[实用新型]一种隔音通风结构

说明书

本实用新型属于声学技术领域，具体涉及一种基于空间盘绕和亥姆霍兹共振原理的隔音通风结构。结构整体是长方体结构，结构分为三个部分，一部分为空间盘绕结构，一部分为亥姆霍兹谐振腔结构，一部分为通风区域。空间盘绕结构部分分为上下两层，两层结构相同。其本质是声音通过曲折的路径致使声音的能量耗散，以达到隔音的效果。亥姆霍兹谐振腔结构部分，其作用原理是外界的噪声频率与腔体固有频率相同时，腔体产生共振，以达到隔音效果。该隔音通风结构能够在实现有效隔音的基础上，保证室内一定的通风效果。

技术领域

本实用新型涉及声学技术领域，尤其涉及一种基于空间盘绕和亥姆霍兹共振原理的隔音通风结构。

背景技术

随着社会与经济的快速发展，人们的生活水平逐渐提高。随之而来的各种噪声问题也日益凸显出来，如汽车、高铁等交通工具行驶，工人施工，空调等所产生的生活噪声。噪声对人类的听觉系统的影响最大，长时间的噪声会对听力造成一定程度的损伤，甚至会发展成为永久性听阀位移。至此，噪声污染已经成为全球人民共同面临的问题之一。对于日常生活中的噪声控制，在建筑学上基本都是采用双层玻璃的隔断方式。但是随着人们对室内空气质量的要求越来越高，使用传统的双层玻璃的隔断方式难以满足隔音通风的需求。因此，隔音通风成为现代建筑研究中亟需解决的问题之一。

由于噪声污染对人们生活的影响越来越大，用于隔音降噪的声学超材料逐渐进入人们的视野。首先，超材料的概念是起源于电磁学，是由Veselago教授在1968年提出来的。经过对超材料的不断研究，使得超材料出现了许多分支，其中声学超材料就是超材料最重要分支之一。声学超材料是Liu教授等人最先提出来的，他们所发现的结构在低频段会出现局部共振，从而达到良好的吸声效果。经过几十年的深入研究，声学超材料在声隐身，声学透镜，超常声音传播和吸声降噪等领域有着许多的应用与创新，隔音通风这一课题也是声学超材料主要研究方向之一。

在隔音通风方面，一些传统技术被应用在高楼的透明窗板上，例如双幕叶系统；百叶窗上加设吸声材料(聚亚安酯聚合体)；在相对错开的窗户中间加设声子晶体和在透明窗户内加设亚波长直径的中心孔等等。目前，除了这些传统技术上的隔音通风结构，通风隔音结构可以大致分为以下几种类型：薄膜型结构、空间盘绕结构和亥姆霍兹共振型结构。本实用新型是基于空间盘绕和亥姆霍兹共振的原理进行设计的隔音通风结构，可以实现较低频频率范围内的隔音和一定程度上的通风。

实用新型内容

针对现有隔音通风结构的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种低频隔音且通风率较高的隔音通风结构。本实用新型所述的隔音通风结构，在设计结构时，运用了两种隔音原理，分别为空间盘绕和亥姆霍兹共振原理。空间盘绕原理，即为通过增加声音传播的路径，从而实现声音能量的耗散的原理；亥姆霍兹共振原理，即为噪声的频率与亥姆霍兹谐振腔的固有频率相同时，会使得腔体产生共振，从而声音的能量被吸收耗散。本实用新型所述的隔音通风结构，采用有限元数值模拟和实验法相结合的方法研究结构的隔音效果。使用SolidWorks软件进行三维建模，再导入有限元分析软件comsol中进行模拟仿真结构的声音传输损耗；使用3D打印技术将三维模型打印成型，将模型放置在4206-T型阻抗管中测量声音的传输损耗；然后对比仿真与实验的结果，两者大致相同，从而确定结构的隔音效果。本实用新型所述的隔音通风结构，可以根据实际使用的场景的不同，需要的隔音通风面积不同，采用3D打印的方式制作不同面积的隔音通风结构，为隔音通风结构的实际应用与理论研究提供一定的研究基础。

为了达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

作为本实用新型所述的隔音通风结构，根据隔音通风的不同使用场景，所需要的隔音通风面积也不尽相同。结构整体是长方体，这样的结构设计便于在同一个平面内进行拼接组成一个不同面积的隔音通风结构。同时，考虑到实际使用情况，本实用新型所述的隔音通风结构设计尺寸为60mmx60mmx40mm，结构和隔板的壁厚均为1mm。根据所需的隔音通风面积，使用3D打印技术打印相同的面积即可。