一种主被动结合吸声的门窗通风装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种主被动结合吸声的门窗通风装置，包括进出风口、通风风道、轴流排气扇、被动吸声装置和有源噪声控制装置。所述有源噪声控制系统包括有源控制器、外围电路、参考传感器、误差传声器和控制声源，所述控制声源和误差传感器置于出风口排气扇背侧，参考传感器置于进风口出。本发明使用轴流排气扇进行强制排风，对室内进行通风换气。在通风通道内壁敷设由吸声材料和吸声结构对中高频噪声进行吸声控制，应用有源噪声装置对低频噪声进行控制。本发明可放置在门窗任意一侧，具有较好地宽频吸声性能，既能提供良好通风性能，又能防治噪声污染。
【专利说明】
一种主被动结合吸声的门窗通风装置
技术领域
[0001]本发明涉及一种噪声控制系统和通风系统，特别是关于一种建筑门窗使用的噪声控制系统和通风系统。
【背景技术】
[0002]随着我国城镇化建设步伐的不断推进，我国城市噪声污染已经成为环境污染的重要组成部分，城市交通噪声、施工噪声、娱乐噪声等等无一不在影响人们的工作生活。而房屋的80%的噪音都是通过窗户和门进入的，要想获得宁静的生活，安装隔声门和隔声窗是较好地选择。但普通隔声窗存在“开窗吵死，关窗憋死”的问题，无法从根本上解决这个问题。
[0003]近年来兴起的通风隔声窗可以在一定程度上起到作用，一般通风隔声窗的吸隔声装置通常采用多孔吸声材料或共振吸声结构进行吸声，再配合S型的通风风道设计来进行噪声治理。但对于200Hz以下的低频噪声，以上措施很难起到作用。通风隔声窗的低频吸隔声能力将大幅度降低，从而极大地影响了隔声窗的实用性。
【发明内容】
[0004]针对上述问题，本发明的目的是提供一种小型的通风隔声装置，可广泛用于建筑门窗。可实现室内通风换气，同时对200Hz以下低频范围噪声具有较高的吸声性能，在100Hz-4000Hz频率范围内具有较高隔声量。本发明的主被动结合吸声的门窗通风装置体型小，可安装在门窗顶部或底部，也可以安装在隔声窗中挺位置，装置结构简单，便于加工制作。本发明的主被动结合吸声的门窗通风装置也可以直接与门窗型材结合，制作成主被动结合吸声的通风门窗型材，不但增加通风装在与门窗玻璃的密闭性，还不影响窗户正常采光。
[0005]本发明的上述目的是通过被动吸声结合有源噪声控制系统主动吸声的构思来达到的，其具体技术方案如下:
[0006]本发明的主被动结合吸声的门窗通风装置由通风风道、进风口、防尘罩、出风口和轴流排气扇构成的通风系统，微穿孔板和多孔吸声材料构成的被动吸声装置，参考传感器、误差传感器、控制声源、外围电路和有源控制器构成的主动吸声装置。
[0007]所述轴流排气扇放置在所述出风口处，气流由所述进风口流经所述通风风道后由所述出风口强制排出，为室内通风换气，构成通风系统。
[0008]所述微穿孔板与所述通风风道壁面围成封闭腔体，构成微孔共振吸声结构，所述多孔吸声材料充满封闭腔体构成了微孔复合共振吸声结构，该结构对中高频噪声有较好地宽频吸声效果。
[0009]所述控制声源和所述误差传声器均放置在轴流排气扇背侧，所述参考传感器放置在进风口处。所述误差传声器用于采集误差信号，所述参考传感器用于采集参考信号，误差信号和参考信号分别传输至所述外围电路，所述外围电路将接收的误差信号放大后传输至所述有源控制器，所述有源控制器基于误差信号和参考信号进行运算生成控制信号，并将所述控制信号传输至所述外围电路，所述外围电路对接收的控制信号放大后输入所述控制声源，所述控制声源以接收的控制信号对低频噪声进行控制吸收。
[0010]本发明的主被动结合吸声的门窗通风装置，其中所述轴流排风扇为小功率静音型排风扇，其功率为1.0W-10W，背景噪声级小于45dB。
[0011]本发明的主被动结合吸声的门窗通风装置，其中所述微穿孔板厚度为
0.3mm-1.5mm,其上的孔洞直径为0.2mm-0.8mm,其穿孔率为3% -10%,与通风风道壁面围成封闭腔体，构成微孔共振吸声结构.
