Шумозащитное вентиляционное устройство

Полезная модель относится к области строительства и может быть использована для снижения уровня шума, проникающего в квартиры через оконные проемы.
Из предшествующего уровня техники известно шумозащитное вентиляционное устройство [Патент РФ ПМ №4325, E06B 5/20. Шумозащитное вентиляционное устройство // Агафонов Л.Е., Ремизов Ю.В., Красневский Б.В., Лейбов Л.В., Аникин В.А. Опубл.: 16.06.1997], включающее раму, между вертикальными брусками которой подвижно установлена перфорированная звукопоглощающая кассета, закрепленная на внутренней крышке, и воздуховоды, причем звукопоглощающая кассета имеет перфорацию по боковым и передней поверхностям, наполнена звукопоглощающим материалом и оснащена дополнительными боковыми стенками, образующими с кассетой воздуховоды, а с внутренней крышкой -выходные отверстия, при этом снаружи напротив кассеты на брусках рамы смонтирован экран, образующий с дополнительными боковыми стенками кассеты отверстия, сообщающиеся с воздуховодами.
Недостатком устройства является отсутствие возможности адаптации частотной характеристики звукопоглощающей кассеты к условиям реальной шумовой обстановки.
Задача, на решение которой направлено заявленное устройство, заключается в обеспечении возможности адаптации частотной характеристики поглощения акустического шума звукопоглощающей кассетой к реальной акустической обстановке на уличной территории.
Поставленная цель достигается за счет того, что в шумозащитное вентиляционное устройство, включающее раму, между вертикальными брусками которой подвижно установлена перфорированная звукопоглощающая кассета, закрепленная на внутренней крышке, и воздуховоды, причем звукопоглощающая кассета имеет перфорацию по боковым и передней поверхностям, наполнена звукопоглощающим материалом и оснащена дополнительными боковыми стенками, образующими с кассетой воздуховоды, а с внутренней крышкой - выходные отверстия, при этом снаружи напротив кассеты на брусках рамы
смонтирован экран, образующий с дополнительными боковыми стенками кассеты отверстия, сообщающиеся с воздуховодами, дополнительно включена внутренняя перегородка в звукопоглощающую кассету, образующая со стенками кассеты герметичное соединение, установленная таким образом, чтобы образовывать профиль переменной глубины относительно передней и боковых поверхностей звукопоглощающей кассеты, при этом перфорационные отверстия на звукопоглощающей кассете имеют вид щелевых зазоров.
Дополнительно, размеры перфорационных отверстий щелевой формы и расстояние между перфорационными отверстиями определяются таким образом, чтобы в соответствии с зависимостью  где b - ширина щели, м; L - расстояние между отверстиями, м; h - расстояние между внутренними поверхностями стенки и перегородки внутри кассеты, м;  - толщина стенки кассеты, м; с - скорость звука в воздухе при 20°С, обеспечить требуемый спектр поглощаемых частот.
Дополнительно, расстояние между внутренними поверхностями стенки и перегородки внутри кассеты выбирается таким образом, чтобы в соответствии с зависимостью  где h - расстояние между внутренними поверхностями стенки и перегородки внутри кассеты, м; b - ширина щели, м;  - резонансная частота, Гц; L - расстояние между щелями, м;  - толщина стенки кассеты, м; с - скорость звука в воздухе при 20°С, обеспечить требуемый спектр поглощаемых частот.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является обеспечение возможности адаптации частотной характеристики поглощения акустического шума звукопоглощающей кассетой к реальной акустической обстановке на уличной территории.
На фиг. 1 представлен общий вид устройства из помещения, на фиг. 2 -сечение А-А фиг. 1 в закрытом положении устройства, на фиг. 3 - то же в режиме проветривания, на фиг. 4 - разрез Б-Б фиг. 1 в закрытом положении устройства.
Шумозащитное вентиляционное устройство включает раму 1, между вертикальными брусками которой подвижно установлена перфорированная звукопоглощающая кассета 2, имеющая перфорацию 3 по боковым 4 и передней 5 поверхностям. Внутри кассеты находится перегородка 6, имеющая герметичное соединение со стенками кассеты 2. Полость кассеты заполнена звукопоглощающим материалом 7. Кассета 2 имеет внутреннюю крышку 8 и дополнительные боковые стенки 9, образующие с боковыми поверхностями 4 воздуховоды 10, а с внутренней крышкой 7 -выходные отверстия 11. На брусках рамы 1 снаружи, напротив кассеты 2 смонтирован экран 12, образующий с дополнительными боковыми стенками 9 входные отверстия 13, сообщающиеся с воздуховодами 10. Устройство работает следующим образом.
В закрытом положении при закрытой внутренней крышке 8 передняя поверхность 5 кассеты 2 плотно примыкает к экрану 12. В режиме проветривания открыта, звукопоглощающая кассета 2 сдвинута в сторону помещения, открыто выходное отверстие 11 и входные отверстия 13. Воздух поступает через отверстия 13 в воздуховоды 10 и, проходя через перфорированные стенки 4 и 5 кассеты 2, теряет часть шума.
Наличие перфорации на стенках 4 и 5 кассеты в сочетании с перегородкой 6, герметично соединенной со стенками кассеты 2, образует систему, известную как резонатор Гельмгольца, обладающую свойством поглощать акустическую волну.
Резонансная частота  резонатора Гельмгольца для случая выполнения отверстий в виде щелей определяется выражением
где  - резонансная частота, Гц; h - расстояние между внутренними поверхностями крышки и внутренней перегородки, м; b - ширина щели, м; L - расстояние между щелями, м;  - глубина щели, м; с - скорость звука в воздухе при 20°С [Булкин В.В., Беляев В.Е., Сергеев В.Н. Конструкторские расчеты элементов РЭС в условиях механических и акустических воздействий: Учеб. пособие / Под ред. В.В. Булкина. - Муром: ИПЦ МИ ВлГУ, 2004. - 132 с. (стр. 66)]. Проведя несложные преобразования, получим выражения для вычисления одного из определяемых параметров при заданных остальных, например -
Поскольку при указанном на фиг. 2 и фиг. 3 положении внутренней перегородки внутри кассеты образуется профиль переменной глубины, выражение, необходимое для вычисления одного из определяемых параметров при заданных остальных, также находится из (1), например
Выбор параметров отверстий, толщины стенок кассеты, других размеров, входящих в (1), обеспечит возможность изменять частотную характеристику поглощения акустического шума, адаптировать устройство к реальной акустошумовой обстановке окружающей среды.
Источники информации
1. Патент РФ ПМ №4325, E06B 5/20. Шумозащитное вентиляционное устройство // Агафонов Л.Е., Ремизов Ю.В., Красневский Б.В., Лейбов Л.В., Аникин В.А. Опубл.: 16.06.1997
2. Булкин В.В., Беляев В.Е., Сергеев В.Н. Конструкторские расчеты элементов РЭС в условиях механических и акустических воздействий: Учеб. пособие / Под ред. В.В. Булкина. - Муром: ИГЦ МИ ВлГУ, 2004. - 132 с.