智能坐便器烘干噪聲的比對分析

徐華月 許 添 江曉紅

（1.臺州市產(chǎn)品質(zhì)量安全檢測研究院 臺州 318000；2.中國質(zhì)量認證中心杭州分中心 杭州 310000）

引言

智能坐便器在中國發(fā)展已經(jīng)有十多年，其兼具醫(yī)療屬性和環(huán)保屬性，產(chǎn)能主要來自衛(wèi)浴、家電和專業(yè)電子電器三類企業(yè)，區(qū)域市場以華南華東為主，受觀念普及與經(jīng)濟實力影響顯著。按照區(qū)域劃分，我國華南和華東地區(qū)為智能坐便器的主要市場，占比為35 %和23 %，這與廣東、浙江地區(qū)智能坐便器工廠興盛有密切關系，區(qū)民接受智能坐便器及接受理念遠比其他地區(qū)頻繁。智能坐便器在普通陶瓷坐便器的基礎上新增各種電機、控制器、語音提示控制等各種電子元器件，使用過程產(chǎn)生的噪聲加重了室內(nèi)噪聲污染。而烘干作為智能坐便器產(chǎn)品的基礎功能，是噪聲的主要來源之一。智能坐便器的烘干噪聲水平已成為產(chǎn)品性能舒適性評價的重要指標，對烘干噪聲研究具有十分重要的意義。

1 智能坐便器噪聲概述

目前，在各項質(zhì)量比對評比活動中，普遍將噪聲的分級作為產(chǎn)品分級分類指標之一。智能坐便器噪聲根據(jù)功能可劃分為以下三種：清洗噪聲、烘干噪聲、沖洗噪聲，其簡要分析如下：①清洗噪聲主要表現(xiàn)是水射流噪聲，射流聲源工作原理是高壓水流過噴嘴時會產(chǎn)生較強的輻射噪聲，一般而言智能坐便器清洗力較小，水壓相對偏低，產(chǎn)生的噪聲相比沖洗及烘干噪聲，對消費者的影響較低，目前尚未有標準對此噪聲進行規(guī)定。②烘干噪聲衡量了智能坐便器烘干功能時產(chǎn)生噪音的大小，由于烘干時間相對較長，因此目前國家標準GB/T 23131-2019《家用和類似用途電坐便器便座》規(guī)定了烘干噪聲限值、分級檔位、測試環(huán)境、樣品安裝及調(diào)試、計算方法等相關要素[1]。③沖洗噪聲是智能坐便器最大的噪聲來源，主要由結(jié)構(gòu)振動、水流和氣穴三方面組成，且由于智能坐便器采用壓力式?jīng)_水結(jié)構(gòu)，其與家庭水壓關系密切，也引起了社會各界的廣泛重視，因此國家標準GB/T 38979-2020《衛(wèi)生陶瓷 坐便器沖洗噪聲試驗方法》規(guī)定了坐便器沖洗噪聲檢驗檢測的測試環(huán)境、儀器設備、樣品安裝調(diào)試、測試的步驟、結(jié)果計算方法以及測量不確定度計算等相關因素[2]。

2 智能坐便器烘干噪聲產(chǎn)生機理

烘干裝置是智能坐便器的關鍵零部件之一，此關鍵零部件的工作機理是直流風機吹出冷風氣流，通過發(fā)熱的電阻絲，使電阻絲不斷冷卻，確保出風口的風有合適的溫度用于干燥臀部。進風口轉(zhuǎn)進冷風，進而引導冷風轉(zhuǎn)換成一定風速的熱風從出風口吹出.智能坐便器烘干裝置的示意圖見圖1。

通過分析智能坐便器烘干部件的結(jié)構(gòu)與工作機理，可知其烘干噪聲有三大來源：①機械噪聲，由電機轉(zhuǎn)子和風葉構(gòu)成的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動平衡失衡，如由于安裝不良、零部件磨損及部分零部件共振等引起的噪聲；②電磁噪聲，由于電機硅鋼片厚薄不均、定子與轉(zhuǎn)子之間的間隙不均等引起的噪聲；③氣流噪聲，由于空氣從進風口進入，通過風機風葉、經(jīng)過電阻絲加熱轉(zhuǎn)換成熱風，風在風道中與障礙物相碰撞等產(chǎn)生的噪聲。

3 智能坐便器烘干噪聲測試方法

3.1 測量面和傳聲器位置確認

國家標準GB/T 4214.1-2017《家用和類似用途電器噪聲測試方法 通用要求》中規(guī)定進行聲壓級測量的傳聲器位置或移動路徑應位于測量面上[3]，GB/T 23131-2019《家用和類似用途電坐便器便座》中規(guī)定測量面根據(jù)器具的任意邊長來定，通常是帶有10個測試點半球面和帶有6個測試點的邊與基準體的邊平行的平行六面體測量面。一般情況下，器具的邊長普遍小于0.7 m，因此智能坐便器烘干噪聲的測量面采用半球面，半球表面測點位置見圖2，傳聲器位置坐標見表1。