[0012]本发明的主被动结合吸声的门窗通风装置，其中所述多孔吸声材料，具有阻尼吸声性能，填充在所述通风风道壁面与所述微穿孔板构成的封闭腔体内。填充的吸声材料为无机或高分子多孔吸声材料，如超细离心玻璃棉、岩棉、三聚氰胺开孔泡沫塑料、聚氨酯开孔泡沫塑料等。
[0013]本发明的主被动结合吸声的门窗通风装置，其中所述参考传感器为驻极体传声器，放置在所述进风口处。
[0014]本发明的主被动结合吸声的门窗通风装置，其中所述误差传感器为驻极体传声器，放置在所述出风口处。
[0015]本发明的主被动结合吸声的门窗通风装置，其中所述控制声源为扬声器，放置在所述轴流风扇背侧。
[0016]本发明的主被动结合吸声的门窗通风装置具有以下优点:
[0017]1、装置的通风系统可以使清新的空气源源不断的流入室内，达到换气通风的效果，此通风器保证在关窗的情况下一年四季都有清新的空气。
[0018]2、装置采用微穿孔板与通风风道壁面围成封闭腔体，构成微孔共振吸声结构，同时在封闭腔体中填充多孔吸声材料，从而构成了微孔复合共振吸声结构，该结构对中高频噪声有较好地宽频吸声效果。
[0019]3、装置参考传感器、误差传感器、控制声源、外围电路和有源控制器构成的主动吸声装置，运用有源噪声控制技术，充分利用有源控制技术在低频领域的独特优势，对噪声治理中最难处理的200Hz以下低频噪声进行针对性地治理，满足门窗的低频隔声需求。
[0020]4、本发明的装置外形美观，与隔音窗配合使用，与窗溶为一体，操作方便，维护方便。装置配置灵活，可根据建筑的特点选择最合理的位置。装置结构简单，便于规模化生产。
【附图说明】
[0021]图1是本发明主被动结合吸声的门窗通风装置的结构示意图。
[0022]图2是本发明主被动结合吸声的门窗通风型材的外形示意图。
[0023]图3是本发明主被动结合吸声的门窗通风装置的隔声性能曲线图。
【具体实施方式】
[0024]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0025]如图2所示，本发明的主被动结合吸声的门窗通风装置进行型材设计，制作成通风型门窗型材。所述型材主体为铝合金材质，由通风风道1、进风口 2、防尘罩12、出风口 3和轴流排气扇4构成的通风系统，所述轴流排气扇为德国进口静音轴流风扇，功率为5W，背景噪声42dB。所述型材上方与墙体相连，型材下方卡槽与玻璃固定连接。
[0026]所述进风口上方覆盖防尘罩，所述防尘罩同时具备挡雨功能，空气由所述型材下部进入。所述出风口设置不锈钢材质风扇防护网，防止异物进入风道破坏轴流风扇，如图2所示。
[0027]所述微穿孔板与所述通风风道壁面围成封闭腔体，构成微孔共振吸声结构，所述多孔吸声材料充满封闭腔体构成了微孔复合共振吸声结构，所述吸声材料为30.0mm厚的三聚氰胺泡沫塑料，其密度为8kg/m3 ;所述微穿孔板为厚度1.0mm的穿孔镀锌钢板，其上的孔径0.5mm ;穿孔率3% ο
[0028]所述控制声源和所述误差传声器均放置在轴流排气扇背侧，所述参考传感器放置在进风口处。所述误差传声器用于采集误差信号，所述参考传感器用于采集参考信号，误差信号和参考信号分别传输至所述外围电路，所述外围电路将接收的误差信号放大后传输至所述有源控制器，所述有源控制器基于误差信号和参考信号进行运算生成控制信号，并将所述控制信号传输至所述外围电路，所述外围电路对接收的控制信号放大后输入所述控制声源，所述控制声源以接收的控制信号对低频噪声进行控制吸收。
[0029]所述误差传声器采集的误差信号是实际声压，在所述控制声源对噪声源发出的声音信号控制前，误差传声器采集的误差信号为外界噪声源的初始噪声，对噪声源声音信号控制后，误差传声器采集的误差信号为噪声源初始噪声信号和控制声源输出的声音信号叠加之和。
[0030]在实施实例中，所述对放大后的误差信号进行控制的步骤包括以下步骤:
[0031 ] 1、使用白噪声对所述放大后的误差信号进行离线建模。
