内蒙古工业大学西配楼道路声屏障设计

1、目录第一章 概 述1 1.1 西配楼西侧噪声污染状况1 1.2 课程设计的主要内容和要求1 相关内容1 设计内容及要求1第二章 降噪处理措施的选择2 2.1 2 2.1.1低噪声路面2 种植降噪绿化林带2 声屏障技术2 2.2 本次设计所选方法3 2.3声屏障降噪原理4 声学原理4 绕射4 反射5 障碍物和地面的声衰减5第三章 声屏障的设计计算6 3.1噪声标准6 3.2 确定声屏障设计目标值6 噪声保护对象的确定6 代表性受声点的确定7 声屏障建造前背景噪声值的确定7 声屏障设计目标值的确定7 3.3 位置的确定7 3.4 几何尺寸的确定8 3.5 声屏障插入损失的计算8 声屏障绕射声衰减的

2、计算8 透射声修正量Lt的计算11 地面吸收声衰减的确定11 声屏障实际插入损失的计算12第四章 声屏障的选型13 4.1声屏障形状的选择13 直立型声屏障13 折板型和弯曲型声屏障13 半封闭型声屏障13 全封闭型声屏障13 4.2 声屏障材料的选择13 FC板13 PC板14 彩色夹芯板14 金属吸隔声板14 4.3声屏障设计的其他辅助措施14 4.3.1使用沥青路面14 4.3.2在西配楼墙体上粘贴吸声材料15致谢辞16参考文献17第一章 概 述1.2 课程设计的主要内容和要求相关内容某场区办公楼前16米处有一鼓风机房，鼓风机房内的鼓风机24小时连续运转，所产生的噪声超标，严重影响到办公

3、楼内职工的正常，为解决这一问题，需在两者之间设计建造一声屏障，来有效降低噪声的危害。机房内有三台同型号鼓风机，并行排列，相距1.8米，在距每台高压泵1米处所产生的噪声为108dB(A)。根据现场测量噪声频率为700-1000赫兹，声波为不相干波。该办公楼为四层，高15米，前长260米，鼓风机房与办公楼相对位置如下图所示。图 1-1 鼓风机房与办公楼相对位置图. 设计内容及要求结合我国相关标准，为该办公楼设计一声屏障；完成噪声敏感建筑物有关参数和使用标准的确定、声屏障设计和计算声屏障结构、材料及在两座建筑物之间的相对位置；声屏障的设计除了达到预期的降噪指标外，还应符合景观、结构和养护等方面的要求

4、。3第二章 降噪处理措施的选择2.3声屏障降噪原理 声学原理声源ABdSR反射路径绕射路径透射路径道路声屏障（图2-1a）声波传播路径 绕射声源发出的声波透过声屏障传播到受声点的现象。如图（2-1b）穿透声屏障的声能量取决于声屏障的面密度、入射角及声波的频率。声屏障隔声的能力用传声损失TL来评价。TL大，透射的声能小；TL小，则透射的声能大，透射的声能可能减少声屏障的插入损失，透射引起的插入损失的降低量称为透射声修正量。用符号Lt表示。通常在声学设计时，要求TLLd10dB，此时透射的声能可以忽略不计，即Lt0。声影区RS直线路径径绕射路径(图2-1b)声波绕射路径 反射当道路两侧均建有声屏障

5、，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，它将会降低声屏障的插入损失(见图2-1c)，由反射声波引起的插入损失的降低量称之为反射声修正量，用符号Lr表示。为减小反射声，一般在声屏障靠道路一侧附加吸声结构。反射声能的大小取决于吸声结构的吸声系数，它是频率的函数，为评价声屏障吸声结构的整体吸声效果，通常采用降噪系数NRC。SRº(图2-1c) 声波的反射反射波直达波绕射波 障碍物和地面的声衰减此外，声屏障的衰减还受其周围障碍物和地面吸收等影响。如果在声屏障修建前，声源和受声点间存在其他屏障或障碍物，则可能产生一定的绕射声衰减，由这些障碍物的声屏蔽产生的声衰

6、减称之为障碍物声衰减，用符号Ls表示；如果地面不是刚性的，则会对传播过程中的声波产生一定的吸收，从而会使声波产生一定的衰减。由地面声吸收产生的声衰减称之为地面吸收声衰减，用符号LG来表示。第三章 声屏障的设计计算3.1噪声标准表-2：噪声标准值类别昼间夜间05040155452605036555470600类标准适用于疗养区、高级别墅区、高级宾馆区等特别需要安静的区域，位于城郊和乡村的这一类区域分别按严于0类标准5dB执行。 1类标准适用于以居住、文教机关为主的区域。乡村居住环境可参照执行该类标准。 2类标准适用于居住、商业、工业混杂区。 3类标准适用于工业区。 4类标准适用于城市中的道路交通

