隔声屏障的隔声原理

隔声屏障的隔声原理 声波在传播过程中，遇到隔声屏障时，就会发生 反射、透射和绕射三种现象。通常我们认为屏障能够 阻止直达声的传播，并使绕射声有足够的衰减，而透 射声的影响可以忽略不计。因此，隔声屏障的隔声效 果一般可采用减噪量表示，它反映了隔声屏障上述两 种屏蔽透声的本领。在声源和接收点之间插入一个隔 声屏障，设屏障无限长，声波只能从屏障上方绕射过 去，而在其后形成一个声影区，就象光线被物体遮挡 形成一个阴影那样。在这个声影区内，人们可以感到 噪声明显地减弱了，这就是隔声屏障的减噪效果。这 个“声影区 ”的大小与声音的频率有关，频率越高，声影 区的范围也就越大。 隔声屏障的产品结构 主要由钢结构立柱和吸隔声屏板两部分组成，立 柱是声屏障的主要受力构件，它通过高强弹簧卡子将 其固定在 H 型立柱槽内，形成隔声屏障。 隔声屏障通常由隔声屏障板、透明屏体和支撑构 建组成（见图一）；单面隔声屏障板结构见图二；双 面吸声隔声屏障见图三；透明屏体结构见图四。支撑 构件可用 H 钢制作，也可用钢筋混凝土结构。支撑构 件同基础的连接可用地脚螺栓连接，也可预制预埋。 声屏障声屏障 原理简介原理简介 添加时间：2009-5-11 一、声屏障及应用场合 对于某些场合，如车间里有很多高噪音的大型机械设 备，有些设备能泄出易燃气体而要求防爆，有些设备需要散 热，且换气量较大，以及操作和维修不便等情况下，可采用 声屏障声屏障来降低接受点的噪音。隔声屏障声屏障是用隔音结构做成 的，并在朝向噪音源一侧进行了高效吸音处理的屏障。将它 放在噪音源与接受点之间，阻挡噪音直接向接受点辐射的一 种降噪措施。这种措施简单、经济，除了适用于车间内，一 些不直接用全封闭的隔音罩隔音罩的机械设备及减噪量要求不大 的情况外。还适用于露天场合，使噪音源与需要安静的区域 隔离。 二、声屏障的降噪原理 声彼传播中遇到障碍物产生衍射（绕射）现象，与光波 照射到物体的绕射现象相似，光线被不透明的物体遮挡后， 在阻碍物后面出现阴影区，而声波产生“声影区”，同时。声 波绕射，必然产生衰减，这就是声屏障声屏障隔音的原理。对于高 频噪音，因波长较短，绕射能力差，隔音效果显著；低频音 波波长长，绕射能力强，所以隔声屏障声屏障隔音效果是有限的。 下图为低、中、高频声波遇到障碍物绕射的示意图。 三、隔声屏障降噪效果的计算 （1）自由音场中隔声屏障降噪量的计算，当在空旷的自由 音场中设置一道有一定高度的无限长屏障，透过声屏障声屏障本身 的声音假设忽略不计，那么，相对于同一噪音源的条件，同 一接受位置，在设置隔声屏障声屏障和不设置隔声屏障声屏障的两次测量 到的音压级的差值，即屏障的降噪量可用下式计算： 式中 ΔL——噪音衰减量，DB； N ——越过屏障顶端衍射的菲涅耳数，它是描述音波传播中， 绕射性能的一个量，参见隔声屏障声屏障示意图； λ——声波波长，m； A——噪音源到隔声屏障声屏障顶端的距离，m； B——接受点到隔声屏障声屏障顶端的距离，m； D——声源到接受点之间的直线距离，m。 式中，当N≥1 时，双曲正切函数 1，这时可化简为： 的值很快便趋于 一般情况下，降噪效果如下图所示： （2）非自由声场中隔声屏障降噪量的计算，当隔声屏位于 室内时，隔声屏的实际降噪效果同时受室内声源指向性因素 和室内吸声情况的影响，这样，室内隔声屏的降嗓效果可近 似计算：(略) 四、隔声屏设计应注意的问题 （1）室内应用的隔声屏要考虑室内的吸声处理。研究表明， 当室内壁面和天花板以及隔声屏障表面的吸音系数趋于零 时，室内形成混响声场，隔声层的阵噪值为零。