CN2584777Y - 通风隔音复合玻璃 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于建筑材料领域内的一种新型复合玻璃产品，可用于建筑物的门窗，达到在通风、采光的情况下，将室外的噪声吸收或者阻挡在窗外的目的。本实用新型通过采用多层透明(PVC有机塑料或石英)玻璃材料并在每两层玻璃之间设有一层栅格支架复合制成。在栅格支架的侧壁中部连续开有多个小孔，并分别在每行相邻的空腔的不同方向的玻璃面上开有多个(或一个)通风孔。这种结构对直线流动的气流的阻力不大，气流通过量与相同尺寸的直缝基本相同。但是，当以波动方式前进的声音波从室外方向传入空腔时，由于空腔的扩张作用声波强度将大大衰减，同时声波进入空腔后还将在空腔内壁之间不断进行反复折射，通过多次振荡消能和孔壁的吸收，最后仅有极其少量的声波可以从室内方向的开缝中传入室内。因而，可以达到通风并阻挡噪声传入室内的目的。其工作原理如图所示。

Description

通风隔音复合玻璃

本实用新型属于建筑材料领域内的一种新产品，可应用于工业、民用建筑物的门窗，达到在通风采光的同时大大降低室内噪声污染的效果。

建筑、住宅受到噪声污染是伴随着城市化出现的问题。近年来，随着人民的生活质量的提高，这一问题已经逐渐引起人们的关注。虽然在一些高档次建筑物中可以采取封闭窗户，加装室内通风道和空调器调节温度的办法降低噪声影响，但由于能耗较大，很难在一般的民用建筑中普及。进一步查阅有关专利资料，虽然也有一些关于降低窗户噪声的相关技术，但本人认为都存在一定的缺陷，很难在实际中广泛的推广、应用。所以，目前很多家庭还是只能在接受噪声侵扰，和紧闭窗户放弃通风之间进行选择。

本实用新型产品可以达到使建筑物的门窗在通风、采光的情况下，将室外的噪声吸收或者阻挡在窗外的目的。随着城市规模的扩大和现代化的进程，高楼林立、车流加大、道路增加是必然的趋势。以北京为例，不仅普通道路迅速增加，立交桥、高架路也到处可见。现在，越来越多的居民成为临街住户，交通噪声扰民的问题目益突出。最近为适应不断增长的交通压力，新开通了城市轻轨铁路。它在提供给人们方便快捷的交通方式的同时，也不可避免地使居住在附近的居民受到交通噪声侵扰。据统计，在北京这样的大城市里，至少有近20％的住户不同程度的遭受到城市噪声侵扰，其中有些居住在主要道路两边的住户，由于噪声严重几乎常年不敢开窗户。在某种程度上，可以说噪声污染正严重的影响着城市居民的生活质量。为解决这一问题，本实用新型利用声学原理设计出一种新的产品-----通风隔音复合玻璃。它不需要对原有建筑物窗户结构进行任何改动，只需要在原窗户上将纱窗更换成新型通风隔音玻璃即可。经试验，用其替代现有建筑物窗户上的纱窗，可以减少室外噪声达80％以上。并同时达到隔音、通风、采光的效果，具有较高的实用价值。此外，用本实用新型产品制作公路两侧的隔音墙也比一般的玻璃幕墙隔音效果好。因为，普通玻璃幕墙仅仅是能将噪音反射回去，因而，必将增大相反方向的噪音强度。如采用本实用新型产品，用带有消音孔的复合玻璃材料制成的隔音墙，不仅声波反射率很低，而且有很大部分声波通过孔内的多次折射后，能量被吸收，可以在隔音的同时还起到消音的效果。