7、干线道路两侧区域，穿越城区的内河航道两侧区域。穿越城区的铁路主、次干线两侧区域的背景噪声(指不通过列车时的噪声水平)限值也执行该类标准。 3.2 确定声屏障设计目标值 噪声保护对象的确定根据声环境评价的要求，确定噪声防护对象，它可以是一个区域，也可以是一个或一群建筑物。本设计中的噪声保护对象是办公楼楼这样一个工作区。 代表性受声点的确定代表性受声点通常选择噪声最严重的敏感点，它根据道路路段与防护对象相对的位置以及地形地貌来确定，它可以是一个点，或者是一组点。通常，代表性受声点处插入损失能满足要求，则该区域的插入损失亦能满足要求。本设计中，办公楼的受声点位于办公楼的中心，即距地面7.5m。3.2

8、.4 声屏障设计目标值的确定声屏障设计目标值的确定与受声点处的道路交通噪声值(实测或予测的)、受声点的背景噪声值以及环境噪声标准值的大小有关。如果受声点的背景噪声值等于或低于功能区的环境噪声标准值时，则设计目标值可以由道路交通噪声值(实测或预测的)减去环境噪声标准值来确定。本设计中背景噪声值低于功能区的环境噪声标准值，所以，设计目标值为鼓风机工作噪声值与环境噪声标准值得差值。三台鼓风机的总声压级计算如下：无屏障前鼓风机房噪声到达办公楼的发散衰减计算如下： 测声点的距离，m 声源点到受声点的直线距离，m由于办公楼只有昼间有人工作，根据我国1993年颁布实施的城市区域环境噪声标准（GB3096-9

9、3）中规定的五类区域的城市区域噪声标准值，知：办公楼属3类区，环境噪声标准值为65dB。即声屏障设计目标值为： =23dB3.3 位置的确定根据鼓风机房与防护对象之间的相对位置、周围的地形地貌，应选择最佳的声屏障设置位置。选择的原则或是声屏障靠近声源，或者靠近受声点，或者可利用的土坡、堤坝等障碍物等，力求以较少的工程量达到设计目标所需的声衰减。根据以上的选择原则，设计选择了三组方案，方案一，声屏障距声源点2m处。方案二，声屏障距声源点6m处。方案三，声屏障距受声点4m处。根据计算，最终选择最优方案为第三方案。声屏障位置布置图见附图一。3.4 几何尺寸的确定根据设计目标值，可以确定几组声屏障的长

10、与高，形成多个组合方案，计算每个方案的插入损失，保留达到设计目标值的方案，并进行比选，选择最优方案。 声屏障一般的高度为36m，方案一，选取声屏障高度为6m，声屏障长度为50m。方案二，选取声屏障高度为5m，声屏障长度为50m。通过计算选择最优方案位方案一。3.5 声屏障插入损失的计算 声屏障绕射声衰减的计算声屏障的绕射声衰减可用等效频率f求得。取f=1000Hz，按下面公式计算，则得到近似的声屏障绕射声衰减Ld。点声源绕射声衰减为： N>0 5Db, N=0 0>N>-0.2式中：N 菲涅耳数，N 声波波长，md 声源与受声点间的直线距离，mA 声源至声屏障顶端的距离，mB

11、 受声点至声屏障顶端的距离，mc 声速，m/s若声源与受声点的连线和屏障发现之间有一角度时，则菲涅耳数应为 如下图所示：声源ABdSR反射路径绕射路径透射路径道路声屏障图3-1 声波传播路径机器噪声的现场测量应遵照各有关测试规范，可知声源点距地面1米处。受声点高度为7.5m,等效频率f为1000Hz。声屏障位置取方案一，几何尺寸去方案一，计算如下： 代入计算值不存在 声屏障位置取方案一，几何尺寸去方案二，计算如下：如上方案值不存在声屏障位置取方案二，几何尺寸去方案一，计算如下： 声屏障位置取方案二，几何尺寸去方案二，计算如下： 声屏障位置取方案三，几何尺寸去方案一，计算如下： 声屏障位置取方案

12、二，几何尺寸去方案二，计算如下：由 得x 点声源到声屏障的距离，m如果取点声源道声屏障的距离，点声源会直接到达受声点，屏障就没有了作用，所以此方案不可行。3.5.2透射声修正量Lt的计算若声屏障的传声损失TL-Ld10dB，此时可忽略透射声影响，即Lt0。一般TL取2030dB。若TLLd10dB，则可按照下面公式计算透射声修正量Lt。 (32)其中TL为声屏障的传声损失，它表示构件隔声性能的大小。根据选择的材料，查处TL=30.3dB，则TL-Ld30.31218.3 dB10dB。此时可忽略透射声影响，即Lt03.5.3反射声修正量的计算当有两声屏障平行时，才存在反射修正量。本设计只有一个

13、声屏障，所以反射声修正量3.5.4地面吸收声衰减的确定。3.5.5障碍物声衰减的确定 如果在障碍修建前，声源和受声点存在其他屏障或障碍物，则可能产生一定的绕射声衰减，由它们产生的声衰减称之为障碍物声衰减。本设计并无障碍物，所以障碍物。 声屏障实际插入损失的计算声屏障的总降噪量用插入损失IL来表示， 其定义为在保持噪声声源、地形、地面、背景噪声和气候条件等不变的情况下，安装声屏障前后受声点的声压级之差。声屏障的插入损失主要取决于声屏障的绕射声衰减Ld、透射减少量Lt和反射降低量Lr，考虑到其他障碍物和地面吸收的影响，声屏障实际插入损失为： (34)max表示取LS和LG中的最大者，这是因为一般两

