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Noise Barriers

隔音屏障旨在抵抗从声源到接收器的传播路径中的声波。一般来说,屏障离源头越近,它就变得越有效。对于简单的平面屏障,高度和长度是决定屏蔽程度的最重要因素,并且已经制定了简单的设计规则来确定整体噪声级的降低。这些基于从源到接收器通过屏障的直接路径与越过屏障顶部的最短路径之间的路径差异。此路径差异越大,筛选越大。屏障的阴影区是接收器无法看到源的区域,这里记录了噪声水平的最大降低。一些声音总是会绕过障碍物的顶部和边缘进入阴影区,因此不可能消除来自声源的所有噪音。然而,几米高的典型屏障可以实现 10 dB(A) 数量级的有价值的降噪。这相当于将声音的主观响度减半。

Figure (a)

Figure (b)


对于更复杂的障碍,简单的方法是不合适的,边界元法 (Boundary Element Method, BEM) 等数值方法已被用于生成精确的解决方案。

许多不同类型的屏障已使用多种材料安装,包括木材、钢材、铝、混凝土和丙烯酸板。其中一些设计在交通侧具有吸收性饰面,可减少反射声。高度超过 8 m 的屏障已被应用,并且已经测试了新型加盖屏障和带角度的屏障。

与简单的平面障碍相比,可以提供改进性能的障碍可以在以下大标题下进行分组。

上图 (a) 显示了声音从声源传播到屏障边缘的主要路径,用于有或没有声源侧吸收的隔音墙。图 (b) 显示了吸收材料的结构。

如果较小的车辆经过障碍物,车辆的反射就不会起到太大的作用。只有在高速公路或火车轨道两侧建造隔音屏障时,才会发生多次反射。

在大型噪声源的情况下,源侧吸收式噪声屏障的实施可以防止所谓的”Z”字形效应

  1. 吸收性屏障——也就是能在交通表面的元素吸收很大一部分的入射声音的屏障,可以减少反射声音,这可能有助于附近的整体噪音水平。
  2. 有角度的障碍物——即倾斜或具有波状表面以分散噪音的障碍物,目的是为了防止显著的声音反射到需要屏蔽的区域。

吸收屏障

如图 1(a) 所示,如果在道路的一侧竖立垂直平面屏障,则会导致向另一侧的声音反射。此外,车辆和障碍物之间的反射可能也会导致屏蔽性能损失,如图 (b) 所示。在道路两侧存在平面垂直障碍物的情况下,如图(c)所示,它们通常是出于平行状态。在这种情况下,声音在障碍物之间来回反射,再次导致性能损失。位于面向交通的屏障侧面的吸音板可以通过吸收入射波的声能来减少这种反射贡献。

有角度的障碍

使用吸音屏障的另一种方法是将屏障或屏障的一部分与道路成一定角度,这样来自屏障交通面的反射波向上偏转,从而减少相对靠近道路的受体位置对噪声的贡献地面。此类屏障的性能已在 TRL 独特的噪声屏障测试设施 (NBTF) 中进行了全面测量。使用的噪声源包括一个 800 W 的扬声器,该扬声器可以放置在测试屏障前面的一条特殊铺设的热轧沥青条上,从而代表高速公路和通用双车道道路上的交通源。

麦克风可以被放置在没有反射物体的宽阔平坦草地区域的任何地点测量屏障阴影区的噪声级。为了测量屏障的声学性能,我们需要广播广泛频率范围内的记录噪音,并在屏障后面的标准位置测量噪音水平。此外,我们可以针对扬声器输出以及风速和风向的变化进行校正。通过这种方式,屏障对典型交通噪声源的屏蔽性能便能被评估。

The above fig shows angled noise barrier.

参考资料:各种书籍与论文

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