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聲屏障的聲學設計和聲學性能的測量方法規范

時間:2018-03-29 15:36:37 瀏覽:次
內容摘要:為了貫徹執行《中華人民共和國環境噪聲污染防治法》第36條“建設經過已有的噪聲敏感建筑物集中區域的高速公路和城市高架、輕軌道路,有可能造成環境污染的,應當設置聲屏障或者采取其他有效的控制環境噪聲污染的措...

為了貫徹執行《中華人民共和國環境噪聲污染防治法》第36條“建設經過已有的噪聲敏感建筑物集中區域的高速公路和城市高架、輕軌道路,有可能造成環境污染的,應當設置聲屏障或者采取其他有效的控制環境噪聲污染的措施”,制訂本規范。

本規范規定了聲屏障的聲學設計和聲學性能的測量方法。

本規范的附錄A、B是規范性附錄。

附錄C是資料性附錄。

本規范由國家環境保護總局科技標準司提出并歸口。

本規范起草單位:中國科學院聲學研究所、同濟大學聲學研究所、北京市勞動保護科學研究所、福建省環境監測中心。

參加單位:青島海洋大學物理系、北京市環境監測中心、上海市環境科學研究院、天津市環境監測中心、上海申華聲學裝備有限公司、上海市環??萍甲稍兎罩行?、宜興南方吸音器材廠、北京市政工程機械廠。

本規范由國家環境保護總局負責解釋。

本規范2004年10月1日起實施。

主題內容與適用范圍.1本規范規定了聲屏障的聲學設計和聲學性能的測量方法。

.2本規范主要適用于城市道路與軌道交通等工程,公路、鐵路等其他戶外場所的聲屏障也可參照本規范。

規范性引用文件下列標準和規范中的條款通過在本規范中引用而構成本規范的條款,與本規范同效。

—96公路建設項目環境影響評價規范GBJ47—83混響室法—吸聲系數的測量方法GBJ75—84建筑隔聲測量規范GB3096—93城市區域環境噪聲標準GB3785—83聲級計GB/T3947—1996聲學名詞術語/T14623—93城市區域環境噪聲測量方法GB/T15173—94聲校準器GB/T17181—1999積分平均聲級計/T2.4—95環境影響評價技術導則—聲環境當上述標準和規范被修訂時,應使用其最新版本。

名詞術語本規范采用下列名詞定義3.1聲壓級(Lp)soundpressurelevel聲壓與基準聲壓之比的以10為底的對數乘以20,單位為分貝(dB):=20lg((1)po式中:p—聲壓,Pa—基準聲壓,20μPa.2A計權聲[壓]級(LpA,LA)A-weightedsound[pressure]level用A計權網絡測得的聲壓級。

.3等效[連續A計權]聲[壓]級(LAeq,T,Leq)equivalent[A-weightedcontinuous]sound[pressure]level在規定時間內,某一連續穩態聲的A[計權]聲壓,具有與隨時間變化的噪聲相同的均方A[計權]聲壓,則這一連續穩態聲的聲級就是此時變噪聲的等效聲級,單位為分貝(dB)。

等效聲級的公式是LAeq,T=10lg[∫pA]dB(2)2p0式中:LAeq,T—等效聲級,dB—指定的測量時間,pA(t)—噪聲瞬時A[計權]聲壓,Pa—基準聲壓,20μPa當A[計權]聲壓用A聲級LpA(dB)表示時,則此公式為,T=10lg[∫(LpA/10)dt].4最大聲[壓]級(Lpmax)maximumsound[pressure]level在一定的測量時間內,用聲級計快檔(F)或慢檔(S)測量到的最大A計權聲級、倍頻帶聲壓級或1/3倍頻帶聲壓級。

3.5背景噪聲backgroundnoise當測量對象的聲信號不存在時,在參考點位置或受聲點位置測量的噪聲。

本規范中所指的測量對象一般指采用聲屏障來控制的噪聲源。

3.6聲屏障noisebarriers一種專門設計的立于噪聲源和受聲點之間的聲學障板,它通常是針對某一特定聲源和特定保護位置(或區域)設計的。

.7聲屏障插入損失(IL)insertionlossofnoisebarriers在保持噪聲源、地形、地貌、地面和氣象條件不變情況下安裝聲屏障前后在某特定位置上的聲壓級之差。

