施例一的结构示意图。
图2为图1的正视图。
图3为实施例二的结构示意图。
图4为实施例二的使用状态图。
图5为实施例一的结构的仿真效果图。
图6为传统直筒型结构的仿真效果图。
图7为实施例一的结构在不同声源角度入射对比图。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员理解,现将实施例结合附图对本发明的结构作进一步详细描述:
实施例一
参考图1,一种通风声屏障结构,包括:
两个固定架体1,所述固定架体1的内侧壁设置为椭圆弧形,两个所述固定架体1上下对称设置,两个所述固定架体1间距设置,两个所述固定架体1的内侧壁共同组成相应的椭圆的一部分;为了便于安装,本实施例的两个固定架体1可以设置于类似支架等结构上,用于固定两个固定架体1。
本实施例中,参考图2,两个固定架体1上下对应设置,两个固定架体1是间距设置的,即两个固定架体1互相不抵触。两个固定架体1的内侧壁均设置为椭圆弧形,也就是固定架体1的内侧壁与某一椭圆的一部分重合,并且,两个所述固定架体1的内侧壁共同组成相应的椭圆的一部分,即两个固定架体1间距设置并且两个固定架体1的内侧壁的弧形线的延长线可以共同组成一个完整的椭圆。最后,即两个固定架体1的内侧壁共同组成相应的椭圆的一部分,即共同组成的椭圆是有一个缺口的。该缺口可以用于噪声从缺口处传入两个固定架体1之间,也可以用于空气从缺口处传入两个固定架体1之间。
固定架体1的材质可以是PMMA,所述固定架体1为中空结构。
减振单元2,每个所述固定架体1均设置有一个所述减振单元2。
本实施例中,固定架体1在其中间位置设置有减振单元安装槽,减振单元安装槽和减振单元2的形状相适配,从而使减振单元2可以插入到减振单元安装槽。减振单元2可以用于吸收部分振动。
接下来是本实施例的一些优化方向。
进一步地,所述减振单元2设置于所述椭圆的短轴的延长线上。所述减振单元为方形结构,所述减振单元2的中心设置于所述椭圆的短轴的延长线上,所述减振单元2的长度方向与所述椭圆的短轴垂直设置。
进一步地,所述减振单元2为橡胶材质。
在上述中提到,本实施例的两个固定架体1的内侧壁共同组成相应的椭圆的一部分,参考图2,减振单元2为长方形的板状结构,减振单元2和固定架体1设置在一起,成为左右对称的结构。并且所述减振单元2与所述椭圆的短轴垂直设置。
进一步地,所述固定架体1对应的所述椭圆的长半轴为150mm-170mm,所述固定架体1对应的所述椭圆的短半轴为23mm-27mm。即长轴为300mm-340mm,短轴为46mm-54mm。本实施例中,椭圆的弧度为6.4°,长半轴160mm,短半轴25mm,在其他实施例中也可以是上述范围中的任意数字。
进一步地,所述固定架体1的长为240-260mm,宽为75mm-85mm,高为75mm-85mm。本实施例中,所述固定架体1的长为250mm,宽为80mm,高为80mm,在其他实施例中也可以是上述范围中的任意数字。
进一步地,所述通风声屏障结构的降噪频率范围为4k-4.3k Hz。在降噪频率范围为4k-4.3k Hz内,降噪频率与增大通风声屏障结构的尺寸正相关,和/或降噪频率与所述椭圆的弧度负相关。本实施例中,降噪频率与所述通风声屏障结构的尺寸正相关具体表示为,随着降噪频率的升高,也对应等比例放大通风声屏障的结构。如果要处理不同频率的主要噪声源时,可以通过改变固定架体内侧壁的弧度、调整单元结构尺寸。以4.3kHz为基准,增大弧度时,可以处理的主噪声频率降低。
工作原理:
本实施例的两个固定架体1的中间中空的上下椭圆弧型边界的弧度是应用声学黑洞原理。声学黑洞(acoustic black hole, ABH) 原理是利用薄壁结构几何参数或者材料特性参数的梯度变化, 使波在结构中的传播速度逐渐减小, 理想情况下波速减小至零从而不发生反射的现象。因此,本实施例的两个固定架体1的结构被配置为符合声学黑洞原理。同时,本申请的两个所述固定架体的内侧壁共同组成相应的椭圆的一部分,椭圆对应设置的缺口,使得噪声和空气均更容音进入,进入后的噪声在两个固定架体1之间被吸收,再通过减振单元转换为人耳无法听觉的振动。
实施例二
参考图3,一种通风声屏障墙体,包含若干实施例一所述的一种通风声屏障结构。
进一步地,所述墙体嵌入设置有若干所述一种通风声屏障结构,所述一种通风声屏障结构阵列设置,且所述固定架体对应的所述椭圆的缺口朝向噪声源。参考图4,本实施例以空调外机作为噪声源,椭圆的缺口朝向空调外机。
