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声屏障的设计与应用

发布日期:2012-12-10  浏览次数:3072

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文章摘要:声屏障的设计及应用 声屏障,是一种在噪声源和被保护对象之间专门设计的声学障板,它通常是特定噪声源 和特定保护对象而设计的。

声屏障的设计及应用 

 

    声屏障,是一种在噪声源和被保护对象之间专门设计的声学障板,它通常是特定噪声源

和特定保护对象而设计的。例如,在交通噪声控制中,可以利用声屏障、楼房、高坡、路堤

等高大遮挡物来降低铁路、公路噪声对道路两侧人们的影响;在工业噪声控制中,可以利用

声屏障来降低某些以高频为主的、不能采用完全封闭措施的强噪声源的噪声,也可以利用声

屏障降低一些减噪量要求不高的声源的噪声辐射。 

    1、1、户外声屏障户外声屏障  
    11、、户外声屏障户外声屏障  

     (1)户外声屏障的设计 

    声波在传播中遇到屏障时,会在屏障边缘处产生绕射现象,从而在屏障的背后产生一个

 “声影区”,声影区内的噪声级要低于未设置屏障时的噪声级,这就是声屏障降噪的基本原

理。 

    声屏障的设计程序:1)测出或估算出被保护处和声源处的噪声级并给出声源的频谱曲

线,选定某评价曲线作设计指标,据此定出各倍频程中心频率处预期的衰减值。2)根据现

场各种条件综合考虑,初拟出屏障的几何尺寸,将计算所得的结果与预期衰减值相比较,以

检验是否达到设计要求。 

在把声源作为点声源、声屏障视为无限长 (在屏障长度为声源长度3倍以上时,可以假

                                                                 D  )按下式计
定为无限长声屏障)、屏障表面不做吸声处理条件下,声屏障的插入损失 ( IL

算: 

                            π
                           2  N
    N  > 5时:DIL =02lg             +5;
                       tanh  2πN
    N = 0时:DIL =5;
                                            
                                    2π N
    0 > N  >0−.2 时:DIL =5 + 20 lg
                                 tan  2π N

    N  ≤0−.2 时:DIL =0

                2
    式中:N =±       (A + B − d ),菲涅耳数; 
                λ

    λ —声波波长,m;d —声源和接受点间的距离,m;A —声源和声屏障顶端的距离,m;B

—接受点和声屏障顶端的距离,m。 

    在工程上可以利用图 5-2-39来直接查出点声源和线声源的声屏障插入损失。 

    从上述公式和图 5-2-39 可以看到:声屏障越高越好,声源与接收点相距越近越好,声

波的波长越短 (即频率越高)衰减效果越好。显然,声屏障的降噪效果和高度以及声源、接
受点和声屏障的相对位置有关。当然,对于实际情况可能复杂,影响声屏障效果的因素更多,

它包括声屏障的特性、吸声特性、地面声学特性以及周围环境声学条件等。 

    声屏障作为一种户外噪声控制设备,除考虑噪声控制功能外,还应考虑环境协调、安全

性、户外气候影响等因素。声屏障设计考虑的主要因素是: 

