聲屏障的基本原理及主要應用

發(fā)布日期：2019-04-10 總瀏覽：

聲屏障按材質(zhì)分類可以分為以下幾類：金屬聲屏障(金屬百葉、金屬篩網(wǎng)孔)、混凝土聲屏障（輕質(zhì)混凝土、高強混凝土）、PC聲屏障、玻璃鋼聲屏障等。按不同的用途又可以分為這樣幾類：鐵路聲屏障、公路聲屏障、城市景觀聲屏障、居民區(qū)降噪聲屏障等。

在空氣中傳播的聲波遇到聲屏障時，就會產(chǎn)生反射、透射和繞射現(xiàn)象。一部分越過聲屏障頂端繞射到達受聲點；一部分穿透聲屏障到達受聲點，一部分在聲屏障壁面產(chǎn)生反射。聲屏障的插入損失主要取決于聲源發(fā)出的聲波沿著三條道路傳播的聲能分配。

聲屏障的作用就是阻擋直達聲的傳播，隔離透射聲，并使繞射聲有足夠的衰減。當聲波撞擊到聲屏障的壁面上時，會在聲屏障邊緣產(chǎn)生繞射現(xiàn)象，而在屏障背后形成“聲影區(qū)”。我們所期待的聲屏障的減噪效果就在“聲影區(qū)”的范圍內(nèi)。與光影區(qū)相比較，由于聲波波長比光波波長大的多，因此，這種“聲影區(qū)”的邊界并不明顯，經(jīng)過屏障邊緣之外，聲源發(fā)出來的聲波可以直接到達的范圍，叫做“亮區(qū)”。從亮區(qū)到聲影區(qū)之間還有一小段“過渡區(qū)”。位于“聲影區(qū)”內(nèi)的噪聲級低于未設置聲屏障時的噪聲級，這就是聲屏障降噪的基本原理。

對于一個無限長聲屏障、點聲源的繞射聲衰減為：

聲屏障的繞射損失計算示意圖

從上式中可以看出，聲屏障的繞射損失完全取決于菲涅爾指數(shù)N，即取決于聲源和受聲點之間的聲程差，聲程差A+B-d越大，λ聲波波長越?。l率越高）則聲屏障的繞射損失越大，也就是說聲屏障的效果越好。

通過以上可以看出影響聲屏障插入損失的因素，如聲屏障的相對位置、高度以及形式等，具體建議：

(1) 聲屏障的水平位置應盡量的靠近聲源，這樣有利于加大屏障的陰影區(qū)，從而提高其聲衰減的作用。

(2) 聲屏障越高，其陰影區(qū)域越大，對聲音的衰減作用也就越大，這是顯而易見的。但聲屏障過高，可能會帶來結構、環(huán)境和造價等諸多問題，所以聲屏障本身不可能建造得太高。在設計聲屏障時應該因地制宜，利用地形地貌，提高聲屏障的有效高度，以最小的代價，獲取最佳的效果。

(3) 聲屏障的形式對聲衰減的效果也有很大的影響。如果在聲屏障的頂端向聲源方向伸出一個挑檐，就相當于將整個聲屏障向聲源方向移動，可以有效地增加陰影區(qū)域的深度和面積。

聲屏障作為一種建筑形式的存在，必然會對周圍的環(huán)境產(chǎn)生影響。一個設計優(yōu)秀的聲屏障，除了要有明顯的噪聲降低作用，還應該能和周圍環(huán)境融合在一起，不但不破壞原有的景觀，還應該為環(huán)境增加新的亮點，其設計原則如下：

融合環(huán)境

立體綠化：利用聲屏障進行立體綠化

開闊視野：在道路兩側設置了聲屏障后，會使道路內(nèi)的視野狹窄，尤其是在一些風景優(yōu)美的地段，影響乘車人對大自然的觀賞。為了解決這一問題，可采用透明板作為聲屏障的材料。

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