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聲屏障高度應該怎樣確定?

聲屏障高度應該怎樣確定?

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來源︰
發布時間︰
2018/07/12
【摘要】︰
現在設計聲屏障時大多采用幾何聲學分析的方法來確定聲屏障的高度(如圖一)。如“聲影區法”來確定聲屏障有效區域。其實這種方法是不正確的。因為交通噪聲的聲波是機械波,其波長的單位在米級,和聲屏障的幾何尺寸在同一數量級。從波動學理論上講,只有當波長λ>>H(反射面幾何尺寸)時,才能按入射波的入射角等于反射波的反射角的幾何聲學的方法來分析波的傳播路徑。如光波就是這樣的情況。光波的波長為?米級,而反射鏡的幾何

現在設計聲屏障時大多采用幾何聲學分析的方法來確定聲屏障的高度(如圖一)。如“聲影區法”來確定聲屏障有效區域。其實這種方法是不正確的。因為交通噪聲的聲波是機械波,其波長的單位在米級,和聲屏障的幾何尺寸在同一數量級。從波動學理論上講,只有當波長λ>>H(反射面幾何尺寸)時,才能按入射波的入射角等于反射波的反射角的幾何聲學的方法來分析波的傳播路徑。如光波就是這樣的情況。光波的波長為?米級,而反射鏡的幾何尺寸為米級或厘米級,光波的波長和反射鏡的幾何尺寸相比,光波波長可忽略不計。這樣就滿足λ>>H條件,利用反射原理來分析光波的傳播路徑就會準確。就聲屏障而言,聲波的波長和聲屏障的高度方向為同一數量級,當噪聲的聲波和聲屏障作用時就會產生散射和衍射,不會遵從入射角等于反射角的原理。只有聲波頻率很高時,(如4K以上的聲波),才可近似地適用波的反射原理。在聲屏障的長度方向,由于滿足λ>>H的條件,所以在長度方向分析聲波傳播路徑時,可采用幾何聲學的方法進行分析。
聲屏障的高度采用如何方法確定的呢?據多年的設計和研究經驗發現,聲屏障的高度可采用“有效頻率”進行確定。這里引入有效頻率λE概念,是指聲屏障對噪聲的倍頻程或1/3倍頻率中某個波段頻率衰減量為3dB(A)的頻率。若噪聲的波長比“有效頻率”的波長長,則由于繞射和散射作用,聲屏障對其聲衰減作用會很低。而所有比“有效頻率”波長短的噪聲,則聲屏障就會有很好的聲衰減效果。聲屏障高度可用以下經驗公式確定︰
H=2λE    (1)
H為聲屏障的高度,λE為有效頻率。
例如,一般設計中,如果公路行駛的車輛中,大型車輛所佔比例比較大,交通噪聲低頻聲成份比較高,則有效頻率應確定為125HE(λE=2.720米左右)比較合適。按照經驗公式,則聲屏障的高度應為
H=2λE=2×2720=5.450米
若馬路上的行車車輛中為小型汽車,則交通噪聲中頻率高的噪聲成份會比較高,則“有效頻率”λE選取為倍頻程頻率為250HE(λ =1.360)會比較合適,則聲屏障的高度可確定為︰
H=2λE=2×1360=2.720米
這樣,就會既節省投資,又取得比較好的降噪效果。