聲屏障的插入損失,要注明頻帶寬度、頻率計權和時間計權特性。

例如聲屏障的等效連續A計權插入損失表示為ILPAeq。

3.8吸聲系數(α)soundabsorptioncoefficient在給定的頻率和條件下,分界面(表面)或媒質吸收的聲功率,加上經過界面(墻或間壁等)透射的聲功率所得的和數,與入射聲功率之比。

一般其測量條件和頻率應加說明。

吸聲系數等于損耗系數與透射系數之和。

3.9降噪系數(NRC)noisereductioncoefficient在250、500、1000、2000Hz測得的吸聲系數的平均值,算到小數點后兩位,末位取0或5。

NRC=(α250α500α1000α2000)(3)4.10傳聲損失(TL)soundtransmissionloss屏障或其它隔聲構件的入射聲能和透射聲能之比的對數乘以10,單位是分貝:=10lg(Ei/Et)(4)式中:Ei—入射聲能;—透射聲能。

.11計權隔聲量(Rw)weightedsoundreductionindex隔聲構件空氣聲傳聲損失的單一值評價量,它是由100~3150Hz的1/3倍頻帶的傳聲損失推導計算出來的。

聲屏障的設計中,為避免由聲屏障透射聲能量影響聲屏障的實際降噪效果,通常采用具有一定傳聲損失的結構。

聲屏障的空氣聲隔聲量可采用100~3150Hz1/3倍頻帶的平均隔聲量或計權隔聲量來評價。

聲屏障的聲學設計聲屏障是降低地面運輸噪聲的有效措施之一。

一般3~6m高的聲屏障,其聲影區內降噪效果在5~12dB之間。

4.1聲學原理當噪聲源發出的聲波遇到聲屏障時,它將沿著三條路徑傳播(見圖1.a):一部分越過聲屏障頂端繞射到達受聲點;一部分穿透聲屏障到達受聲點;一部分在聲屏障壁面上產生反射。

聲屏障的插入損失主要取決于聲源發出的聲波沿這三條路徑傳播的聲能分配。

.1.1繞射越過聲屏障頂端繞射到達受聲點的聲能比沒有屏障時的直達聲能小。

直達聲與繞射聲的聲級之差,稱之為繞射聲衰減,其值用符號△Ld表示,并隨著Φ角的增大而增大(見圖1.b)。

聲屏障的繞射聲衰減是聲源、受聲點與聲屏障三者幾何關系和頻率的函數,它是決定聲屏障插入損失的主要物理量。

(a)聲波傳播路徑(c)聲波的反射圖1聲屏障繞射、反射路徑圖.1.2透射聲源發出的聲波透過聲屏障傳播到受聲點的現象。

穿透聲屏障的聲能量取決于聲屏障的面密度、入射角及聲波的頻率。

聲屏障隔聲的能力用傳聲損失TL來評價。

TL大,透射的聲能??;TL小,則透射的聲能大,透射的聲能可能減少聲屏障的插入損失,透射引起的插入損失的降低量稱為透射聲修正量。

用符號ΔLt表示。

通常在聲學設計時,要求TL—△Ld≥10dB,此時透射的聲能可以忽略不計,即△Lt≈0。

4.1.3反射當道路兩側均建有聲屏障,且聲屏障平行時,聲波將在聲屏障間多次反射,并越過聲屏障頂端繞射到受聲點,它將會降低聲屏障的插入損失(見圖1.c),由反射聲波引起的插入損失的降低量稱之為反射聲修正量,用符號△Lr表示。