表1 基本傳聲器位置坐標

3.2 烘干噪聲試驗

試驗過程中，智能坐便器水溫、水壓、坐溫、風溫為最高檔位，關閉便蓋運行8 min；打開便蓋，以臀部清洗功能運行1 min；關閉便蓋，暖風烘干運行1 min，測的吹風功能的聲壓級噪聲值Lp；通過背景修正值K1和環(huán)境修正值K2修正，并經(jīng)由測量表面的面積換算得到LW，見式（1）。值得注意的是，GB/T 3767-2016標準規(guī)定，對于滿足ISO 3745:2012要求的半消音室內(nèi)進行的測量試驗，環(huán)境修正值K2默認值0；半球面測量表面的半徑r優(yōu)先采用2 m，但在任何情況下不得小于1.5 m[4]。

其試驗流程見圖3。

4 智能坐便器烘干噪聲比對分析

4.1 烘干噪聲試驗分析

國家標準GB/T 23131-2019中 5.3.3條款規(guī)定：電便座聲功率級噪聲應不大于68 dB(A)。試驗選擇國內(nèi)外不同品牌的20批次樣品進行烘干噪聲的測試，試驗數(shù)據(jù)詳見圖4。

通過數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，不同智能坐便器的烘干噪聲波動幅度比較小，普遍在50～ 63 dB(A)，一定程度上說明智能坐便器烘干噪聲技術(shù)相對穩(wěn)定，但是等級A（≤ 53 dB(A)）的樣品烘干噪聲數(shù)值均接近限值，數(shù)據(jù)顯示該技術(shù)目前居于一個瓶頸階段。而國家標準GB/T 23131-2019要求對烘干風量、烘干噪聲功率級分別進行分級考量，詳見表2。

表2 烘干噪聲、烘干風量分等級一覽表

4.2 烘干噪聲、烘干風量比對分析

為了驗證烘干噪聲與烘干性能的關系，在試驗過程中增加3批次國內(nèi)外知名品牌樣本量對智能坐便器烘干噪聲、烘干風量進行測試，結(jié)果詳見圖5。試驗證明了烘干噪聲不能真實有效的評價智能坐便器的性能。烘干噪聲不止與風道的設計結(jié)構(gòu)、出風的角度等多重因素有直接關系，而且與和風量大小密切相關，烘干噪聲只是表明器具具有相應的能力，但是其中有多少真正起到了對烘干性能的影響無法驗證，從產(chǎn)品的實際使用角度考慮，需采用噪聲和風量來綜合評定烘干性能。

通過試驗驗證與對方法測試結(jié)果進行比較，可得目前各品牌的烘干噪聲沒有存在較大差異，數(shù)據(jù)表明噪聲與風量的大小密切相關，基本上成反比關系，一般來說，同等條件下烘干風量越大，烘干效果越好，但意味著選擇更大的風機或者更高的功率，噪聲可能也會隨之增加。上述測試結(jié)果同時表明，當前大多數(shù)企業(yè)普遍面臨著烘干風量和烘干噪聲二者無法統(tǒng)籌兼顧的困惑，因此需要進一步深入研究烘干噪聲的技術(shù)問題。

4.3 降噪措施

烘干噪聲的產(chǎn)生主要影響因素如下：電機噪聲、風道結(jié)構(gòu)、出風口結(jié)構(gòu)等，相應的改進措施著重考慮上述設計。

對于降低烘干噪聲可以從三個方面來解決①有效固定和貼合電機出風口、電阻絲加熱組件、風道等塑料件，優(yōu)化氣流的流線，使流場均勻，避免氣流引起相關塑料件振動而產(chǎn)生噪聲；②選用低噪音電機，或在電機附近增加屏蔽，降低電機的電磁噪聲；③通過優(yōu)化設計烘干裝置風道來降低風道噪聲。對于風道里氣流流過電熱絲障礙物而產(chǎn)生的渦流噪聲，應通過合理排布電熱絲來使流道阻力降低，從而降低風道產(chǎn)生的渦流噪聲。

除此之外，烘干噪聲測試條件設置為便蓋關閉，因此便蓋的密封性能也一定程度上影響了烘干噪聲測試數(shù)據(jù)。

5 結(jié)束語

智能坐便器的烘干噪聲測試方法有別于沖洗噪聲的測量，是根據(jù)家用和類似用途電器噪聲測試方法進行測試，該測試方法歷經(jīng)各種家電產(chǎn)品的測試，方法相對完善。但是，測試過程中器具安裝方式烘干噪聲與沖洗噪聲一致，故有必要根據(jù)沖洗噪聲測試方法對智能坐便器烘干噪聲在再現(xiàn)性標準偏差進行考核驗證，對智能坐便器烘干的噪聲測試提升具有十分重要的意義。

本次試驗選取了市面上23家不同企業(yè)的智能坐便器樣品進行了烘干噪聲的試驗，雖然具有一定的典型性和代表性，但是仍存在樣本量不足的問題，后期仍需進一步加大研究廣度和力度。且通過試驗發(fā)現(xiàn)，目前試驗23批次智能坐便器產(chǎn)品中，其中13批次樣品評定為B級、5批次樣品判定為C級，智能坐便器烘干組件在烘干風道、烘干風機等方面仍存在一定的改進空間。