CN210508947U

CN210508947U - 一种可吸收宽带低频噪声的百叶窗

Info

Publication number: CN210508947U
Application number: CN201921200222.2U
Authority: CN
Inventors: 吴晓莉; 付海燕; 王正
Original assignee: Nanjing Forestry University
Current assignee: Nanjing Monte Tech Environmental Protection Technology Co ltd
Priority date: 2019-07-26
Filing date: 2019-07-26
Publication date: 2020-05-12
Anticipated expiration: 2029-07-26

Abstract

本技术涉及家装领域，提供一种可吸收宽带低频噪声的百叶窗，除可用于通风、调节光线、保护隐私外，在叶片中设置亥姆霍兹共振器，还可以吸收低频宽带噪声，具有较为明显的降噪效果；包括窗框，摆动设置在窗框内的若干叶片，若干叶片均布在窗框内，复合板式结构的叶片内均布以相同边长和厚度的回廊结构为共振腔的矩形的亥姆霍兹共振器单元；在同一排上的亥姆霍兹共振器单元，廊道的方向、宽度和长度相同，在同一列上的亥姆霍兹共振器单元，由内向外廊道的宽度渐小、廊道的长度渐大；所有亥姆霍兹共振器单元的颈部位于各亥姆霍兹共振器单元廊道的同一端，每个亥姆霍兹共振器单元的颈部为以该亥姆霍兹共振器单元廊道的宽度为边长的正方形。

Description

一种可吸收宽带低频噪声的百叶窗

技术领域

本技术涉及家装领域，提供一种可吸收宽带低频噪声的百叶窗，除可用于通风、调节光线、保护隐私外，在叶片中设置亥姆霍兹共振器，还可以吸收低频宽带噪声，具有较为明显的降噪效果。

背景技术

常见的百叶窗产品，其百叶片结构大都是实体薄片状，且结构构造较简单，仅能在通风、调节光线、保护隐私方面起到一定作用，在降噪方面没有明显效果。

从现有技术来看，为了使百叶窗起到降噪作用，一些建筑公司和研究者开发了消声百叶窗，主要是叶片采用中空结构，叶片表面微穿孔，叶片内部填充吸音棉。这种设计思想主要是为了达到低频降噪的目的。但根据经典声学理论，声学材料的结构尺寸须与工作波长处于同一数量级，这也就意味着为了较好地吸收低频噪声，需要采用厚度为分米甚至米量级的材料，对于百叶窗来说显然是不实际的。

亥姆霍兹共振器是传统的共振吸声结构，包括一共振腔及一颈部，该颈部设置于该共振腔的一侧，并用于连通该共振腔及所述声学管道。当声音在声学管道中传播到安装亥姆霍兹共振器的位置时，由于共振器颈部开口与声学管道的交叉处声阻抗突变，一部分声能被反射回管道上游；一部分声能传入共振器颈部和共振腔，在共振器中被消耗掉；剩下一部分声能继续向声学管道下游传播。理论上，亥姆霍兹共振器可以吸收接近其共振频率的噪声，可通过减小入口管面积、增大腔体体积或增加入口管长度来降低吸声频率，达到低频降噪的目的，但其吸声带宽较窄，在共振频率时的吸声非线性效应明显。要达到低频吸波，同样也要增加结构厚度。

一般而言，由于使用空间的限制，很难在实际情况中自由地改变共振腔的体积；而改变共振器的颈部特征更容易操作，比如将共振腔折叠起来，形成一个共面回廊结构，相当于加长了入口管的长度，这就能够降低共振频率，同时也实现了吸声厚度很薄。通过试验测得厚度仅为1.2cm的回廊结构，在约580Hz实现了共振吸声，而此时声波波长是结构厚度的49倍。

发明内容

本技术的目的是提供一种可吸收宽带低频噪声的百叶窗，除可用于通风、调节光线、保护隐私外，在叶片中设置亥姆霍兹共振器，还可以吸收低频宽带噪声，具有较为明显的降噪效果。

本技术的目的是通过以下技术方案实现：

一种可吸收宽带低频噪声的百叶窗，包括窗框，摆动设置在窗框内的若干叶片，若干叶片均布在窗框内；复合板式结构的叶片内均布以相同边长和厚度的回廊结构为共振腔的矩形的亥姆霍兹共振器单元；在同一排上的亥姆霍兹共振器单元，廊道的方向、宽度和长度相同，在同一列上的亥姆霍兹共振器单元，由内向外廊道的宽度渐小、廊道的长度渐大；所有亥姆霍兹共振器单元的颈部位于各亥姆霍兹共振器单元廊道的同一端，每个亥姆霍兹共振器单元的颈部为以该亥姆霍兹共振器单元廊道的宽度为边长的正方形。