為減小反射聲,一般在聲屏障靠道路一側附加吸聲結構。

反射聲能的大小取決于吸聲結構的吸聲系數α,它是頻率的函數,為評價聲屏障吸聲結構的整體吸聲效果,通常采用降噪系數NRC。

4.2聲屏障插入損失計算4.2.1繞射聲衰減△Ld的計算4.2.1.1點聲源當線聲源的長度遠遠小于聲源至受聲點的距離時(聲源至受聲點的距離大于線聲源長度的3倍),可以看成點聲源,對一無限長聲屏障,點聲源的繞射聲衰減為:lgNtanh2πN5dB,N>0Ld=5dB,N=0520lgπNtan2πN,0>N>-0.2(5)dB,N≤—0.2—菲涅耳數,N=±λ(ABd)λ—聲波波長,m—聲源與受聲點間的直線距離,mA—聲源至聲屏障頂端的距離,mB—受聲點至聲屏障頂端的距離,m若聲源與受聲點的連線和聲屏障法線之間有一角度β時,則菲涅耳數應為(β)=Ncosβ工程設計中,△Ld可從圖2求得圖2聲屏障的繞射聲衰減曲線.2.1.2無限長線聲源,無限長聲屏障當聲源為一無限長不相干線聲源時,其繞射聲衰減為:2(1)πt,lg(1t)4arctg(1t)=fδ≤13c3π(t21),10lg2ln(tt1)(6)=fδ>13c式中:f—聲波頻率,Hzδ=AB-d為聲程差,m—聲速,m/s.2.1.3無限長線聲源及有限長聲屏障△Ld仍由公式(6)計算。

然后根據圖3進行修正。

修正后的△Ld取決于遮蔽角β/θ。

圖3(a)中虛線表示:無限長屏障聲衰減為8.5dB,若有限長聲屏障對應的遮蔽角百分率為92%,則有限長聲屏障的聲衰減為6.6dB。

)修正圖(b)遮蔽角圖3有限長度的聲屏障及線聲源的修正圖.2.2透射聲修正量△Lt的計算透射聲修正量△Lt由下列公式計算:LTL/10t=Ld10lg(10Ld/1010)(7).2.3反射聲修正量△Lr的計算反射聲修正量取決于聲屏障、受聲點及聲源的高度,兩個平行聲屏障之間的距離,受聲點至聲屏障及道路的距離以及靠道路內側聲屏障吸聲結構的降噪系數NRC,具體步驟見規范性附錄A。

4.2.4障礙物聲衰減的確定如果在聲屏障修建前,聲源和受聲點間存在其他屏障或障礙物,則可能產生一定的繞射聲衰減,由它們產生的聲衰減稱之為障礙物聲衰減,用符號△LS表示。

(△LS由4.2.1,4.2.2和4.2.3來確定。

4.2.5地面吸收聲衰減的確定如果地面不是剛性的,則會對傳播過程中的聲波產生一定的吸收,從而會使聲波產生一定的衰減。

由地面吸收產生的聲衰減稱之為地面吸收聲衰減,用符號△LG表示。

()/dBA321153060120240受聲點至等效行車線距離圖4地面吸收聲衰減/m.2.5.1地面吸收聲衰減△LG通常應由現場測量得到。

具體測量方法是:在地面上方1.5m和6—7.5m高處設兩個測點,同時測量現場有聲源的倍頻帶(中心頻率250—2000Hz)或1/3倍頻帶(中心頻率200—2500Hz)的頻帶聲壓級或A計權聲級。

兩測點聲壓級或A聲級之差即為△LG。

若現場聲源不存在(如未建道路),則可采用人工聲源,但必須測量倍頻帶或1/3倍頻帶聲壓級,以便對未來聲源的A計權△LG進行計算。

.2.5.2若現場測量有困難,可由圖4來確定。

圖4中的等效距離DE由下列公式計算:=L·DF(8)—受聲點至最近的車道中心線距離,mDF—受聲點至最遠的車道中心線距離,m一般,在DE=55m時,△LG為2.5dBA,在DE=150m時,△LG為5dBA。

考慮到其它障礙物和地面聲吸收的影響,聲屏障實際插入損失為IL=LdLtLr(ls,LG)max(9)max表示取△LS和△LG中的最大者,這是因為一般兩者不會同時存在。

