CN117087259A - 一种具有保温降噪功能的邮轮百叶窗 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有保温降噪功能的邮轮百叶窗，该百叶窗叶片为铝纤维吸声板，所述铝纤维吸声板设有多组均匀排列的圆形通孔，圆形通孔内嵌套有发泡颗粒吸声球，所述发泡颗粒吸声球由如下质量份数的组分组成：90‑105份HB聚合物水泥基JS‑II型、4‑6份碳粉、2‑3份木屑粉、4‑6份9003‑35‑4耐高温酚醛树脂、6‑7份耐高温玻璃微珠、9‑11份超细无机岩棉纤维、145‑155份无尘蒸馏水、48‑52份AC隔声材料发泡剂。本发明解决了现有技术中百叶窗材料无法同时具有遮阳、吸声或隔声和保温的效果。
Description
技术领域
本发明涉及保温隔声材料技术领域，特别是涉及一种具有保温降噪功能的邮轮百叶窗。
背景技术
随着工业生产、交通运输和城市建设的发展，以及人口密度不断增加，环境噪声对人类生活产生越来越严重的影响，已成为污染人类生存环境的主要公害之一。因此，建筑外窗的隔声性能直接影响着人们的生活质量。
在邮轮上，门窗的遮阳、保温和隔声功能至关重要，因为邮轮的能耗中有50％以上来自暖通系统，其中很大一部分是由于门窗导致的能量损失。目前邮轮使用的百叶窗结构与常规建筑百叶窗类似，只具备遮光的功能。然而，在海洋环境中航行时，邮轮会面临海浪、大风、鸣笛等外部噪声的干扰，同时还要应对昼夜温差较大和气候突变等挑战。因此，现有的百叶窗材料无法同时具有遮阳、吸声/隔声和保温的效果。
发明内容
发明目的：本发明的目的是提供一种在闭合状态下，百叶窗叶片具有保温隔热效果、减少邮轮暖通系统能耗损失的具有保温降噪功能的邮轮百叶窗。
技术方案：为实现上述目的，本发明所述的一种具有保温降噪功能的邮轮百叶窗，该百叶窗叶片为铝纤维吸声板，所述铝纤维吸声板设有多组均匀排列的圆形通孔，圆形通孔内嵌套有发泡颗粒吸声球，所述发泡颗粒吸声球由如下质量份数的组分组成：90-105份HB聚合物水泥基JS-II型、4-6份碳粉、2-3份木屑粉、4-6份9003-35-4耐高温酚醛树脂、6-7份耐高温玻璃微珠、9-11份超细无机岩棉纤维、145-155份无尘蒸馏水、48-52份AC隔声材料发泡剂。
优选地，所述发泡颗粒吸声球由如下质量份数的组分组成：100份HB聚合物水泥基JS-II型、5份碳粉、2份木屑粉、5份9003-35-4耐高温酚醛树脂、6.7份耐高温玻璃微珠、10份超细无机岩棉纤维、150份无尘蒸馏水、50份AC隔声材料发泡剂。
所述铝纤维吸声板由两种不同网孔的铝网板中间放置一层铝纤维毡，经过滚压机压成1.0～2.5mm厚的薄板。
所述发泡颗粒吸声球的制备过程为：将配方量的水泥、碳粉、木屑粉、酚醛树脂、玻璃微珠、岩棉纤维、水送入碎浆机均匀搅拌至浆糊状，加入发泡剂制成水泥发泡剂，将水泥发泡剂倒入模型并放入固化室进行硬化，形成生胚；
将生胚进行湿切，切割单元为六个剥离面或五个剥离面或三个剥离面，切割后的生坯固化并滋润7至10天，直到自然地干燥成成品。
所述发泡颗粒吸声球表面被直径为1mm～1.5mm的炭纤维分成四个区域，且发泡颗粒吸声球在直径的两端利用炭纤维固定在铝纤维吸声板的圆形通孔中。
