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声屏障高度应该怎样确定?

发布时间:2019-04-14浏览次数:
现在设计声屏障时大多采用几何声学分析的方法来确定声屏障的高度(如图一)。如“声影区法”来确定声屏障有效区域。其实这种方法是不正确的。因为交通噪声的声波是机械波,其波长的单位在米级,和声屏障的几何尺寸在同一数量级。从波动学理论上讲,只有当波长λ>>H(反射面几何尺寸)时,才能按入射波的入射角等于反射波的反射角的几何声学的方法来分析波的传播路径。如光波就是这样的情况。光波的波长为Á米级,而反射镜的几何尺寸为米级或厘米级,光波的波长和反射镜的几何尺寸相比,光波波长可忽略不计。这样就满足λ>>H条件,利用反射原理来分析光波的传播路径就会准确。就声屏障而言,声波的波长和声屏障的高度方向为同一数量级,当噪声的声波和声屏障作用时就会产生散射和衍射,不会遵从入射角等于反射角的原理。只有声波频率很高时,(如4K以上的声波),才可近似地适用波的反射原理。在声屏障的长度方向,由于满足λ>>H的条件,所以在长度方向分析声波传播路径时,可采用几何声学的方法进行分析。
声屏障的高度采用如何方法确定的呢?据多年的设计和研究经验发现,声屏障的高度可采用“有效频率”进行确定。这里引入有效频率λE概念,是指声屏障对噪声的倍频程或1/3倍频率中某个波段频率衰减量为3dB(A)的频率。若噪声的波长比“有效频率”的波长长,则由于绕射和散射作用,声屏障对其声衰减作用会很低。而所有比“有效频率”波长短的噪声,则声屏障就会有很好的声衰减效果。声屏障高度可用以下经验公式确定:
H=2λE    (1)
H为声屏障的高度,λE为有效频率。
例如,一般设计中,如果公路行驶的车辆中,大型车辆所占比例比较大,交通噪声低频声成份比较高,则有效频率应确定为125HE(λE=2.720米左右)比较合适。按照经验公式,则声屏障的高度应为
H=2λE=2×2720=5.450米
若马路上的行车车辆中为小型汽车,则交通噪声中频率高的噪声成份会比较高,则“有效频率”λE选取为倍频程频率为250HE(λ =1.360)会比较合适,则声屏障的高度可确定为:
H=2λE=2×1360=2.720米
这样,就会既节省投资,又取得比较好的降噪效果。