通风隔声窗的隔声性能研究

摘要：通过对通风消声箱与双层窗户的整合研究，故针对装上消声箱后的通风隔声窗，探讨其传声损失频率特性与传统均值单层窗的差异。通过分别对安装 0片、2片、4片消声片后通风隔声窗的传声损失频率特性，可知通风隔声窗隔声性能取决于消声片数，从0片提升至2片计权隔声量从21dB提升至32dB。4片消声片下通风隔声窗的计权隔声量值达34dB以上，具有良好的隔声性能。

关键词：通风窗;隔声窗;性能;研究

中图分类号：TU976;TU112.59         文献标识码：A

收稿日期：2020-05-29

作者简介：廖俊彦（1982—），男，讲师，硕士，研究方向：环保工艺设计。

1 通风隔声窗的频率特性

未采用消声百叶，即0片消声片时，隔声窗的传声损失频率特性如图1所示，安装2片消声片的频率特性如图2所示，可知整体传声损失比0片时提升不少。频率特性为低频范围呈现平坦状，之后随频率增加而传声损失也随之提高，中频段约增加10dB，至高频出现吻合效应时，传声损失有逐渐下降的趋势。

而安装4片消声片的频率特性如图3所示，可以发现整体传声损失频率特性比上述两种情况提升不少，其频率特性为低频呈平坦状，但其1/3倍频带的传声损失值从中频至高频均呈现逐渐增加的特性，但高频部分的傳声损失在5000Hz时因玻璃的吻合效应而出现下降的趋势。

2 通风隔声窗传声损失与质量定律的关系

一般质量定律仅适用于均质单层板，为了解此型式设计的通风隔声窗传声损失效果，通过质量定律计算出其传声损失值，探讨其传声损失的频率特性[1]。通过对20cm厚空气层与4片消声片组成的消声箱测试发现，实验室测得的传声损失值与质量定律计算值大致接近，尤其在低频段的传声损失值与质量定律趋近于吻合。若增加消声箱长度，在中频段的传声损失比质量定律更高，如60cm长度消声箱在500Hz的传声损失高出10dB、1000Hz高出13dB，探究其原因，乃中间空气层的附加隔声效果所导致[1];而至高频5000Hz因吻合效应影响则导致传声损失值下降。另外，在40cm空气层方面研究所示，中频段的传声损失亦比质量定律高，如60cm 消声箱长度在500 Hz比质量定律高11dB、1000Hz高出14dB，整体而言20cm与40cm空气层的所有通风隔声窗试体在4片消声片情形下依循质量定律关系。

综合上述可知，传声损失在低频时与质量定律结果相似，而在中高频范围有较佳的传声损失。本研究的通风隔声窗因有留设中间的空气层，因此对于中高频范围的传声损失值有较好的提升。

3 通风隔声窗与一般隔声窗的频率差异

本研究的通风隔声窗型式设计，在窗框部分有留设消声箱的开口，该开口使用3cm厚的木芯板填塞，探讨本文的通风隔声窗与双层隔声窗隔声性能与频率特性的差异[2]。

本研究在预备测试阶段必须首先确定窗框的两个消声箱开口及一个玻璃开口的隔声量，因消声箱开口的填塞木芯板后的隔声量需大于玻璃的隔声量，其主要原因为一般隔声窗并无如同本研究相同的通风消声箱开口，如消声箱填塞木芯板后的隔声量小于玻璃隔声量也不合理，故预备测试阶段需排除此项干扰[2]。实验发现需填塞两块 3cm厚的木芯板隔声量才与玻璃隔声量相当，故以填塞两块木芯板以模拟一般的隔声窗。

本研究型式设计的通风隔声窗与一般双层隔声窗隔声性能比较，取相同10mm厚玻璃的双层隔声窗与通风隔声窗进行比较，发现隔声性能主要差别于低频部分，一般双层隔声窗在低频隔声性能比通风隔声窗约差5～10dB，中频则差异不大，但在高频部分在 4000Hz与5000Hz 的频率上，通风隔声窗比一般双层隔声窗的隔声性能优异[2]，平均亦可提升5～10dB，本研究测试以本试体改造比较优先，故在与一般隔声窗测试比较案例有限，通风隔声窗与一般隔声窗的隔声差异比较还待更多的实验检测。

在隔声频率特性比较方面可知通风隔声窗与一般双层隔声窗差异不大，两者皆呈现为低频至高频缓升的情况，并不能完全反映出装填玻璃之后的传声损失特性，主要原因为本研究型式设计的通风隔声窗与本研究改造的一般双层隔声窗在构造上有间隙的存在，虽玻璃板与窗框接缝皆以用油土填封，但通风隔声窗因装设通风消声箱，因窗缝漏声导致隔声窗的平均隔声量下降。

4 质量定律理论值与实验值的比较

通风隔声窗的传声损失值，在低频范围有低频共振现象，高频处有吻合效应频率产生，此两种频率范围均会造成传声损失值下降的原因，因此需将理论计算值与实验测试值相比以验证其正确性。理论计算结果与实验测试值比较如表1所示，选择对象试体以变换玻璃厚度与空气层为主，分别为20cm空气层的5mm与10mm玻璃（试体A、B），以及40cm空气层的5mm与10mm玻璃试体（C、D）为比较对象，可知低频共振频率理论值与实验值差异较大，中高频吻合频率的理论值与实验值相近，探究低频差异的原因，可能为消声箱使双层窗为流通状态，造成声音的能量透射入双层窗内明显增加，导致入射频率与双重窗的固有频率趋近，造成低频理论值与实验值的差异。

5 总结

综合所有试体趋势亦大致相同，0 片消声片下尽管增加消声箱长度，隔声性能仍改善有限，计权隔声量RW值均不超过21dB;2片消声片隔声性能比0片消声片更显优异，如增加消声箱长度后RW值最高达32dB。由此可知，通风隔声窗隔声性能取决于消声片数，0片消声片下RW均不超过21dB，提升至2片消声片可发现性能明显提升，RW值最高已达33dB，装满4片消声片下通风隔声窗隔声性能为最优，在4片消声片的试体，RW值在34 以上。在各因子最佳配置下（即60cm消声箱长度、10mm厚双层玻璃、40cm空气层、4片消声片），其RW值达40dB，具有良好隔声等级评价。

另外，以雙层5mm玻璃，搭配30cm消声箱的试体，计权隔声量RW值达34dB以上，显示此基本型式已具备良好的隔声性能。

参考文献：

[1]于明忠.保温隔声铝塑铝窗型材[J].中国建材，2004（03）：10.

[2]梁海娟，史建平，王苗.铝合金隔音窗在室内噪声控制中的应用[J].世界有色金属，2016（10）：65-66.

Abstract： Through the integration study of the ventilation muffler box and double-layer windows， the difference between the frequency characteristics of the sound transmission loss and the traditional average single-layer window is discussed for the ventilation sound-insulated window after the muffler box is installed. According to the frequency characteristics of the sound transmission loss of the ventilation sound insulation window after installing 0 pieces， 2 pieces， and 4 pieces of silencers， it can be seen that the sound insulation performance of the ventilation sound insulation windows depends on the number of silencers， from 0 to 2 pieces. The weighted sound insulation has been increased from 21dB to 32dB. The weighted sound insulation value of the ventilation sound insulation window under the 4 pieces of muffler is more than 34dB， which has good sound insulation performance.

Key words：Ventilation window; Sound insulation window; Performance; Research