所述发泡颗粒吸声球表面覆盖有碳纤维波网。
所述发泡颗粒吸声球与铝纤维吸声板之间涂有液体密封胶。
所述百叶窗叶片完全闭合后朝向外侧的叶片上设有多组太阳能光伏多晶条。
有益效果：本发明具有如下优点：1、本发明利用铝纤维吸声板制成的叶片可以吸收入射声波的能量，达到降噪保温的效果；同时质量轻、强度高，适合长期使用在气候变化多端的海洋环境中；
2、本发明制备的发泡颗粒吸声球具有特殊的孔隙结构，通过孔隙内空气的粘滞阻力，有效吸收入射声波的能量，并将声能转化为热能进行损耗，能够起到保温效果。
附图说明
图1为百叶窗结构示意图；
图2为表面覆盖有碳纤维波网的单个吸声小球；
图3为镶嵌有发泡颗粒吸声球的铝纤维吸声板。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明的技术方案作详细说明。
如图1所示，本发明所述的一种具有保温降噪功能的邮轮百叶窗，该百叶窗叶片为由两种不同网孔的铝网板中间放置一层铝纤维毡，经过滚压机压成1.0～2.5mm厚的铝纤维吸声板，铝纤维吸声板上设有多组均匀排列的圆形通孔，相邻圆形通孔之间的间距为10mm～15mm，圆形通孔内嵌套有发泡颗粒吸声球，如图2所示。
如图3所示，发泡颗粒吸声球覆盖有碳纤维波网，同时表面被直径为1mm～1.5mm的炭纤维分成四个区域，且发泡颗粒吸声球在直径的两端利用炭纤维固定在铝纤维吸声板的圆形通孔中。发泡颗粒吸声球与铝纤维吸声板之间涂有液体密封胶。
百叶窗叶片完全闭合后朝向外侧的叶片上还设有多组太阳能光伏多晶条。
本发明还提供一种优选的发泡颗粒吸声球组成组分及制备方法。发泡颗粒吸声球由如下质量份数的组分组成：100份HB聚合物水泥基JS-II型、5份碳粉、2份木屑粉、5份9003-35-4耐高温酚醛树脂、6.7份耐高温玻璃微珠、10份超细无机岩棉纤维、150份无尘蒸馏水、50份AC隔声材料发泡剂。
所述发泡颗粒吸声球的制备过程为：将配方量的水泥、碳粉、木屑粉、酚醛树脂、玻璃微珠、岩棉纤维、水送入碎浆机均匀搅拌至浆糊状，加入发泡剂制成水泥发泡剂，将水泥发泡剂倒入模型并放入固化室进行硬化，形成生胚；
将生胚进行湿切，切割单元为六个剥离面或五个剥离面或三个剥离面，切割后的生坯固化并滋润7至10天，直到自然地干燥成成品。
切割单元为六个剥离面或五个剥离面或三个剥离面可以使得吸声球为多面不相连的，防止在吸声噪声过程中球体共振的产生；也可以形成更多的吸声孔隙，吸收外界更多的噪声。通过对生胚进行湿切，并切割成多个单元，可以更好地保障材料的强度。从力学角度来看，湿切处理确保了材料的物理性质，比如弹性模量和屈服强度等，在干燥后具有更好的强度表现。同时，切割成多个单元也使得材料在受外力时能够分段受力，减少外力对材料的物理伤害，例如断裂或脱落等问题的发生。因此，将生胚进行湿切并切割成多个单元对于提高材料性能和减少损伤是非常有效的措施。
