本创新设计提出了一种折叠式隔音通风窗结构,该结构由多个直四棱柱形的基础单元组成,每个单元包含两个正方形底板和四个矩形侧板。这些基础单元分为第一单元和第二单元,以行列式方式排列,且底板保持在同一平面上,单元间相互交错。单元之间通过转动连接,形成田字形布局,其侧板围成通道,允许声音和空气流动。随着单元的转动,通道截面在闭合、菱形和正方形之间变化,从而根据隔音需求调整设计,实现隔音与通风的平衡,并可通过组合不同隔音层扩展隔音频率范围。
背景技术
伴随着城市化的进程,各类噪声污染日趋严重,隔声窗作为一种便利且性能良好的隔音措施,越来越受到关注。消音和降噪是传统窗户中两个无法同时达到的功能,打开窗户可以进行通风,但同时噪音也会毫无阻碍的进入房间。机械式通风隔声窗多数是在封闭的窗户上安装通风管道,利用风扇等机械手段来通风换气,使用具有机械通风功能的隔音窗能够带来足够的降噪量和通风量,但是,它可能会引入新的噪声源并且还需要消耗一定的能量。
目前现有的消音通风窗主要采用交错窗结构。交错窗是由隔开一定距离的双层或者多层玻璃组成,玻璃的内层或者外层分别具有错开的、向内向外的开口,他们的位置是错开的,这样的设计是的声音通过“Z”型的通道进入房间。为了提高交错窗的消声效果,双层玻璃间的通道可以加入吸音材料(如泡沫盒微孔板),或者隔音屏障。也有学者将主动降噪功能与交错窗相结合,取得了一定的效果,但这些材料和设施占用了交错窗已经很狭窄的风道,而且主动降噪系统的耐用性和稳定性也无法保障。
有学者通过嵌入“长方体”或者“平行六面体”的谐振腔组成设计隔音窗,也有研究基于声衍射理论和声学超材料理论开发出隔音窗,通过在玻璃中嵌入三维谐振器也可以实现通风隔音的效果。此外,一些多孔材料和声学超材料也可以同时实现通风和静音,但是这些都需要较小的通风通道,从而限制了空气交换效率。
但是,上述现有的设计方案很难对变频噪声进行消音,也无法灵活的调整通风性能,因此,需要一种新颖的窗户设计来实现有效的通风和具有较长带宽的频率噪音的可调节降噪。
实现思路