声源与接收点之间设置屏障,以阻断声波的直接传播,以降低噪声,这样的屏障称为声屏障或隔声屏。
对于工人多、强噪声源比较分散的大车间,可设置室内隔声屏障或带有生产工艺孔洞的隔墙,将车间在平面中划分为几个不同强度的噪声区域。隔声屏障的降噪量可以在10~20dB范围内选择,对于高频声源,隔声屏的降噪量可选取较高值。
隔声屏广泛应用于控制道路交通噪声的污染。一些发达国家从20世纪60年代末就开始了道路声屏障的研究和应用。近年来,我国的高速公路、铁路、城市高架道路和轨道交通相继建造声屏障,而且发展速度很快。
1 声屏障的声学性能
声屏障的声学性能包括降噪性能、吸声性能和隔声性能三个方面。
声屏障的降噪效果用63~4000Hz的倍频带或50~5000Hz的1/3倍频带插入损失作为评价量。插入损失指安装声屏障前后在某特定位置上的声压级之差,它是描述声屏障降噪效果的量,单一评价量则采用实际声源状况下的等效连续A声音插入损失。一般3~6m高的道路声屏障,其声影区内降噪效果为5~12dB。
声屏障构件本身的吸声性能采用100~5000Hz的1/3倍频带吸声系数进行评价,单一评价量则采用以上频段的平均吸声系数进行评价。
声屏障构件本身的隔声性能采用100~3150Hz的1/3倍频带传声损失来评价,单一评价量则采用以上频段的平均隔声量或计权隔声量。
2 声屏障设计的声学原理
如图1所示,当噪声源的声波遇到声屏障时,将分三条路径传播,一部分越过声屏障顶端绕射到达受声点;一部分穿透声屏障到达受声点;一部分在声屏障壁面上产生反射。声屏障的插入损失主要取决于声源发出的声波沿在条路径传播的声能分配。
(1) 绕射声衰减 声源S发出的声波越过声屏障顶端绕射到受声点R。绕射声能比没有声屏障时的直达声能小。直达声与绕射声的声音之差称为绕射声(衍射声)衰减,计为。
(2) 透射降低量 穿透声屏障的声能量取决于声屏障的面密度、入射角和声波的频率。声屏障的隔声能力用传声损失TL(又称隔声量)来评价,透射的声能将减小声屏障的插入损失,由透射引起的插入损失降低量称为透射降低量,计为。在声学设计时,要求TL-≧10dB,即透射声的声能可以忽略不计,即≈0。
(3) 反射降低量 当道路两侧建有声屏障,且声屏障平行时,声波将在声屏障间多次反射,并越过声屏障顶端绕射到受声点,它会降低声屏障的插入损失,由反射引起的插入损失降低量称为反射降低量,记为。为减小反射声,一般在声屏障靠道路一侧附加吸声结构。反射声的大小取决于吸声结构的吸声系数,它是频率的函数。评价声屏障吸声结构的整体吸声系数,常用降噪系数NRC(noise reduction coefficient)表示,NRC为250Hz、500Hz、1000Hz、2000Hz测得的吸声系数的平均值,算到小数后两位。
3 声屏障插入损失的计算
根据前面分析,声屏障的插入损失主要取决于声屏障的绕射声衰减,透射减小量和反射降低量,考虑到其他障碍物和地面吸收的影响,声屏障的实际插入损失。其中为声源与受声点之间其他屏障或障碍物可能产生的绕射声衰减,为地面吸收产生的衰减。max表示取、中大者,这是因为一般两者不会同时存在。如果有其他屏障或障碍物存在,地面效应会被破坏掉,因为只有贴近地面,地面声吸收的衰减才会明显。上式中的减号表示一旦设计的声屏障建成,原有的屏障或障碍物或地面声吸收效应都会失去作用。
(1) 绕射声衰减的确定
①长声屏障,有限长线声源可看做点声源时。当线声源的长度远远小于声源至受声点的距离时,可以看成点声源,对一长的声屏障,点声源的绕射声衰减为
式中,N为菲涅耳系数,;为声波波长,m;为声源与受声点间的直线距离,m;A为声源至屏障顶端的距离,m;B为受声点至声屏障顶端的距离,m。
若声源与受声点连线与声屏障法线之间有一角度,则菲涅耳数为。
②长线声源,长声屏障。当声源为长不相干线声源,声屏障的绕射声衰减为
式中,为声波频率,Hz;为声程差,m;,c为声速,m/s。
③长线声源,有限长的声屏障。仍根据长线声源,长声屏障时的计算公式进行计算。修正后的取决于遮蔽角。
(2) 透射声减小量的计算 透射声减小量由下列公式计算:
(3) 声降低量的确定 反射声降低量取决于:声屏障、受声点及声源的高度;两个平行声屏障之间的距离;受声点至声屏障及道路的距离;靠声源内侧声屏障吸声结构的噪声降低系数NRC。
(4) 声屏障的高度 对于非直立型声屏障,其等效高度等于声源至声屏障顶端连线与直立部分延长线的交点的高度。如下图2所示。
01-13
冲床噪声的控制现状
冲床是工业生产中常见的机械设备,加工方式为借助于冲头的动能冲栽零件,负荷运转噪声多在90dBA以上。我国冲床车间噪声一般高达90-110dBA,给设备操作者和车间其它人员造成危害,对环境亦有影响。在机械设备中,冲床噪声很突出。工业发达国家对冲床噪声的研究,治理和控制开展较早,我国此项工作的开展是在七十年代末期。降低冲床噪声时,要考虑加工质量,生产率,操作方便和降噪费用等诸多因素。可以说冲床
01-13
电机噪声及其控制
电机(包括发电机和电动机)是工农业生产中量大面广的动力设备,据调查,目前国产的中小型电机噪声多在90∽100dBA之间,大型电机噪声均高达100dBA以上,声能分布在125∽500HZ之间(个别出现在1000HZ)。其噪声特性为低、中频性。电机的噪声可粗略地分为两大部分:一部分是由机械振动引起的,其能量与所辐射的声功率直接与电功率有关;另一部分则是空气动力性噪声,它直接与气流的线速度有关,而线速度
01-13
发电机噪音治理
一台发电机组当其运行转速在1500rpm时,在距离机组一米处将会产生105分贝的噪音,为避免噪音传出机房,消音工程应包括以下环节。 1、机房出入门的消音: 每个机房至少有一个以上出入门,从消音角度看,机房大门不应设置过多,一般情况下设置一个大门,一个小门,面积尽可能不超过3平方米,结构方面以金属为框架,内部附设高强度隔音材料,外部为金属铁板,消音门与墙壁及门框上下紧密配合。
01-13
风动凿岩机噪声
风动凿岩机噪声在井下达,甚至更高,对操作工人的危害很好严重。其噪声频谱较宽,但主要呈中低频性。主要噪声源是: 1. 排气噪声 2. 活塞撞击纤尾和纤头撞击岩石产生的机械性撞击噪声 3. 风动凿岩机零部件的撞击、磨擦以及机件振动所产生的机件性噪声其中以排气噪声为主要成为。 解决风动凿岩机噪声的途径在于研制的排气消声器,并对机件性噪声采取减振阻尼措施。对多机凿岩台车,应设隔声操