进一步地,在降噪频率范围为4k-4.3k Hz内,降噪频率与增大通风声屏障的列数负相关。本实施例中,降噪频率与所述通风声屏障结构的列数负相关具体表示为,随着降噪频率的减小,需要增加通风声屏障结构的列数。
如果要处理不同频率的主要噪声源时,可以通过改变墙体中通风声屏障结构的列数,可以处理的主噪声频率降低。
实验数据
参考图5-6,图5为本实施例一的仿真效果图,图6为传统直筒型结构的仿真效果图。在实验环境中长宽分别为0.25m、0.08m的固定架体,其椭圆的弧度为长半轴0.16m、短半轴0.025m的结构单元在4300hz左右频段范围内声压进行测试,通过图5-6可以看出实施例一提供的结构可以做到该频率范围内的噪声全部衰减。不同的固定构架尺寸和中空弧度可以针对不同的噪声频率得到相同的完美效果。可以看到在声波频率为4.3k时,结构右侧的声压降到了0,声波在中间的声学黑洞中达到了大幅度的衰减,没有声能的泄露,得到了完美的效果;而同样的环境中放置传统直筒结构去做降噪处理可以发现,等尺寸的传统结构完全没有效果,想要达到相同的效果必须增大直通结构的尺寸,但是却占用了更多的有效建筑面积。并且更改声波频率测试发现,在一个宽频带范围内都能起到很好的降噪效果,并且在4.3k附近频带范围内都可以达到完美效果。
参考图7,图7为噪声从不同的入射角度进入的实验效果图。通过图7可知,不同的声源入射角度,均能取得较好的结果,在入射角度为0时达到最佳的效果。
应当注意的是,在权利要求中,不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的部件或步骤。位于部件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的部件。本发明可以借助于包括有若干不同部件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中,这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。
尽管已描述了本发明的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征 “上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、 “示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不应理解为必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
Claims (7)
1.一种通风声屏障结构,其特征在于:包括:
两个固定架体,两个所述固定架体的结构相同,所述固定架体的内侧壁设置为椭圆弧形,两个所述固定架体上下对称设置,两个所述固定架体间距设置,两个所述固定架体的内侧壁共同组成相应的椭圆的一部分,所述固定架体为中空结构;所述固定架体对应的所述椭圆的长半轴为150mm-170mm,所述固定架体对应的所述椭圆的短半轴为23mm-27mm;所述椭圆的缺口朝向噪声源;
减振单元,每个所述固定架体均设置有一个所述减振单元,所述减振单元设置于所述椭圆外侧且位于所述椭圆的短轴的延长线上,所述减振单元为方形结构;
所述通风声屏障结构的降噪频率范围为4k-4.3k Hz,在降噪频率范围为4k-4.3k Hz内,降噪频率与所述通风声屏障结构的尺寸正相关,和/或降噪频率与所述椭圆的弧度负相关。
2.根据权利要求1所述的一种通风声屏障结构,其特征在于:所述减振单元的中心设置于所述椭圆的短轴的延长线上,所述减振单元的长度方向与所述椭圆的短轴垂直设置。
3.根据权利要求1所述的一种通风声屏障结构,其特征在于:所述减振单元为橡胶材质。
4.根据权利要求1所述的一种通风声屏障结构,其特征在于:所述固定架体的长为240-260mm,宽为75mm-85mm,高为75mm-85mm。
5.一种通风声屏障墙体,其特征在于:包含若干权利要求1-4任意一条所述的一种通风声屏障结构。
6.根据权利要求5所述的一种通风声屏障墙体,其特征在于:所述墙体嵌入设置有若干所述一种通风声屏障结构,所述一种通风声屏障结构阵列设置,且所述固定架体对应的所述椭圆的缺口朝向噪声源。
7. 根据权利要求6所述的一种通风声屏障墙体,其特征在于:在降噪频率范围为4k-4.3k Hz内,降噪频率与增大通风声屏障的列数负相关。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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