聲屏障降噪原理及其設(shè)計方法

1、聲屏障降噪原理及設(shè)計方法聲屏障降噪原理及設(shè)計方法1、聲屏障的基礎(chǔ)知識2、聲屏障的降噪原理3、聲屏障的設(shè)計方法聲屏障的基礎(chǔ)知識聲屏障聲屏障： 聲屏障是位于聲源與受聲點之間的具有足夠面密度的聲遮擋結(jié)構(gòu),利用聲源兩側(cè)局部地區(qū)建造的有限長聲屏障可使聲源的運行噪聲在傳播過程中有一顯著的附加衰減,從而減弱接收者所在的一定區(qū)域內(nèi)的噪聲影響,以改善周圍環(huán)境的聲環(huán)境質(zhì)量。這樣的設(shè)施就稱為聲屏障。聲屏障的作用是阻擋直達聲的傳播,隔離透射聲,使繞射聲有足夠的衰減聲屏障的種類聲屏障種類聲屏障種類： 目前,聲屏障己發(fā)展成多種多樣的,主要有以下類型:結(jié)構(gòu)設(shè)計有直立式、全封閉式、半封閉式等;外形設(shè)計有r型聲屏障、隧道式聲屏

2、障、箭頭型屏障、Y型屏障、球型屏障、扇型屏障、八角型屏障等;另外還有單邊屏障、雙邊屏障、吸聲屏障、反射屏障和復合屏障等等。聲屏障降噪原理聲屏障降噪原理聲屏障降噪原理： 聲屏障降噪功能的基本原理是基于惠更斯一菲涅爾的波動理論。 在聲源與受聲點之間,插入一個有足夠面密度的密實材料的物休,使聲波傳播有一個明顯的衰減,這樣的“障礙物”稱為聲屏障,是一種普遍使用的環(huán)境噪聲和室內(nèi)噪聲控制手段。廣義的聲屏障可以定義為聲源和接受點間的任何形式的阻隔構(gòu)造物。聲屏障降噪原理 當鐵路線穿越城市市區(qū)或居民聚集區(qū),居民收到列車噪聲的干擾,由于鐵路列車噪聲的頻譜、聲源指向性和位置情況等所具有的特點,利用線路兩側(cè)局部地區(qū)建

3、造的有限長聲屏障可使列車運行噪聲在傳播過程中有顯著的衰減,以改善居民的聲環(huán)境質(zhì)量。聲屏障降噪原理 在鐵路沿線兩側(cè)設(shè)置聲屏障后,列車運行輻射的噪聲聲波傳播過程中遇到聲屏障時,會產(chǎn)生反射、透射和繞射現(xiàn)象。 對于繞射聲場來說,連接聲源和聲屏障頂端的聲影區(qū)邊界將聲場分為兩部分,一部分為聲影區(qū),一部分是聲亮區(qū)。透射 聲波除繞過屏障頂端外,還透過屏障自身到達受聲點,這種現(xiàn)象稱作聲波的“透射”。 透過屏障的“透射量”取決于與屏障有關(guān)的因素(如面密度)、聲波的入射角和聲波頻譜。 一般用“透射損失”(TL)來評價聲屏障阻止噪聲透射的能力。TL值越大,聲屏障阻止噪聲透射的能力越強。 反射 當聲波輻射至聲屏障表面時

4、,由于兩種媒質(zhì)的特性抗租不同,導致一部分聲波會被屏障反射。 聲波的反射與聲波的波長(頻率)和聲屏障的尺寸、材料有關(guān)。 繞射 足夠長且有足夠面密度的聲屏障。在這種情況下,聲波只能通過聲屏障的頂端繞射到達受聲點。 聲波到達受聲點存在一繞射角,它是聲源至屏障邊緣的直達通路與屏障邊緣至受聲點的繞射路徑的夾角,此角反映了聲屏障產(chǎn)生聲衰減的效果。 繞射聲屏障插入損失 聲屏障的插入損失是衡量聲屏障實際降噪效果的指標,用符號IL表示。 插入損失指同一噪聲源在聲屏障設(shè)置前后,在同一受聲點上先后測定的噪聲聲壓級之差。 聲屏障的插入損失與噪聲的頻率、聲屏障的高度以及聲源與受聲點之間的距離等因素有關(guān)。聲屏障插入損失計

5、算 聲屏障的插入損失IL取決于聲屏障的繞射聲衰減量、透射減小量、反射降低量、地面吸收衰減量 ,和聲源與受聲點間其他障礙物產(chǎn)生的聲衰減量,即聲屏障的噪聲降低為聲屏障設(shè)計 聲屏障的聲學設(shè)計包括聲屏障位置的確定和聲屏障高度、長度、厚度的確定。 幾方面不是孤立的,而是相互聯(lián)系的。尤其是聲屏障位置、高度和長度之間。也就是說,在相同的設(shè)計目標值下,位置不同,所需聲屏障的高度和長度也不同。聲屏障設(shè)計位置的確定位置的確定： 聲屏障的繞射衰減值與聲程差和繞射角有關(guān)。聲程差愈大,或繞射角愈大,聲衰減量愈大。在聲屏障高度一定的情況下,聲屏障愈靠近聲源或受聲點,愈能獲得較大的聲程差和繞射角,從而能獲得較大的聲衰減。

6、此時,聲屏障與聲源之間的位置關(guān)系受到鐵路建筑接近限界、沿線電纜布置和線路維護通道等的限制。聲屏障設(shè)計聲屏障幾何尺寸確定聲屏障幾何尺寸確定： 聲屏障幾何尺寸由聲屏障的長度、厚度、高度組成。聲屏障設(shè)計聲屏障高度設(shè)計原則聲屏障高度設(shè)計原則：(1)當線路與受聲點之間的相互位置關(guān)系確定時,聲屏障越高,聲程差就越大,降噪效果就越好。但是,聲屏障高度受接觸網(wǎng)、建筑限界、機車乘務(wù)員了望、自然風壓、列車風壓等因素制約,聲屏障高度一般應(yīng)不超過4m,且以2.5m一3m為佳。故在噪聲干擾較大時不一定能滿足降噪所需高度,此時只能采用最大允許屏高設(shè)計。高度設(shè)計原則(2)當降噪實際所需的聲屏障高度低于4m時,對同一處敏感點

7、設(shè)置的聲屏障,其高度可以不完全相同,應(yīng)盡可能按實際降噪需要采取變高設(shè)計,一方面節(jié)約投資,另一方面有利于景觀。聲屏障設(shè)計聲屏障厚度的確定聲屏障厚度的確定： 聲屏障的聲學厚度對屏障繞射的實際衰減量有直接影響；聲屏障聲學厚度如果偏小,屏障墻體透射聲量就會增大,使屏障繞射的實際衰減效果減小,因此要求聲屏障墻體要有一定的聲學厚度,以保證屏障繞射的實際衰減效果。 聲屏障厚度的確定 又由于兩個途徑(繞射與透射)傳遞的聲波的聲壓級在受聲點處相差在10dBA以上時,兩個途徑傳遞的聲波的聲壓級在受聲點處的疊加后的聲壓級與其中一個較大的聲壓級基本法一致,所以聲屏障聲學要求厚度的選取原則為選用的隔聲材料的隔聲量比屏障邊緣最大繞射損失高10dBA以上即可。聲屏障設(shè)計聲屏障長度的確定聲屏障長度的確定： 聲屏障長度的確定原則是列車線聲源通過聲屏障兩側(cè)繞射至受聲點的聲級值應(yīng)比通過聲屏障頂端的繞射聲衰減后到達受聲點的聲級值低l0dB(