高速公路声屏障

在声源和接收点之间 , 垂直插入一个有足够面密度的密实材料壁板或墙壁 , 使声波在传递中有一个附加衰减 , 这样的 “ 障碍物 ” 即称声屏障。

声屏障对不同频率的效应

声屏障的作用就是阻止直接声的传播 , 隔离透射声 、并使反射声有足够的衰减 。 因此 , 声屏障的隔声衰减也就是利用声波反射原理设计建筑的 。 声波 ( 噪声 ) 在传播途中 , 若遇到障碍物 ( 声屏障) 时 , 会发生反射 , 于是在障碍物背后的一定距离范围内形成 了“ 声影区” , 其区域的大小取决于声音的大小 (即频率 ) , 从这一点看出 , 声屏障隔声衰减与各个中心频率值有密切关系 。

从图中可以看出 , 由于高频声声影区大 , 波长短 , 所以容易被阻挡 , 其次是中频声 、 而在声屏障后面形成的声影区中所产生的低频声 , 由于波长长 , 尽在屏障周围盘旋 , 它容易绕射过去 , 因此对周围的环境还是会产生一定的影响 , 所以声屏障对其低频噪声的影响隔声效果是较差的 , 经实测证明 : 声屏障对于频率在250Hz以下的低频声的隔声衰减不明显 , 但是对中、高频声隔声衰减效果较好。[1] 

隔声特性

声音的频率增加一倍，屏障的降噪量增加3分贝。屏障的高度加倍，其减噪量增加6分贝。如果接收点从远场移近到和声源到屏障的距离相等的地方，各频率的降噪量均增加 3分贝。如果声源和接收点的距离以及屏障的高度都是固定的，屏障位于声源和接收点之间的中间位置时，其降噪量小。所以设立屏障的位置是接近声源或接近接收点。

减噪量计算编辑

噪声在传播过程中遇到障碍物时，若障碍物的尺寸远大于声波波长，大部分声能被反射，一部分发生衍射，而透射声的影响可以忽略不计。通常，声屏障的隔声效果可以采用减噪量来表示。

在声源S和接收点R之间插入一个声屏障，设声屏障长，其后形成一个声影区。声影区的减噪量与噪声波长、声源和接收点之间的距离等因素有关，引入参量菲涅耳数N，估算隔声屏障的减噪量：

N=2δ/λ ;δ=(α+b)-(r+d)

δ为有屏障和无屏障时声源到接收点之间的短距离之差；λ为声波波长。

在半自由声场（如室外开阔地）中，声屏障的减噪量RN与N的关系表：

N -0.1 -0.01 0 0.1 0.5 1 2 3 5

RN/dB 2 4 5 7 11 13 16 17 21

当N为正值时，用波的衍射理论和边缘的近场修正，可以得到声屏障的减噪量近似计算公式：

由上式可知，当N趋近于0时，RN近似于5dB,也就是说，当屏障的高度接近声源和接收点的高度时，还有5dB的减噪量。

N为负值时,表示屏障未遮挡声源和接收点之间的直达声，这时降噪效果为5分贝。N值增加,降噪量随之增加，但实测降噪量为24分贝。所使用的屏障材料，应使各频率隔声量比屏障的隔声量高6分贝以上。

如果声源和接收者都在地平面上，声源和屏障之间的距离为r，接收者和屏障之间的距离为d，屏障的高度为h，并且满足d>=r>=h，则屏障的降噪量为：

对于点声源，屏宽比屏高大出5倍以上，就可近似作为屏障处理。[1] 

在室内（相当于半混响声场），屏障的减噪量与声源的性质以及室内的房间常数等因素有关。对于混响声场，并且接受点在声源的远场范围内的情况，声屏障没有减噪效果。因此，如果在室内设置声屏障，应要求室内具有较高的声吸收，减小室内混响，从而使声屏障获得较好的减噪效果。

室外的声屏障一般采用砖或混凝土结构，室内的声屏障可用钢板、木板、塑料板或石膏板等结构，板式声屏障可用0.5-1.0mm厚的钢板附加阻尼层和吸声层构成；帘幕式隔声屏障可用人造革护面中间附加柔软纤维材料构成。

结构编辑

室外的隔声屏障一般采用砖或混凝土结构，室内的隔声屏障引用钢板、木板，PMMA/POLYCARBONATE SHEET塑料扳、石膏板和泡沫铝等结构。隔声屏障主要由钢结构立柱和吸隔声屏板两部分组成，立柱是隔声屏障的主要受力构件，它通过螺栓或焊接固定在道路防撞墙或轨道边的预埋钢板上；吸隔声板是主要的隔声吸声构件，它通过高强弹簧卡子将其固定在H型立柱槽内，形成声屏障。隔声屏障的设计已较为充分地考虑了高架高速道路、城市轻轨、地铁的风载、交通车辆的撞击安全和全天候的露天防腐问题。它外形美观大方，运输、安装方便，造价低，使用寿命长，特别适用于高架高速道路和城市轻轨、地铁的防噪声使用，是现代化城市理想的隔声降噪设施。

隔声屏障高度在1m一5m间，覆盖有效区域平均降噪达10～15dB(A)(125Hz～40000Hz，1/3倍频程)，达20dB(A)。一般来讲，隔声屏障越高，或离隔声屏障越远，降噪效果就越好。