如果有其他屏障或障礙物存在,地面效應△LG會被破壞掉,因為只有貼近地面,地面聲吸收的衰減才會明顯。

式(9)中減去(△LS,△LG)max,是因為一旦設計的聲屏障建成,原有屏障或障礙物或地面聲吸收效應都會失去作用。

4.3聲源特性4.3.1時間特性交通噪聲是隨時間起伏的聲源。

在本規范中,采用等效聲壓級或等效A聲級表示時間平均特性。

4.3.2頻率特性交通噪聲的頻率特性在聲屏障設計中是最重要的參數之一。

應通過噪聲測量,得到聲源的倍頻帶(中心頻率63—4000Hz)或1/3倍頻帶(中心頻率50—5000Hz)的頻譜。

為簡化計算,亦可采用聲源的等效頻率。

(見附錄B)4.4聲屏障設計程序.4.1確定聲屏障設計目標值4.4.1.1噪聲保護對象的確定根據聲環境評價的要求,確定噪聲防護對象,它可以是一個區域,也可以是一個或一群建筑物。

.4.1.2代表性受聲點的確定代表性受聲點通常選擇噪聲最嚴重的敏感點,它根據道路路段與防護對象相對的位置以及地形地貌來確定,它可以是一個點,或者是一組點。

通常,代表性受聲點處插入損失能滿足要求,則該區域的插入損失亦能滿足要求。

4.4.1.3聲屏障建造前背景噪聲值的確定對現有道路,代表性受聲點的背景噪聲值可由現場實測得到。

若現場測量不能將背景噪聲值和交通噪聲區分開,則可測量現場的環境噪聲值(它包括交通噪聲和背景噪聲),然后減去交通噪聲值得到。

交通噪聲值可由現場直接測量。

若現場不能直接測量交通噪聲,則交通噪聲可根據車流量、車輛類型及比例等參數,按照HJ/T2.4—95的附錄B計算得到。

對還未建成或未通車的道路,背景噪聲可直接測得。

4.4.1.4聲屏障設計目標值的確定聲屏障設計目標值的確定與受聲點處的道路交通噪聲值(實測或予測的)、受聲點的背景噪聲值以及環境噪聲標準值的大小有關。

如果受聲點的背景噪聲值等于或低于功能區的環境噪聲標準值時,則設計目標值可以由道路交通噪聲值(實測或預測的)減去環境噪聲標準值來確定。

當采用聲屏障技術不能達到環境噪聲標準或背景噪聲值時,設計目標值也可在考慮其它降噪措施的同時(如建筑物隔聲),根據實際情況確定。

4.4.2位置的確定根據道路與防護對象之間的相對位置、周圍的地形地貌,應選擇最佳的聲屏障設置位置。

選擇的原則或是聲屏障靠近聲源,或者靠近受聲點,或者可利用的土坡、堤壩等障礙物等,力求以較少的工程量達到設計目標所需的聲衰減。

由于聲屏障通常設置在道路兩旁,而這些區域的地下通常埋有大量管線,故應該作詳細勘察,避免造成破壞。

4.4.3幾何尺寸的確定根據設計目標值,可以確定幾組聲屏障的長與高,形成多個組合方案,計算每個方案的插入損失,保留達到設計目標值的方案,并進行比選,選擇最優方案。

4.4.4聲屏障繞射聲衰減△Ld的計算.4.4.1根據選定的聲屏障位置和屏障的高度,確定聲程差δ,然后根據聲源類型(點源或線源),按公式(5)或(6)計算各個頻帶的繞射聲衰減L‘di,或根據圖2曲線|得到。

.4.4.2根據聲源頻譜特性和聲源類型(點聲源或線聲源),按公式(10)計算沒有聲屏障時受聲點的頻帶聲壓級Lbi,減去屏障建造后各頻帶的繞射聲衰減L‘di,然后按照公式(11)將各頻帶的差值求和,則得到聲屏障繞射后受聲點的聲壓級La:10lg(o)2,點聲源=(10)10lg(線聲源r式中Loi為距聲源ro處聲源第i個頻帶聲壓級,通常由測量得到,r為聲源到受聲點的距離n(LbiL'di)/10=10lg∑10(11)i=1.4.4.3按上述方法得到的聲屏障建造前后受聲點的聲壓級之差,即為聲屏障繞射聲衰減△L′dL'd=LbLa(12)n式中Lb=10lg∑10Lbi/10,為屏障建立前受聲點的總聲壓級。

i=1.4.4.4根據A計權頻帶修正值Ai,可以計算A計權的聲屏障繞射聲衰減△Ld:n(LbiAi)/10Ld=10lg∑10i=1(13)'10lg∑10(LbiLdiAi)/10i=1.4.4.5聲屏障的A計權繞射聲衰減亦可用等效頻率fe求得。