本实用新型通过采用双层(或多层)透明(PVC有机塑料或石英玻璃)材料并在两层玻璃面之间设有一层格栅支架复合制成。粘结固定后使整个复合玻璃形成多个网状格栅的方形的空腔。在两层玻璃面之间的格栅支架的四壁方向上分别连续开有多个小孔，使各个相邻的空腔通过格栅支架上的这小孔互相连通。每行相邻的空腔分别在不同方向的玻璃面上中央处开有圆孔。(单孔结构)孔的直径约为空腔格栅的三分之一到四分之一。当这样结构的复合玻璃安装在窗户上时，因为每个空腔只有室外或室内一个方向的开孔，室外空气要进入室内必须先从窗外面的圆孔进入空腔，通过格栅支架的连通孔进入相邻的空腔，然后再穿过该空腔室内方向的圆孔进入室内。这种结构对直线流动的气流的阻力不大，气流通过量与上开有相同尺寸圆孔的单层玻璃基本相同。但是，当以波动方式前进的声音波从室外方向进入空腔后，由于空腔的扩张作用声波强度将大大衰减，同时声波进入空腔后，还将在空腔内壁之间不断进行反复振荡折射，通过多次折射消能和孔壁的吸收，声波强度大大降低。只有少量的声波可以通过空腔之间的连孔进入相邻的空腔。进入相邻的空腔后，已经衰减的声波还要在经历一次相同的反复折射、消能和孔壁的吸收作用。最后仅有极其少量的声波可以从室内方向的圆孔传入室内。因而，通过两次空腔的衰减、吸收和振荡消能，复合玻璃可以达到阻挡噪声传入室内的目的。

本实用新型的产品在窗体结构中的位置和作用类似纱窗，与普通纱窗相比，它可以在部分保留窗纱采光、通风的同时阻挡噪音进入室内，其作用也可以认为是一种可除噪音的纱窗。可以部分的解决目前建筑物门窗在保持自然通风状态下，无法克服噪声干扰的问题。与现在建筑物普遍采用的普通玻璃门窗，只能放弃通风、紧闭门窗，被动的防止噪声的办法相比也具有明显的优越性。特别是在自然温度事宜，不需要开启空调的季节里，完全可以通过本产品开窗换气调节室内温度节省大量的能源。根据有关资料，欧洲专利(EF87486)和我国专利(2324473)都提出过在密封窗户的同时，在窗框外加设通风孔的方案。其作用十分类似我国民间常用的“风斗”。但由于结构复杂，效果相当于在大窗户的边上又开小窗，小窗的密封保温又引出新的问题，不易在普通建筑物中广泛推广应用。还有相关专利技术(申请号：88109042、97106993和97207253)也提出过具有透气隔音效果的夹层玻璃。但归纳其各种方法的消音作用仅是依靠声波在两层玻璃之间有一定通道和吸音材料，迫使空气在两层玻璃间的通道内流动一定的距离，从而达到透气和消音的目的。由于该方案消音效率较低，要达到可观的消音效果必须增加流动距离，因而结构形式对进风口的限制较大，不能很好的起到通风作用。本实用新型的消音方案充分利用声波特性，通过多次空腔内扩张和腔内壁多次反射消能的作用。提高了消音效果，从而可以减少气流在两层玻璃之间的绕流距离，加大通风量。使产品的通风和隔音效果都同时加强。此外，与另一种通风隔音复合玻璃(条栅形)(专利申请号：02244036.4)相比，本实用新型具有结构对称，整体强度高和隔音效果更好的特点。特别适用于结构强度要求高的情况。但是，在相同的玻璃面积上比较，本产品的最大通风量不如条栅形通风隔音复合玻璃结构。

图1是本实用新型(单层腔)复合玻璃结构的正视图、A-A截面的剖视图。

图2是本实用新型(单层腔)复合玻璃结构的工作原理平面示意图。

图3是本实用新型的(双层腔)复合玻璃结构正视图和A-A截面的剖视图。

图4是本实用新型的(双层腔复合玻璃结构)工作原理平面示意图。

图5是多孔结构复合玻璃的正视图。

图6是多层腔、多孔、对称结构复合玻璃的正视图和剖视图。

图中所示：1、气流，2、声波，3、玻璃，4、隔栅支架，5、连通孔(隔栅支架上的)，6、通风孔(玻璃层上的)。

图1中，上下两层为带有通风孔的玻璃(3)，中间是格栅支架(4)层。结构是由两层玻璃(3)和一层格栅支架(4)组成的单层腔复合玻璃结构，格栅支架(4)应该用吸音材料制造，以保证结构较好的隔音效果。