    ①根据被保护对象的噪声污染现状、噪声标准和背景噪声确定合理的声屏障设计指标。 

    ②据声屏障降噪设计指标要求,确定声屏障声学设计参数和材料,包括长度、高度、材

料的要求和吸声要求。 

    ③结构的力学性能设计,包括荷 、稳定性、结构强度、抗震性能等。 

    ④安全性能,特别是要保证声屏障设立不影响道路交通安全,不影响道路交通系统其他

设施功能的发挥。 

    ⑤景观要求,声屏障的结构造型、材质、色彩的选用,要和声屏障周围的环境相协调,

如有可能应考虑景观设计和绿化。 

    ⑥在设计声屏障时,要充分考虑地形地貌的利用和影响,发挥声屏障的作用,减低声屏

障的成本。 

    声屏障降噪效果通常用插入损失来评价,即在特定的保护区域,安装声屏障前后的声级

差。测量声屏障插入损失,相对比较复杂。关键是要保持声源稳定,最好要设定参考声源,

对由于声源不稳定所产生的影响进行修正。考虑到交通噪声的随机起伏性,通常要测量一段

时间的等效声级。据国际噪声控制工程学会组织的一个专家组的调查,大多数声屏障的高度

为2-6m,插入损失为 5-12dB,也有极少数声屏障插入损失低到 2dB和高到 15dB。 

     (2)户外声屏障的结构和应用 

    按声学性能分类,声屏障可以分为反射型声屏障和吸收型声屏障。吸收型声屏障由于材

料具有一定的吸声特性可以降低车辆、建筑等反射物和声屏障之间的反射声能量。反射型声

屏障的常用材料有混凝土预制板、轻质泡沫混凝土预制板、金属板、透明阳光板、木板等。

混凝土预制板和轻质泡沫混凝土预制板是经常采用的一种材料,厚度一般为 90-200mm,面
密度一般为 200-400kg / m2  ,特别是在无严格空间限制和景观要求的郊区高速公路上得到

广泛应用。透明阳光板类材料一般有较好的采光和视野,有足够的强度,重量较轻。近些年

已被广泛应用在市区道路上。吸收型声屏障经常采用的材料有以金属穿孔板或合成塑料穿孔

板为护面的多孔纤维材料、多孔陶瓷、多孔水泥、烧结金属等。 

    声屏障的形式有多种多样,包括直立型、斜角型、直角型、建筑物型、土堤型、凹槽型

等。其目的是有两个:一个是通过形状的变化提高声屏障的插入损失;另一个是有效利用地

形地貌提高声屏障效果,降低成本。总之采用何种结构形式的声屏障,即要考虑投资成本,

又要考虑设计方案能够达到的降噪设计指标。 

    2、2、室内声屏障室内声屏障  
    22、、室内声屏障室内声屏障  

    当工厂车间内的声源噪声很强,频率较高,  空间较小或操作、维修及通风散热等原因

又不易采取密封措施时,可采用声屏障降低声源的声辐射。对于一些降噪量要求较低的声源

也可以使用声屏障来遮挡噪声的传播。 

    声屏障一般由隔声材料和吸声材料组合  成,吸声材料要面向声源。 

    工作场所声屏障的主要作用是降低一个照射点来 自噪声源辐射的直达声。它们可以用来

把房间高噪声区域和其他区域分离开,特别是对于局部高度间壁或非全部封闭隔声罩的隔

离。隔离效果由于保留部分相连空间而减低,附近的墙壁和顶棚吸声处理可以提高效果。典

型的降噪效果为 5-10dB (A)。 

    在一个未经吸声处理的工作室,当声源和接受点距离小于 3倍室内高度时,通过一个高

度大于房间高度一半的声屏障,其插入损失在 1000Hz倍频带可以大于 5dB。 

    当其他噪声控制措施不可行时,声屏障和房间的天花板、墙壁吸声处理相结合,则是一

项有效的综合措施。 

    室内使用声屏障,除应对室内声源的强度的频谱及声场分布进行测量外,还要根据室内

吸声量的大小和降噪要求决定是否进行吸声处理,最后考虑声屏障的结构及其尺寸。 

    室内声屏障一般选用隔声量大于 20dB的轻型结构,例如,用单层0.8-1mm 厚有薄金板

涂以2-5mm 厚的阻尼材料后,在两面再做吸声处理就可以了。声屏障的高度应高于机器设备

外,还要高于人耳。其形状可根据需要做成固定式或做成屏底装有橡胶轮的屏风式,以便移

动和组合。合理使用室内声屏障,使机器设备附近工人操作区域的噪声降低 5-10dB是可能

的。 

 
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