在制备发泡颗粒吸声球过程中，各组分起到了以下作用：HB聚合物水泥基JS-II型作为主要基础材料，提供了球体的结构和坚固性；碳粉增加了吸声球的吸声性能，通过吸收和消散声波能量来减少噪音传播；木屑粉提供了轻质填料，减轻了球体的重量，并增加了球体的吸声效果；9003-35-4耐高温酚醛树脂作为粘合剂，将各种组分牢固地固定在一起，增强了球体的稳定性和耐久性；耐高温玻璃微珠具有良好的隔热性能，可以减少球体内部的热传导，提高保温效果；超细无机岩棉纤维增加了吸声球的吸音能力，通过捕获和减弱噪音来降低环境噪声；无尘蒸馏水作为溶剂和搅拌介质，用于调节材料的黏度和流动性，便于混合和制备；AC隔声材料发泡剂用于增加吸声球的孔隙率，生成气泡结构，提高吸声效果。
本发明使用铝纤维吸声板制作的叶片具有质轻、强度高、弯折不易破裂等优点，同时能经受气流和水流的冲刷，耐水、耐热、耐冻、耐腐蚀和耐候性能优异。叶片的表面可喷涂多种颜色，起到装饰效果；也易于钻孔、弯折、裁切成特定的形状，加工过程中无纤维性粉尘污染环境，不会影响人体健康。
铝纤维吸声板可以吸收入射声波的能量，减少声音的反射，有效地吸收高频和中频的声波，达到降噪效果，同时在铝纤维吸声板上设置多组等距离均匀排列的圆形通孔，通孔内放置发泡颗粒吸声球可以进一步提高铝纤维吸声板的吸音效果。发泡颗粒吸声球使用的HB聚合物水泥基JS-II型、木屑粉、酚醛树脂、超细无机岩棉纤维均具有较低的高热系数，是隔热、防火、绝缘材料，其传热系数均小于0.5W/(m2.K)将其合成发泡后能起到较好的隔热效果；同时在百叶“吸声”过程中，多孔型吸声资料是使声响能量因为空气的粘滞性力阻、纤维的振荡等微观力学振动现象，也会在百叶表面产生相应的热能，使得叶片具备“热量”，从而起到保温作用。
本发明所述的发泡颗粒吸声球，对比现有技术中常见的用单一吸声材料制作的吸声小球，合理利用了水泥基发泡后的隔声、防火、保温的特性，以及碳粉、木屑粉、酚醛树脂保温、传热系数低的特点、耐高温玻璃微珠的空气声隔声效果明显的特点、超细无机岩棉纤维防火、吸声、隔热的特点、AC隔声材料发泡剂的隔声特点，使其兼备隔热、隔声、保温、防火等特点。
发泡颗粒吸声球的表面具有微细孔洞，这些孔洞是吸声的关键机制。当噪声撞击到这些微小孔洞上时，会产生频率碰撞，将声能转化为热能。另外，发泡颗粒吸声球内部的颗粒粘接不规则，导致微小孔隙周围存在一些微细的孔隙，这增加了孔隙内空气的粘滞阻力。当声波进入吸声球材料内部时，沿着叶片表面孔隙传播，引起空隙中空气分子的振动。由于空气的粘滞阻力和空气分子与孔隙壁的摩擦，声能被转化为热能并损耗掉。
这种现象可以通过两个方面解释：首先，发泡颗粒吸声球具有多孔黏滞性和内摩擦作用，声波传播时，质点的振动速度在不同位置上不同，形成速度梯度，相邻质点之间会产生黏滞力或内摩擦力相互作用，阻碍质点的运动，从而使声能不断转化为热能。其次，发泡颗粒吸声球属于小孔吸音材料，内部存在大量微小孔洞，类似木丝吸声板、蜂窝陶瓷吸声板等，声波沿着这些孔洞进入材料内部与洞缘发生摩擦，并将声能转化为热能。根据能量守恒定律，热能的增加意味着声能的减少。
经过实验测试，这些小球可以减少噪声水平约10～15dB。同时，产生的热能也可以提升百叶的保温性能。在邮轮航行于气候多变、早晚温差较大的海洋环境中，这种隔热作用尤为重要。因此，发泡颗粒吸声球的应用可以有效减小噪声并提高保温性能。