通常道路交通噪聲的等效頻率fe=500Hz,按公式(5)或(6)計算,則得到近似的聲屏障A計權的繞射聲衰減△Ld。

.4.4.6聲屏障的A計權繞射聲衰減,也可通過圖5來求得,圖中假設聲屏障是無限長的。

.4.4.7若線聲源和聲屏障長度有限,則可根據4.2.1.3進行修正4.4.5聲屏障的隔聲要求.4.5.1合理選擇與設計聲屏障的材料及厚度,若聲屏障的傳聲損失TL-△Ld>10dB,此時可忽略透射聲影響,即△Lt≈0。

一般TL取20~30dB。

4.4.5.2若TL—△Ld<10dB,則可按照4.2.2節的公式(7)計算透射聲修正量△Lt。

圖5不相干線聲源A計權聲屏障繞射聲衰減.4.6道路聲屏障吸聲結構的設計.4.6.1當雙側安裝聲屏障時,應在朝聲源一側安裝吸聲結構;當道路聲屏障僅為一側安裝,則可以不考慮吸聲結構.4.6.2吸聲型聲屏障的反射聲修正量△Lr值取決于平行聲屏障之間的距離、聲屏障的高度、受聲點距聲屏障的水平距離、聲屏障吸聲結構的降噪系數以及聲源與受聲點的高度。