如图2所示，本实用新型利用气流(1)和声波(2)具有不同的传播方式的特点，使复合玻璃的结构容许气流(1)顺利通过，而对声波(2)进行阻档和吸收，其工作原理。这种结构对直线流动的气流(1)的阻力不大。但是，当以波动方式前进的声音波(2)从室外方向传入空腔时，由于空腔的扩张作用声波(2)强度将大大衰减，同时声波进入空腔后还将在空腔内壁之间不断进行反复振荡折射，通过多次折射进行碰撞消能和孔壁的吸收，声波(2)强度大大降低，只有少量的声波(2)进入相邻的空腔。进入相邻的空腔后，声波(2)还要再经历一次相同的反复折射消能和孔壁的吸收过程。这样通过两次空腔的衰减、吸收和振荡消能，复合玻璃结构就可以达到不阻挡气流而仅仅阻挡噪声传入室内的目的。

如图3所示的结构是由三层玻璃(3)和两层格栅支架(4)组成的。这种结构实际上相当于将两个单层腔的复合玻璃结构对称重叠，同时省去一块在重叠结构中不再起任何作用的中间的玻璃(3)。

由图4可见，这种结构特点是可以在不减小结构通风量的情况下，起到迫使气流(1)和声波(2)多经过两个空腔的作用，从而增加结构的隔音能力。

图5是多孔结构复合玻璃的正视图，为便于表达，本文主要以单孔(指在一个格栅空腔的玻璃面上)结构为主进行了介绍。实际上，当材料和加工工艺容许时，采用多孔形式更好。图5所示的结构的特点是两层玻璃的开孔反对称。

图6所示的是三层空腔结构的复合玻璃，这样可以保证气流(1)和声波(2)必须经过三个空腔才能穿过玻璃，取得较好的隔音效果。该结构与图5所示的结构的区别在于最外面两层玻璃的通风孔是对称的。这种结构的特点是通风孔(6)增多、通风量加大，所以，有条件的情况下，最好使用多层空腔的复合玻璃，以加强隔音和通风的效果。对于这样的结构，还可以适当减少或取消格栅支架(4)侧壁上的连同孔(5)。这对结构的隔音效果影响不大，但可以大大简化加工工艺。

本实用新型产品的结构复杂制造过程比较困难，无法采用一次模压成型，对于批量定型产品可采用分层制造模压粘接成型。此外，为适应不同的隔音、通风和采光的效果，本实用新型产品原则上对产品通风孔的数目和直径没有严格的规定，可以根据具体用户对通风、采光、降噪音的侧重程度适当的调整。为便于表达，本文主要以单孔(指在一个格栅空腔的玻璃面上)结构为主进行了介绍。但实际上多孔结构的隔音效果更好。当对结构的隔音要求较高时，可减小通风孔的直径同时增加开孔的数目。这样，即使在多个小孔与一个大孔的面积相等时，单孔与多孔结构的通风量相等，但是，由于声波的特性多孔结构复合玻璃的消音效果可大大的提高。因此，只要材料特性以及加工工艺容许，应该首先选择多孔结构。同样，为便于表述，本说明书中主要以单层腔的复合玻璃结构介绍为主。实际上，只要窗户厚度容许，多层腔结构的隔音效果要好得多。此外，在制造多层腔结构的复合玻璃时，由于对中间层的玻璃没有强度要求，可以尽量的减薄和采用不同的材料，以降低整个结构的厚度。中间层玻璃上的开孔也不必一定与外层玻璃相同(本说明书中为便于表述采用完全相同的结构)，应该尽量的增加孔的数量减小直径，这样会有利于增加结构整体的隔音的效果。如果，实际情况要求结构的通风和隔音效果都比较高，就应该尽量采用(多层腔)对称多孔结构的复合玻璃(如图6)。该结构的通风量可以比反对称的复合玻璃结构增加一倍。其结构的制造工艺复杂，但是，通风、隔音的效果最佳。

Claims (1)

1、一种可通风隔噪音的复合玻璃，它由多层开有若干圆孔的透明(石英或有机塑料)玻璃(3)层和每两层中间夹有一层特制的方格形隔栅支架(4)层复合制成，其特征是：多层玻璃(3)的每两层玻璃(3)中夹有一层特制的格栅支架(4)粘结固定，使整个复合玻璃结构形成多层方格网状的栅格空腔，并在每个空腔的两层玻璃(3)面中的某一玻璃(3)面上和四周格栅支架(4)的侧壁上开有多个(或一个)小孔---连通孔(5)，使各相邻的空腔通过格栅支架(4)上的这些连通孔(5)互相连通。

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