百叶窗长期使用在气候变化多端的海洋环境中，还要考虑发泡颗粒吸声球镶嵌在铝纤维吸声板上的牢固性。本发明使用碳纤维波网覆盖在发泡颗粒吸声球上，可以增加发泡颗粒吸声球表面的粗糙度，提高发泡颗粒吸声球的耐腐蚀、耐疲劳性能，延长使用寿命。同时发泡颗粒吸声球表面被直径为1mm～1.5mm的炭纤维分成四个区域，且在直径的两端利用炭纤维固定在铝纤维吸声板的圆形通孔中，是从结构振动角度出发，使得发泡颗粒吸声球在户外风力及不确定外力作用下，不会出现“共振”现象从而脱落。
当百叶窗叶片完全闭合后，固定在表面的多组太阳能光伏多晶条将太阳的光能转换为直流电能，这些直流电能可以直接供给直流负载使用，还可以通过蓄电池等储能装置将电能储存起来，根据需要释放出来，以供应用于单元窗户、幕墙等场景；也可以通过逆变器将直流电能转换为交流电，并集成到船舶用电系统中使用。
Claims (8)
1.一种具有保温降噪功能的邮轮百叶窗，该百叶窗叶片为铝纤维吸声板，其特征在于，所述铝纤维吸声板设有多组均匀排列的圆形通孔，圆形通孔内嵌套有发泡颗粒吸声球，所述发泡颗粒吸声球由如下质量份数的组分组成：90-105份HB聚合物水泥基JS-II型、4-6份碳粉、2-3份木屑粉、4-6份9003-35-4耐高温酚醛树脂、6-7份耐高温玻璃微珠、9-11份超细无机岩棉纤维、145-155份无尘蒸馏水、48-52份AC隔声材料发泡剂。
2.根据权利要求1所述的具有保温降噪功能的邮轮百叶窗，其特征在于，该百叶窗叶片为铝纤维吸声板，所述铝纤维吸声板设有多组均匀排列的圆形通孔，圆形通孔内嵌套有发泡颗粒吸声球，所述发泡颗粒吸声球由如下质量份数的组分组成：100份HB聚合物水泥基JS-II型、5份碳粉、2份木屑粉、5份9003-35-4耐高温酚醛树脂、6.7份耐高温玻璃微珠、10份超细无机岩棉纤维、150份无尘蒸馏水、50份AC隔声材料发泡剂。
3.根据权利要求1所述的具有保温降噪功能的邮轮百叶窗，其特征在于，所述发泡颗粒吸声球的制备过程为：将配方量的水泥、碳粉、木屑粉、酚醛树脂、玻璃微珠、岩棉纤维、水送入碎浆机均匀搅拌至浆糊状，加入发泡剂制成水泥发泡剂，将水泥发泡剂倒入模型并放入固化室进行硬化，形成生胚；
将生胚进行湿切，切割单元为六个剥离面或五个剥离面或三个剥离面，切割后的生坯固化并滋润7至10天，直到自然地干燥成成品。
4.根据权利要求1所述的具有保温降噪功能的邮轮百叶窗，其特征在于，所述铝纤维吸声板由两种不同网孔的铝网板中间放置一层铝纤维毡，经过滚压机压成1.0～2.5mm厚的薄板。
5.根据权利要求1所述的具有保温降噪功能的邮轮百叶窗，其特征在于，所述发泡颗粒吸声球表面被直径为1mm～1.5mm的炭纤维分成四个区域，且发泡颗粒吸声球在直径的两端利用炭纤维固定在铝纤维吸声板的圆形通孔中。
6.根据权利要求5所述的具有保温降噪功能的邮轮百叶窗，其特征在于，所述发泡颗粒吸声球表面覆盖有碳纤维波网。
7.根据权利要求1所述的具有保温降噪功能的邮轮百叶窗，其特征在于，所述发泡颗粒吸声球与铝纤维吸声板之间涂有液体密封胶。
8.根据权利要求1所述的具有保温降噪功能的邮轮百叶窗，其特征在于，所述百叶窗叶片完全闭合后朝向外侧的叶片上设有多组太阳能光伏多晶条。
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