.4.6.3吸聲結構的降噪系數NRC應大于0.5。

.4.6.4根據4.4.6.2所述的各參數的實際尺寸,按照規范性附錄A求得反射聲修正量△Lr。

.4.6.5吸聲結構的吸聲性能不應受到戶外惡劣氣候環境的影響。

4.4.7聲屏障形狀的選擇.4.7.1聲屏障的幾何形狀主要包括直立型、折板型、彎曲型、半封閉或全封閉型。

.4.7.2聲屏障的選擇主要依據插入損失和現場的條件決定。

對于非直立型聲屏障,其等效高度等于聲源至聲屏障頂端連線與直立部分延長線的交點的高度。

如圖6所示。

ar6聲屏障等效高度示意圖.4.8聲屏障插入損失的確定聲屏障的插入損失在計算了各項修正后,按公式(9)計算得到。

.4.9聲屏障設計的調整若設計得到的插入損失IL達不到降噪的設計目標值,則需要調整聲屏障的高度、長度或聲屏障與聲源或受聲點的距離,或者調整降噪系數NRC。

經反復調整計算直至達到設計目標值。

.5地形、地貌的影響地坡、山丘、堤岸等對聲傳播都有影響。

可以借助它們起到聲屏障的作用。

或者充分利用它們替代部分聲屏障,以節省修建道路聲屏障的費用,若聲屏障建造在這些障礙物上,則聲屏障的高度需加上障礙物的高度。

.6聲屏障設計的其它要求聲屏障設計在滿足聲學性能要求的同時,其結構力學性能、材料物理性能、安全性能和景觀效果,均應符合相應的現行國家標準的規定和要求。

聲屏障聲學性能的測量.1測量的聲學量5.1.1插入損失(TL)聲屏障的降噪效果一般用A計權等效聲級或最大A聲級的插入損失來評價。

圖如果要了解降噪的頻率特性,則應測量63~5,000Hz的1/3倍頻帶或80~4000Hz倍頻帶的插入損失。

.1.2降噪系數(NRC)聲屏障材料的吸聲性能采用250~2000Hz倍頻帶吸聲系數來評價。

上述頻率范圍的平均吸聲系數即降噪系數可作為材料吸聲性能單一評價指標。

.1.3計權隔聲量(Rw)。

聲屏障材料的隔聲性能采用100~3150Hz的1/3倍頻帶傳聲損失來評價。

單一評價數可以采用計權隔聲量Rw或上述頻率范圍的平均傳聲損失R。

.2插入損失的測量5.2.1測量方法本規范規定了直接法和間接法兩種插入損失的測量方法。

在選擇所采用的測量方法時,應充分考慮測量的對象、聲屏障安裝前測量的可能性和聲源、地形、地貌、地表面、氣象條件等因素在兩次測量中的等效程度。

.2.1.1直接法r直接測量聲屏障安裝前后在同一參考位置和受聲點位置的聲壓級的方法,稱為直接法。

由于測量時安裝前后的參考位置和受聲點位置相同,其地形地貌、地面條件一般等效性較好。

.2.1.2間接法分別測量聲屏障安裝前后,相同參考位置和受聲點位置的聲壓級。

測量時,因聲屏障已安裝在現場,也不可能移去,聲屏障安裝前的測量可選擇與其相等效的場所進行,這種方法稱為間接法。

選用間接法時,要保證兩個測點的等效性,包括聲源特性、地形、地貌、周圍建筑物反射、地面和氣象條件等效。

.2.2測量儀器5.2.2.1聲學測量儀器測量用聲級計應符合國家標準GB3785規定的1型聲級計的要求。

如果測量等效連續聲級,使用的積分聲級計應符合國家標準GB/T17181規定的1型的要求。

采用其它測量儀器時,其性能應滿足上述標準規定的要求。

聲級計應按國家標準規定,定期進行性能檢驗。

每次測量前后,應采用聲校準器進行校準。

應至少采用兩個測量系統,以保證對一組參考點和受聲點進行同時測量。

如果測量倍頻帶或1/3倍頻帶插入損失,其相應濾波器應符合國家標準規定的要求。

測量時應使用風罩,風罩不應影響傳聲器的頻率響應。

如果采用其它聲學測量系統,其性能也應滿足上述標準。

.2.2.2氣象測量儀器測量風速和風向的儀器精度應在±10%以內。

用于測量環境溫度的溫度計和溫度傳感器的精度應在±1℃之內。

測量濕度的儀器的精度應在±2%以內。

注:氣象測量的位置應和受聲點同樣高度。

.2.3測量的聲環境要求5.2.3.1地形、地貌和地面條件若采用間接法測量,當模擬測量的場所符合下列條件時,可以認為等效:(1)模擬測量場所和實際的聲屏障區域的地形地貌,障礙物和地面條件類似。

(2)受聲點一側后部30m以內的環境(包括大的反射物等)應該類似。

注:為了保證地面條件的等效性,可以測量地面結構的特性聲阻抗。

如果不能測量,至少要求地面材料(土壤、水泥、瀝青、磚石等)、處理狀況(土壤松實等)和土壤上的植被情況等一致,并應避免地面含水量有大的變化。

對于直接法測量,上述條件在聲屏障安裝前后測量時也應保持一致。

.2.3.2氣象條件為了保證測量的重復性,對氣象條件,如風、溫度和空中云的分布應滿足下列要求。

(1)風如果聲屏障安裝前后的測量中其風向保持不變,并且從聲源到受聲點的平均風速矢量變化不超過2m/s時,可認為前后測量的風條件等效。

測量時風速超過5m/s,測量無效。

(2)溫度聲屏障安裝前后兩次測量的平均溫度變化不應超過10°C。

地面以上空間的溫度梯度對聲傳播有一定影響,測量中應注意溫度梯度對聲傳播的影響。

(3)濕度空氣濕度主要影響高頻噪聲的傳播,因此聲屏障安裝前后的測量,其空氣濕度應相近。

(4)其它氣象條件應避免在雨天和雪天進行測量。

應避免在濕的路面情況下進行測量。

.2.3.3背景噪聲測量時,背景噪聲級應至少比測量值低10dB。

如果測量值和背景噪聲值相差3~dB,則可以按表1所列數值對測量結果進行修正。

當差值小于3dB,則不符合測試條件,不能進行測量。

表1背景噪聲修正值dB測量值和背景噪聲值之差4~56~9修正值—3—2—1.2.4聲源5.2.4.1聲源類型現場測量聲屏障的插入損失時,可以采用二種類型聲源:自然聲源、可控制的自然聲源。

