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1、10申请公布号CN102364002A43申请公布日20120229CN102364002ACN102364002A21申请号201110256342622申请日20110901E04F17/04200601E04B1/9920060171申请人南京大学地址210093江苏省南京市汉口路22号72发明人黄华华邱小军54发明名称一种无源干涉式通风隔声窗57摘要本发明公开了一种无源干涉式通风隔声窗的设计方法该窗户主要由一个Z型和一个倒“几”字型通风管道组成；噪声在这两个通风管道内传播的声程差为主要噪声1/2波长的奇数倍；这两个通风管道在建筑物内部进风口之前汇合，管道内传播的噪声在汇合处进行干涉抵消。
2、，达到降低低频噪声的目的；此窗户预设三种工作状态，分别为自由通风、通风降噪和强降噪状态。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图3页CN102364021A1/1页21一种无源干涉式通风隔声窗由一个Z型通风管道、一个倒“几”字型通风管道和若干普通窗户组成。2如权利要求1所述的Z型通风管道，其特征在于朝向建筑物外部的开口为入风口，朝向建筑物外部的内开口为建筑物内部进风口；当内外开口错开时，便形成了一个可阻挡噪声直接进入建筑物内部的Z型通风管道；在管道上下壁面铺设吸声材料以降低声压。3如权力要求1所述的倒“几”字型通风管道，其特征在于管道形状为倒立。
3、的“几”字，其外部入风口与Z型通风管道的入风口相邻且面积相等；它与Z型通风管道在Z型管道内开口之前汇合。4如权力1所述的若干普通窗户，其特征在于分布在Z型、倒“几”字型管道和建筑物墙体之间，通常为双层玻璃隔声窗。5如权利1所述的无源干涉式通风隔声窗，其特征在于预设三种工作状态自由通风状态，即所有窗户都打开；通风降噪状态，即打开部分窗户，使Z型和倒“几”字型通风管道内传播的噪声在汇合处进行干涉抵消；强降噪状态，即所有窗户都关闭。权利要求书CN102364002ACN102364021A1/3页3一种无源干涉式通风隔声窗一、技术领域0001本发明涉及一种无源干涉式通风隔声窗的设计方法。二、背景技术。
4、0002我国2002年发布的室内空气质量标准GB/T188832002规定住宅和办公建筑室内新风量标准为每人30M3/H。为节约能源，实现低碳生活，需要打开窗户进行通风换气，然而交通噪声和生活噪声等会随着打开的窗户进入室内，因此开发一种既能自然通风，又能有效降低进入室内噪声的窗户具有重要的意义。0003对于自然通风隔声窗，国内外相关研究已取得一定进展。学者KANGJ，BROCKLESBYMW，FEASIBILITYOFAPPLYINGMICROPERFORATEDABSORBERSINACOUSTICWINDOWSYSTEMS，APPLIEDACOUSTICS66，PP669689，2005；。
5、俞悟周，王佐民，一种新型高效自然通风隔声窗的设计与实验，环境工程，26，PP9699，2008将双层窗户的内外开口错置以隔绝直达声，在窗户内部放置透明的微穿孔薄膜来降低进入室内的噪声。利用窗户外开口、窗户内部和窗户内开口构成的气流通道和室内与室外的气压差，可实现室内与室外的气流交换。当户外风速为1525M/S时，通风隔声窗出风口平均风速为07M/S，通风量为28M3/H。通风隔声窗开启时的隔声指数为28DB。此错置型自然通风隔声窗使用的是被动吸声降噪，其低频降噪效果有限。学者NISHIMURAY，NISHIMURAS，NISHIMURAT，YANOTSOUNDPROPAGATIONINSOUN。
6、DPROOFINGCASEMENTWINDOWSAPPLIEDACOUSTICS70，PP11601167，2009优化了窗扉式自然通风隔声窗的进风口和出风口的位置，在中高频实现了一定的降噪效果。学者HUANGH，QIUX，KANGJ，ACTIVENOISEATTENUATIONINVENTILATIONWINDOWS，JOURNALOFTHEACOUSTICALSOCIETYOFAMERICA，130，PP113，2011运用有源噪声控制技术，提高了错置型自然通风隔声窗的低频隔声性能。0004CN101220726公开了一种通风隔声窗，包括安装在窗洞中的内、外两层窗框，双层窗框之间的空腔分隔。
7、成多个腔体以自然通风同时衰减噪声传入；CN1482341公开了一种全透光通风消声窗，包括两层玻璃、微穿孔板、消声风道、换气风机、进气口、出气口，是采用机力强制通风的同时使用消声风道衰减噪声传入；CN101220726和CN1482341等公开的专利中描述的通风隔声窗设计都是在通风的同时，使用吸声的方式来降低噪声，其低频降噪能力有限。CN101881119A公开了一种在自然通风的同时能有效衰减噪声尤其是低频宽带噪声传入的有源降噪推拉窗结构，并在实际隔声室实现该系统，该通风窗采用耦合的有源控制系统，系统结构相对复杂，对控制系统硬件结构要求严格，同时在进一步扩展上存在一定的局限性；CN1018520。