14、者不会同时存在。如果有其他屏障或障碍物存在，地面效应LG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。式(34)中减去(LS, LG)max，是因为一旦设计的声屏障建成，原有屏障或障碍物或地面声吸收效应都会失去作用。 本设计中在声屏障修建前，声源和受声点间不存在其他屏障或障碍物，只考虑地面的吸收声衰减即可。ILLd-Lt-LG120.2211.78 dB第四章 声屏障的选型4.1声屏障形状的选择声屏障按几何形状一般可分为直立型、折板型、弯曲性、半封闭性和全封闭型。直立型声屏障指竖立在道路边缘的平面反射型障板。由于直壁型声屏障用材简易、施方便、造价较低、与环境有较好的融合性，在国内外有

15、广泛的应用。其特性一般可通过增加其高度进行有效的改善,尽管高度增加1m 可带来IL增加1.5dB(A)的效益 。但同样带来了降低教学区采光度、干扰司机视线等负效应。.折板型和弯曲型声屏障一般用于降噪要求较高但声屏障高度又有一定限制的场合。把声屏障上部折向道路方向，面向道路的一侧做成吸声表面，可以达到很好的降噪效果。声屏障的支撑件多采用H型钢。折壁型声屏障可增加声程差，提高降噪效果。半封闭型声屏障半封闭型声屏障适用于城市交通干道和两侧高层建筑密集区,其降噪效果非常好;全封闭型声屏障全封闭型声屏障适用于城市的高架桥,既有效地降,又可防止高空杂物坠落,但其造价低了交通噪声较高。本设计中，考虑到教学区

16、的采光、降噪效果等方面问题，选用屏体上部向内倾斜的折板形声屏障。见附图二。4.2 声屏障材料的选择国内的声屏障如按声学性能分类可分为吸声型(金属吸隔声板）、隔声型(PC板)、混合型（ 吸声与隔声的混合型），这些声屏障其实际效果一般为3-5dB 。 FC板 FC纤维水泥加压板简称FC 板，声屏障生产单位用FC穿孔板作声屏障面板，用在高速公路上，主要优点成本低、声学效果一般，最大问题由于其吸水率大于17%，用在室外易风化，寿命短，且不美观。 PC板 PC板又称为聚碳酸酯耐击板，PC 板具有耐冲击、阻燃的特性。6mm厚的PC 板平均隔声量21.5dB，隔声指数24 dB ，国内第一代声屏障用的较多，

17、主要优点制作方便，有一定隔声效果，最大缺点成本不低，有眩光，吸声效果不佳。 彩色夹芯板它是两面采用厚度0.50.6 的彩涂钢板，中间填入阻燃型聚苯乙烯板，其隔声量为30 dB，由于其隔声量较大，成本也较低，外型也较美观，用在高速公路上较多。 金属吸隔声板 它的结构设计，综合了薄板共振吸声结构及穿孔板吸声结构。主要特点： 吸隔声板由前板与后板组成，其厚度由50200mm，中间由吸声材料与空腔组成，空腔的厚薄根据噪声的声源频率来决定。本设计中采用PC板，PC 板具有耐冲击、阻燃的特性。6mm厚的PC 板平均隔声量21.5dB，隔声指数24 dB ，国内第一代声屏障用的较多，主要优点制作方便，有一定

18、隔声效果。4.3声屏障设计的其他辅助措施若设计得到的插入损失IL达不到降噪的设计目标值，则需要调整声屏障的高度、长度或声屏障与声源或受声点的距离，或者调整降噪系数NRC。经反复调整计算直至达到设计目标值。内蒙古工业大学西配楼昼间超标值为55dB。测得西配楼最大噪声级75.7dB，则西配楼最大理论衰减量为70.345515.34dB。声屏障实际插入损失经修正后为12dB小于此值，不符合要求，还应采取其他吸声措施予以弥补。弥补方法：1.可以选取路面铺设沥青可降噪28dB； 2.在西配楼上粘贴吸声材料可较原来衰减28dB综上所述，28)+(28)1628dB >15.34dB,符合要求。4.3.1 使用沥青路面黑色路面是广泛采用的高级路面。相对水泥混凝土路面而言，沥青路面有噪声低，粉尘少，行车舒适。维修方便，交通恢复快等优点。一般来说，汽车行驶在沥青混凝土路面比行驶在水泥混凝土路面噪声要低13dB(A)。疏水沥青混凝土路面的降噪效果更为明显，可降噪28dB(A)。使用低噪声路面可有效的降低交通噪声污染。4.3.2在西配楼墙体上粘贴吸声材料致谢辞本次噪声控制工程课程设计的进行过程中非常感谢马涛老师对我严格要求和悉心指导，导师渊博的学识、非凡的气质、敬业的工作作风、独特的人格魅力，始终感染着我、激励着我，这些都将成为宝