通常情況,前者聲源應是優先考慮的試驗聲源。

在沒有自然聲源或自然聲源的聲級不夠大時,也可考慮選擇可控制的自然聲源。

.2.4.2自然聲源自然聲源是指道路上實際行駛的車輛。

在測量過程中,應在參考點位置對聲源進行連續監測,以便對聲源不穩定產生的誤差進行修正。

.2.4.3可控制的自然聲源可控制自然聲源是指特定選擇的試驗車輛組。

如果聲屏障安裝前后,自然聲源特性產生變化(如車流量,車輛種類),則可考慮采用可控制的自然聲源。

如果車流量或者車輛種類比例變化都會引起聲源特性明顯變化,采用可控制的自然聲源是必要的。

.2.5聲源的等效性為了準確地測量聲屏障的插入損失,在測量期間應對聲源進行監測,保證聲源的等效性。

.2.5.1聲源運行參數的監測以道路車輛流作為聲源測量聲屏障的插入損失時,被監測的運行參數應包括:平均車速、車流量和各類型車輛的比例。

.2.5.2參考位置的噪聲監測參考位置對聲源的監測目的是監測聲屏障安裝前后的聲源等效性。

參考點位置的選擇在原則上應保證聲屏障的存在不影響聲源在參考點位置的聲壓級。

當離聲屏障最近的車道中心線與聲屏障之間的距離D>15m時,參考點應位于聲屏障平面內上方1.5m處(圖7)。

當距離D<15m時,參考點的位置應在聲屏障的平面內上方,并保證離聲屏障最近的車道中心線與參考位置、聲屏障頂端的聯線夾角為10°(圖8)。

.2.6測量程序5.2.6.1總的要求(1)同步測量應避免由于聲源不穩定所引起的測量誤差,對參考位置和受聲點位置的噪聲應進行同步測量。

圖7參考點位置(D>15m)圖8參考點位置(D<15m)(2)受聲點位置受聲點位置為聲屏障設計保護的敏感點位置。

(3)測量次數為保證測量結果的重復性,在受聲點和參考點應進行多次測量。

在等效情況下,建議至少在各測點測量3次。

(4)測量采樣時間測量采樣時間決定于聲源的時間特性和聲源的聲級起伏變化(見表2)表2測量采樣時間噪聲起伏范圍,dB聲源特性<1010~30>30穩態噪聲2min——非穩態噪聲10min20min30min通常對于大流量的高速公路交通噪聲或無紅綠燈控制的城市快速道路交通噪聲,起伏<10dB,對于有紅綠燈控制的道路交通噪聲,起伏在10~30dB,而城市軌道和鐵路噪聲,則在有車和無車通過時的起伏>30dB。

5.2.6.2聲屏障插入損失的計算(1)直接測量法如果可以直接測量聲屏障安裝前后的A聲級,則可根據下式計算出聲屏障的插入損失:=(Lref,aLref,b)(Lr,aLr,b)(16)式中Lref.a—參考點處安裝聲屏障后的聲級,dBA;.b—參考點處安裝聲屏障前的聲壓級,dBALr.a—受聲點處安裝聲屏障后的聲壓級,dBALr.b—受聲點處安裝聲屏障前的聲壓級,dBA。