8、56A公开了一种有源通风隔声窗概念，仅给出一些有源噪声控制的基本原则，没有给出具体的技术实现途径。CN101881119A和CN101852056A等公开的专利中描述了自然通风有源隔声窗，虽然窗户低频隔声性能得到了提高，但实现成本较高，难以被普通住户接受。0005利用声波干涉相互抵消作用，本发明涉及一种无源干涉式通风隔声窗的设计，其特点是建造成本低，设计简单。说明书CN102364002ACN102364021A2/3页4三、发明内容00061发明目的本发明的目的是提供一种无源干涉式通风隔声窗的设计方法，以提高其低频降噪性能。00072技术方案如附图1和2所示，为达到上述发明目的，本发明的无源。
9、干涉式通风降噪窗户主要包括一个Z型的通风管道、一个倒“几”字型的通风管道和普通窗户4A和4B。其中Z型和倒“几”字型通风管道的入风口1和2的面积相等；Z型和倒“几”字型通风管道截面的各边尺度不应超过主要噪声波长的1/2；声波在Z型和倒“几”字型通风管道内的声传播路程差为主要噪声1/2波长的奇数倍；Z型和倒“几”字型通风管道在Z型通风管道内开口3前汇合；在Z型通风管道上下壁面铺设吸声材料8，使在Z型和倒“几”字型通风管道内传播的噪声在汇合处幅度相近。外界新鲜空气可以通过这两个通风管道由进风口3进入室内，满足室内通风需求。0008本发明的原理是本发明利用Z型和倒“几”字型通风管道内的声波在进入室内。
10、之前进行干涉式抵消，以降低室内噪声。0009本发明的有益效果是本发明的通风隔声窗在低频具有比传统通风隔声窗只包含Z型通风管道更好的降噪效果。本发明的通风隔声窗建造成本远低于有源通风隔声窗的实现成本。四、附图说明0010图1是无源干涉式通风隔声窗的三维立体结构图。0011图2是无源干涉式通风隔声窗的正视图。0012图3是图2的AA剖面示意图。0013图4是数值仿真分析所得各类窗户隔声量曲线。五、具体实施方式0014下面通过实例对本发明进行详细说明。0015如图1所示，Z型和倒“几”字型通风管道的入口分别为1和2，每个入口都有对应的室内和室外窗，分别为1A、1B、2A和2B。朝向室内的进风口为3，。
11、对应的室内和室外窗为3A和3B。如图2所示，4A为位于Z型和倒“几”字型通风管道之间的普通窗户。4B为位于室内通风口下部的普通窗户。4A和4B均为普通双层玻璃窗户。为使构图清晰，图1中并未画出窗户4A和4B。Z型和倒“几”字型通风管道在5处汇合。6为外部噪声和气流在Z型通风管道内的传播路径。7为外部噪声和气流在倒“几”字型通风管道内的传播路径。8为Z型通风管道内上下壁面所铺设的吸声材料，在以下实例中，为3CM厚的普通岩棉。0016此窗户预设三种工作状态自由通风、通风降噪和强降噪状态。自由通风是指窗户1A、1B、2A、2B、3A、3B、4A和4B都打开，实现最大限度自由通风的工作状态。通风降噪是。
12、指将窗户1A、2A和3B打开，窗户1B、2B、3A、4A和4B关闭，实现有限通风，同时降低室内噪声的工作状态。强降噪是指窗户1A、1B、2A、2B、3A、3B、4A和4B都关闭，实现最大限度降噪的工作状态。0017接下来将给出在通风降噪状态下，由引入倒“几”字型通风管道而增加的低频声衰说明书CN102364002ACN102364021A3/3页5减量。以长度L1至L7分别为02M、08M、02M、04M、04M、04M和02M，所有通风管道内径厚度为02M为例。噪声在Z型通风管道内的传播路程6可近似为00180019噪声在倒“几”字型通风管道内的传播路程7可近似为00200021因此，噪声在。
13、Z型和倒“几”字型通风管道内的声程差为00220023计算可得此声程差为1M。当此声场差为1/2波长时，由FC/C为声速，取为344M/S，为波长可得，主要降噪频率应为172HZ。0024双层玻璃窗户由厚度为1CM的有机玻璃板组成，间隔为02M，其隔声量曲线可由工程经验公式计算而得DAVIDA，COLINH，ENGINEERINGNOISECONTROL，LONDONANDNEWYORKSPONPRESS，2003。Z型通风管道和Z型与倒“几”字型通风管道组合的隔声量可通过有限元数值仿真分析而得。普通通风隔声窗的隔声量为双层玻璃窗户和Z型通风管道的组合隔声量。干涉式通风隔声窗的隔声量为双层玻璃。
14、窗户和Z型与倒“几”字型通风管道的组合隔声量。0025其中，组合隔声量的计算公式为00260027式中SI为第I个构件的面积，RI为第I个构件的隔声量。0028图4给出了在100至1000HZ内，双层玻璃窗户完全关闭、普通降噪窗户只包含Z型通风管道和本专利所述干涉式降噪窗户的1/3倍频程隔声量曲线。可以看到由于引入了倒“几”字型通风管道，中心频率为200HZ的1/3倍频程频段新增降噪量最大，与上述172HZ存在少量偏差，这是由于上述声程差为近似结果，并非准确值。另外可以看到，在其他1/3倍频程频段内，也存在一定的新增降噪量。这说明此无源干涉式通风隔声窗的低频隔声性能优于只有Z型通风管道的普通通风隔声窗。说明书CN102364002ACN102364021A1/3页6图1说明书附图CN102364002ACN102364021A2/3页7图2图3说明书附图CN102364002ACN102364021A3/3页8图4说明书附图CN102364002A。