本技术的有益效果是：上述的可吸收宽带低频噪声的百叶窗，通过对亥姆霍兹共振器单元的共振腔进行折叠，形成回廊结构，声波在廊道中传播时，由于共振产生粘滞损耗，消耗更多的声能，达到吸收低频噪声效果。

采用多排廊道长度和宽度逐渐变化的亥姆霍兹共振器单元，可有效扩宽吸收的低频噪声的频带带宽。

可吸收宽带低频噪声的百叶窗，除可用于通风、调节光线、保护隐私外，在叶片中设置亥姆霍兹共振器，还可以吸收低频宽带噪声，具有较为明显的降噪效果。

上述的可吸收宽带低频噪声的百叶窗，叶片由前面板、中间层及刚性背板顺序贴合而成；中间层包括边框，边框内均布纵板和横板，纵板和横板交互固联，将边框均分为若干单元内框，在各单元内框的纵板上固联指叉交错等间距、周期性排列的指板，构成回廊结构；在前面板上开设正方形方孔用作亥姆霍兹共振器单元的颈部。

上述的可吸收宽带低频噪声的百叶窗，前面板的厚度0.2mm ～1mm，中间层的厚度7mm～12mm，刚性背板厚度0.2mm～1mm，回廊结构的壁厚0.2mm～1mm。

上述的可吸收宽带低频噪声的百叶窗，前面板4、中间层5和刚性背板6选用的材料为金属材料或硬质塑料。本案中，前面板4、中间层5和刚性背板6选用的材料为硬质塑料。

附图说明

图1 是一种可吸收宽带低频噪声的百叶窗的示意图；

图2 是叶片的结构示意图视角1；

图3 是叶片的结构示意图视角2；

图4 是叶片的结构示意图视角3；

图5 是亥姆霍兹共振器单元的示意图；

图6 是亥姆霍兹共振器单元的内部结构示意图视角1；

图7 是亥姆霍兹共振器单元的内部结构示意图视角2；

图8 是亥姆霍兹共振器单元尺寸对吸声效果的影响曲线图；

图9 是叶片的吸声效果曲线图。

具体实施方式

下面结合附图，对本技术作进一步说明：

参见图1-图7所示的一种可吸收宽带低频噪声的百叶窗，包括窗框1，摆动设置在窗框1内的若干叶片2，若干叶片2均布在窗框1内；复合板式结构的叶片2内均布以相同边长l和厚度h的回廊结构为共振腔的矩形的亥姆霍兹共振器单元3；沿叶片2的纵向、在同一排上的亥姆霍兹共振器单元3，廊道（回廊通道）31的方向、宽度和长度相同，沿叶片2的横向、在同一列上的亥姆霍兹共振器单元3，由内向外廊道31的宽度渐小、廊道的长度渐大；所有亥姆霍兹共振器单元3的颈部32位于各亥姆霍兹共振器单元廊道31的同一端，每个亥姆霍兹共振器单元3的颈部32为以该亥姆霍兹共振器单元3廊道31的宽度为边长的正方形。

一片叶片上的亥姆霍兹共振器单元，一排的数量可以根据百叶窗的宽度设置，一列的数量可以根据安装的具体环境（包括但不限于如现场测试得到的噪声的带宽）设置，图示中，一排有10个，一列有3个。

叶片2由前面板4、中间层5及刚性背板6顺序贴合而成；中间层5包括边框51，边框51内均布沿叶片2纵向的纵板52和沿叶片2横向的横板53，纵板52和横板53交互固联，将边框51均分为若干单元内框54，在各单元内框54的纵板52上固联指叉交错等间距、周期性排列的指板55，构成回廊结构；在前面板4上开设正方形方孔41用作亥姆霍兹共振器单元3的颈部32，亥姆霍兹共振器单元3廊道31的宽度与对应的正方形方孔41的边长相等，皆为w。

每个亥姆霍兹共振器单元3的廊道31的两端皆位于亥姆霍兹共振器单元3的同一侧，廊道31的左端为廊道31的始端，廊道31的右端为廊道31的终端。在各单元内框54的规格确定的前提下，每个亥姆霍兹共振器单元3的廊道31的长度亦采用的指板55的数量n（n≥3，n为奇数）决定，廊道31的长度增大，相应的，廊道31的宽度减小。本案中，n=3、5、7。

图示中，亥姆霍兹共振器单元3的颈部32皆位于廊道31的始端。

前面板4的厚度为0.2mm ～1mm（本案中，取该厚度为0.6mm），中间层5的厚度h为7mm～12mm（本案中，取该厚度为9mm），刚性背板6厚度为0.2mm～1mm（本案中，取该厚度为0.6mm），回廊结构的壁厚（即边框51、纵板52、横板53、指板55的厚度）为0.2mm～1mm（本案中，取该厚度为0.6mm）。