[0032]2、分别以10Hz和200Hz单频正弦波为参考信号对建模后的误差信号的10Hz和200Hz线谱分量进行模拟。
[0033]3、通过Fx-LMS算法对误差信号进行自适应控制，以误差传感器处声功率最小为控制目标函数。
[0034]图3为配置实施实例的主被动结合吸声的通风门窗型材的单层推拉窗隔声性能曲线图，测试三种状态下实施实例装置的隔声性能。状态1:主动控制系统关闭，轴流风扇关闭；状态2:主动控制系统关闭，轴流风扇开启；状态3:主动控制系统开启，轴流风扇开启。从测试结果可以看到，状态I和状态2情况下，实施实例的主被动结合吸声的门窗通风装置在主动吸声系统关闭时，该装置依靠被动吸声系统对噪声进行治理，装置A记权隔声量为36dB左右，但200Hz以下低频噪声的隔声量不到30dB，无法满足低频隔声需求。当实施实例的主被动结合吸声的门窗通风装置在状态3时，主动吸声系统开启，则装置的低频隔声性能有极大幅度的提升，200Hz以下低频噪声的隔声量超过40dB，装置A记权隔声量达到44dB，可以在通风条件下为建筑室内提供高隔声量的噪声防护性能。
【主权项】
1.主被动结合吸声的门窗通风装置，包括由通风风道(I)、进风口(2)、防尘罩(12)、出风口(3)和轴流排气扇(4)构成的通风系统，微穿孔板(5)和多孔吸声材料(6)构成的被动吸声装置，参考传感器(7)、误差传感器(8)、控制声源(9)、外围电路(10)和有源控制器(11)构成的主动吸声装置。其特征在于:所述轴流排气扇放置在出风口处，气流由所述进风口流经所述通风风道后由所述出风口强制排出，为室内通风换气。所述微穿孔板与所述通风风道壁面围成封闭腔体，构成微孔共振吸声结构，所述多孔吸声材料充满封闭腔体构成了微孔复合共振吸声结构，该结构对中高频噪声有较好地宽频吸声效果。所述控制声源和所述误差传声器均放置在轴流排气扇背侧，所述参考传感器放置在进风口处。所述误差传声器用于采集误差信号，所述参考传感器用于采集参考信号，误差信号和参考信号分别传输至所述外围电路，所述外围电路将接收的误差信号放大后传输至所述有源控制器，所述有源控制器基于误差信号和参考信号进行运算生成控制信号，并将所述控制信号传输至所述外围电路，所述外围电路对接收的控制信号放大后输入所述控制声源，所述控制声源以接收的控制信号对低频噪声进行控制吸收。2.根据权利要求1所述的主被动结合吸声的门窗通风装置，其特征在于:所述轴流排风扇(4)为小功率静音型排风扇，其功率为1.0￥-10胃，背景噪声级小于45(^。3.根据权利要求1所述的主被动结合吸声的门窗通风装置，其特征在于:所述微穿孔板(5)厚度为0.3mm-1.5mm，其上的孔洞直径为0.2mm-0.8mm，其穿孔率为3% -10%，与通风风道(I)壁面围成封闭腔体，构成微孔共振吸声结构。4.根据权利要求1所述的主被动结合吸声的门窗通风装置，其特征在于:所述多孔吸声材料(6)，具有阻尼吸声性能，填充在通风风道(I)壁面与微穿孔板(5)构成的封闭腔体内。5.根据权利要求4所述的主被动结合吸声的门窗通风装置，其特征在于:所述吸声材料(6)为无机或高分子多孔吸声材料，如超细离心玻璃棉、岩棉、三聚氰胺开孔泡沫塑料、聚氨酯开孔泡沫塑料等。6.根据权利要求1所述的主被动结合吸声的门窗通风装置，其特征在于:所述参考传感器(7)为驻极体传声器，放置在所述进风口(2)处。7.根据权利要求1所述的主被动结合吸声的门窗通风装置，其特征在于:所述误差传感器(8)为驻极体传声器，放置在所述出风口(3)处。8.根据权利要求1所述的主被动结合吸声的门窗通风装置，其特征在于:所述控制声源(9)为扬声器，放置在轴流风扇(4)背侧。
【文档编号】E06B5/20GK105986746SQ201510093881
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年3月3日
【发明人】唐俊
【申请人】苏州静声泰环保科技有限公司