理论教育 声屏障设计:选材和结构厚度对隔声性能的影响

声屏障设计:选材和结构厚度对隔声性能的影响

时间:2023-10-12 理论教育 版权反馈
【摘要】:为提高声屏障实际插入损失和简化设计,在确定声屏障的选材和结构厚度时,应充分注意选材的面密度和适当增加材料的厚度,使声屏障具有良好的隔声性能。由于轨道交通声屏障反射声减小量目前尚无成熟的计算模式,为将反射声减小量(ΔLr)降至最低,在工程设计中一般采用吸声型声屏障,并要求声屏障吸声屏体结构的降噪系数尽量不大于0.7 。

声屏障设计:选材和结构厚度对隔声性能的影响

(一)设计目标值

设计目标值,即声屏障的插入损失,它是鉴定声屏障声学性能的主要指标。在保持噪声源强度、地形、地面和气象条件不变情况下安装声屏障前后在某特定位置上的声压级之差即为声屏障的插入损失。设计目标值主要由所需控制的交通噪声和噪声敏感点的背景噪声值来确定,而不是单纯地由一般概念中噪声敏感点所在功能区的环境噪声标准值来确定,即只有当背景噪声(或称本底噪声)低于环境噪声标准值时,设计目标值才可能由环境噪声标准值来控制;当背景噪声高于环境噪声标准值时,应由背景噪声值来控制。

(二)声屏障实际插入损失

决定声屏障实际插入损失 (IL)的主要因素是声屏障的绕射声衰减量以及透射声减小量和反射声降低量。

(三)绕射声衰减量

轨道交通列车长度按最小编组车辆数两辆计算,其长度为40m左右,而线路两侧噪声敏感建筑距线路一般为30~40m,因此列车运行噪声可视为无限长线声源。

当声屏障长度小于列车长度或与列车错位时,相对受声点来说声屏障对列车运行噪声缺乏足够的遮蔽长度,此时其绕射声衰减量按无限长线声源有限长声屏障考虑。

(四)透射声减小量

当噪声声波入射至声屏障表面,有部分声波穿透声屏障直接传至受声点,从而造成声屏障降噪效果的下降,其下降量即称之为透射声减小量(ΔLt)。(www.daowen.com)

为提高声屏障实际插入损失和简化设计,在确定声屏障的选材和结构厚度时,应充分注意选材的面密度和适当增加材料的厚度,使声屏障具有良好的隔声性能。

(五)反射减小量

由远端声屏障结构表面对噪声的反射而造成近端声屏障实际插入损失的下降量称之为反射减小量。反射减小量的大小,取决于声屏障与声源和接受点以及反射声传播途径中所遇障碍物之间的相对位置有关,尤其与声屏障吸声结构的降噪系数 (NRC)有关。当声屏障设于道路两侧时,道路噪声主要在相距较远的两平行声屏障之间多次反射(见图15-32),其反射声减小量可以通过图解法求证。

轨道交通噪声在线路两侧声屏障之间的反射与道路有所不同。轨道交通即使是以两辆车辆编组其长度也要达到40m左右,车辆高度一般为3.3m左右 (不包括轮高),因此与道路上行驶的汽车相比,列车本身就是一个整体性很强,具有相当大面积且表面比较平整的刚性反射体。同时列车运行噪声的主体——轮轨噪声源与声屏障之间的距离相对固定,而且非常接近,因此噪声在近端声屏障和车体反射面之间的往复反射对近端声屏障绕射声衰减量影响就更大(见图15-33)。

图15-32 声波在声屏障间的反射

由图15-33可知,当近端声屏障的高度低于或接近车辆高度,远端声屏障的反射对近端声屏障的降噪效果影响不大,此时影响近端声屏障降噪效果的主要是车辆外壳的反射声。由于轨道交通声屏障反射声减小量目前尚无成熟的计算模式,为将反射声减小量(ΔLr)降至最低,在工程设计中一般采用吸声型声屏障,并要求声屏障吸声屏体结构的降噪系数(NRC)尽量不大于0.7 (混响室测试数据)。实践证明,当吸声屏体NRC值为0~0.7之间,随着NRC值的增加反射声减小量ΔLr将有明显下降,但当NRC值大于0.7以后,随着NRC值的增加,反射声减小量虽仍有下降,但下降值已很微小。这可以用声屏障实际降噪效果来说明:一方面,声屏障吸声屏体结构的NRC值为0.7与NRC值为0.85相比,其实际降噪效果相差也仅在0.5dB左右;另一方面,以现有吸声材料和制造技术来说,吸声屏NRC值达到0.85已近极限,再要提高几乎是不可能的了,因此在声屏障设计中对其吸声屏体的NRC值的要求,只要不大于0.7即可。

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