因此隔声屏 两侧应做吸声处理。 （2）隔声屏材料的的选择及构造。要考虑其本身的隔声性 能，一般隔声屏的隔声量要比所希望的“声影区”的声级衰减 量大 10db,只有这样．才能避免隔声屏透射声所造成的影响。 同时， 还要防止隔声屏上的孔隙漏声， 注意结构制作的密封。 如用在室外，要考虑材料的防雨及气候变化对隔声性能的影 响。 （3）隔声屏设计要注意构造刚度。在隔声屏底边一侧或两 侧用型钢条加强，对于可移动隔声屏，可在底侧加万向轮， 可随时调整它与噪声源的方位，以取得最佳降噪效果。 （4）隔声屏要有足够的高度、长度。隔声屏越高，噪声的 衰减量越大，所以隔声屏有足够的高度和长度，一般要求长 度为高度的 3～５倍。 （5）隔声屏主要用于阴挡直达声。根据实际需要，可制成 多种形式，如下图，二边形、遮檐式、三边形、双重式等。 一般要因地制宜，根据需要也可在隔声屏上开设观察窗，观 察窗的隔声量与隔声屏大体相近。 控制轨道交通噪声道间声屏障研究控制轨道交通噪声道间声屏障研究 2 结果对比与分析 由于楼层越高,涵盖的预测信息越全面,故选择各个距离处楼 层最高的楼体的计算结果进行对比,各测点处的道间声屏障 插入损失模拟计算结果如图 4～8 所示。 由图4看出,当两侧声屏障高3ｍ时,道间声屏障插入损失较大 的楼层为 10～15 层(测点离地面高 27 6～41 6ｍ),其中 11 层 处可获得 4 7ｄＢ的最佳降噪效果;当两侧声屏障高 3 5ｍ时, 道间声屏障插入损失较大的楼层为 11～15 层(测点离地面高 30 4～41 6ｍ),且与高 3ｍ屏高相比,11 层的道间声屏障插入 损失有所减小;当两侧声屏障高 4ｍ时,道间声屏障插入损失 较大的楼层为 13～15 层(离地面高 36～41 6ｍ),且其值较前 两种情况都略有减小。由于当两侧声屏障高 3ｍ和 4ｍ时,11 层测点处于曲线的拐点,当两侧声屏障高 3 5ｍ时,此测点处于 线性段,故可看出对于此测点当道间声屏障增高 1ｍ时,就可 取得 4 7ｄＢ的降噪效果。图 5～7 中曲线的变化趋势与图 4 中的相同。 由图 4～8 看出,随着两侧声屏障高度的增加,道间声屏障插入 损失的峰值向楼层增高的方向移动,但其峰值在减小,且安装 道间吸声屏障对各待测表面的影响范围也在逐渐缩小,这说 明设置声屏障时并非越高越好,可看出在两侧声屏障高 3ｍ时, 整个吸声结构的降噪效果最佳。还可看出,离轨道线路越近, 道间声屏障的插入损失越大,即道间声屏障降噪效果越强。 另外,由图 6～8 看出,当两侧屏障高 4ｍ时,距左侧吸声屏障 50、60、100ｍ远的待测表面上各测点的道间声屏障插入损 失为 0,即安装道间声屏障对这些地方的保护对象起不到降噪 作用。 3 结论 (1)在轨道线路两侧设置吸声屏障的同时在轨道之间设置道 间声屏障,会使得距离线路 20～30ｍ远的较高层建筑获得 2～4 7ｄＢ的降噪效果,且此时并非两侧声屏障越高,整个吸 声结构的降噪效果就会越好。 (2)设置道间声屏障对离轨道线路较近的保护目标降噪作用 较明显,对远离轨道线路的保护目标降噪作用不显著。 参考文献 [1]崔军.上海市莘闵轨道交通线声屏障工程设计.环境保 护,2004,2:41 43. [2]沈坚,张俊峰,耿传智.香港西线铁路噪声控制技术.城市轨 道交通研究,2005,3:65 67. [3]Ｇ.Ｒ.Ｗａｔｔｓ.Ａｃｏｕｓｔｉｃｐｅｒｆｏｒｍａｎ ｃｅｏｆｐａｒａｌｌｅｌｔｒａｆｆｉｃｎｏｉｓｅｂ ａｒｒｉｅｒｓ.ＡｐｐｌｉｅｄＡｃｏｕｓｔｉｃ ｓ