上述的可吸收宽带低频噪声的百叶窗，前面板4、中间层和刚性背板选用的材料为金属材料或硬质塑料。本案中，前面板4、中间层和刚性背板选用的材料为硬质塑料。

下面通过具体实施例对本技术效果进行详细说明。

具体实施例1：考察矩形亥姆霍兹共振器单元3的正方形方孔41的边长和廊道31的宽度对吸声系数的影响

前面板4、中间层5及刚性背板6均采用硬质塑料材料制作。

前面板4厚度为0.2mm，中间层5的厚度为12mm，刚性背板6的厚度为0.2mm。当正方形方孔41的边长w分别为1mm、3mm、5mm，廊道31的宽度w分别为1mm、3mm、5mm时，使声波沿着垂直于前面板4的方向入射，根据图8所示吸声效果可知，正方形方孔41的边长w越小，或者廊道31的宽度w越小，吸声峰值的频率越低。

此时，厚度h仅为1.2cm的回廊结构，在约580Hz实现了共振吸声，而此时声波波长是回廊结构厚度的49倍。吸声系数达0.6的频率带宽200 Hz ～300Hz。

具体实施例2：本技术与传统叶片吸声效果对比。

前面板4、中间层5及刚性背板6均采用硬质塑料材料。

前面板4厚度为0.2mm，中间层5的厚度为12mm，刚性背板6的厚度0.2mm。沿着叶片横向，由三个矩形亥姆霍兹共振器单元3并联分布，三个矩形亥姆霍兹共振器单元3的长度l、宽度w、厚度h均相同，相应的正方形方孔41的边长w分别为1mm、3mm、5mm，廊道31的宽度w分别为1mm、3mm、5mm。使声波沿着垂直于叶片的方向入射，吸声效果见图9。图9中实线显示的是本技术的吸声曲线，在350Hz和720Hz有两个吸声峰值，吸声系数分别是1和0.99，吸声系数大于0.6的频率为260Hz～970Hz，在中低频范围内，且带宽710Hz。

为了便于比较传统的穿孔板吸声百叶窗的吸声效果，这里采用穿孔板厚度为0.2mm，穿孔板空腔的厚度为12mm，穿孔直径1mm，穿孔率0.5%，由硬质塑料材料制成。图9中虚线显示的是穿孔板吸声百叶窗的吸声系数，在730Hz和1460Hz有两个吸声峰值，吸声系数分别是0.78和0.44，吸声系数大于0.6的频率为630Hz～810Hz，在中频范围内，且带宽180Hz。

根据图9可知，在相同厚度的情况下，本技术提出的基于亥姆霍兹共振器单元的吸声百叶窗的吸声效果，明显优于传统的穿孔板结构的百叶窗。

本可吸收宽带低频噪声的百叶窗，与传统的百叶窗相比，除可用于通风、调节光线、保护隐私外，在叶片中设置亥姆霍兹共振器，还可以吸收低频宽带噪声，具有较为明显的降噪效果。

Claims

1.一种可吸收宽带低频噪声的百叶窗，包括窗框，摆动设置在窗框内的若干叶片，若干叶片均布在窗框内，其特征是，复合板式结构的叶片内均布以相同边长和厚度的回廊结构为共振腔的矩形的亥姆霍兹共振器单元；在同一排上的亥姆霍兹共振器单元，廊道的方向、宽度和长度相同，在同一列上的亥姆霍兹共振器单元，由内向外廊道的宽度渐小、廊道的长度渐大；所有亥姆霍兹共振器单元的颈部位于各亥姆霍兹共振器单元廊道的同一端，每个亥姆霍兹共振器单元的颈部为以该亥姆霍兹共振器单元廊道的宽度为边长的正方形。

2.根据权利要求1所述的可吸收宽带低频噪声的百叶窗，其特征是，叶片由前面板、中间层及刚性背板顺序贴合而成；中间层包括边框，边框内均布纵板和横板，纵板和横板交互固联，将边框均分为若干单元内框，在各单元内框的纵板上固联指叉交错等间距、周期性排列的指板，构成回廊结构；在前面板上开设正方形方孔用作亥姆霍兹共振器单元的颈部。

3.根据权利要求2所述的可吸收宽带低频噪声的百叶窗，其特征是，前面板的厚度0.2mm ～1mm，中间层的厚度7mm～12mm，刚性背板厚度0.2mm～1mm，回廊结构的壁厚0.2mm～1mm。

4.根据权利要求2所述的可吸收宽带低频噪声的百叶窗，其特征是，前面板、中间层和刚性背板选用的材料为金属材料或硬质塑料。