(2)間接測量法在很多情況下,聲屏障安裝前的A聲級測量是不可能的,即不可能采用直接法測量聲屏障的插入損失。

那就需要采用間接法進行測量,即找出一個和聲屏障安裝前狀況等效的其它場所模擬測量聲屏障安裝前的噪聲狀況。

一般間接測量法的精度要低于直接法的精度。

間接測量法的受聲點和參考點的選擇以及計算方法與直接測量法相同。

對模擬測量聲屏障安裝前的噪聲的場所等效性及其相應測量數據應仔細檢查核對。

采用間接法測量的聲屏障插入損失與公式(16)相同:=(Lref,aLref,b)(Lr,aLr,b)(17)式中:Lref.b—在等效場所參考點處測量的聲屏障安裝前的A聲級,dBA;.b—在等效場所受聲點處測量的聲屏障安裝前的A聲級,dBA;Lref.a—聲屏障安裝后參考點處的A聲級,dBA;Lr.a—聲屏障安裝后受聲點的A聲級,dBA;5.2.7測量記錄.2.7.1測量方法類型(1)直接測量法(2)間接測量法5.2.7.2測量儀器測量儀器及系統的說明,包括型號、精度和制造廠5.2.7.3測量環境(1)環境概圖及說明:包括聲源、聲屏障和受聲點周圍的地形地貌,地面條件、建筑物及其它反射物。

(2)道路概況:路寬、車道數、坡度、路面材料等。

(3)風向、風速、空氣溫度和濕度。

5.2.7.4聲源(1)自然聲源:聲屏障安裝前后測量的聲源等效性說明,包括車流量、車輛種類比例、車速等。

(2)可控制的自然聲源:聲源特性、控制因素及聲屏障安裝前后測量的聲源等效性說明。

.2.7.5測量的聲屏障示意圖和說明聲屏障的示意圖,外形尺寸、傳聲損失以及吸聲型屏障的降噪系數NRC等。

5.2.7.6聲學測量數據受聲點和參考點的A計權最大聲級、等效聲級或1/3倍頻帶或倍頻帶聲壓級。

5.2.8測量報告試驗報告應包括如下內容(1)測量單位的名稱、地點和測量時間(2)測量人員的姓名(3)聲屏障的A計權聲級插入損失和1/3倍頻帶或倍頻帶插入損失。

(4)第5.2.4條中所列相關內容5.3聲屏障吸聲性能測量方法5.3.1測量方法本規范規定的聲屏障吸聲性能是指聲屏障朝向聲源側結構的吸聲性能。

本規范推薦GBJ47—83為聲屏障吸聲性能測量方法。

聲屏障吸聲性能的測量方法應符合GBJ47—83中的有關規定。

5.3.2被測試件基本要求被測試件應是聲屏障主體結構的平面整體試件,總試件面積為10~12m。

邊緣應采用密封,并應緊密貼在室內界面上。

非平面聲屏障結構,應加工成平面結構按上述方法進行測量。

5.3.3測試結果聲屏障的吸聲性能以其朝向聲源一側的平面吸聲結構的吸聲系數來表征。

測試頻率范圍:對于倍頻帶中心頻率為250~2000Hz,對于1/3倍頻帶中心頻率為200~2500Hz。

5.3.4測量報告測量報告應包括以下內容1)被測單位名稱2)測量日期3)混響室概況)測量試件規格、面積以及在混響室中位置5)室溫和相對濕度6)吸聲系數圖表.4聲屏障的隔聲性能測量方法5.4.1測量方法本規范規定的聲屏障隔聲性能是指屏體結構的空氣聲傳聲損失。

聲屏障隔聲性能測試方法,應符合GBJ75—84中的有關規定。

5.4.2被測試件的要求被測試件應為平面整體試件,試件面積10m左右,試件和測試洞口之間的縫隙應密封,并應有足夠的隔聲效果。

5.4.3測試結果聲屏障試件100~3150Hz的1/3倍頻帶傳聲損失、作為單一隔聲性能評價量的計權隔聲量或上述頻率范圍內的平均傳聲損失。

5.4.4測試報告測量報告應包括以下內容:)被測試件的結構、尺寸及生產單位2)試驗室概況和試件安裝狀況3)測量儀器和測量人員、測量時間)以表格和曲線表示的傳聲損失頻率特性和計權隔聲量或平均傳聲損失。

聲屏障工程的環保驗收.1聲屏障工程的環境保護驗收應按國家建設項目竣工環境保護驗收有關規定和規范進行.6.2聲學性能聲屏障構件的聲學性能必須在制作完成后經法定的測試單位隨機抽樣,根據本規范5.3的方法進行檢驗并提供以下測試報告:(1)隔聲性能測試報告。

(2)吸聲性能測試報告(適用于聲吸收型聲屏障)。

6.3降噪效果根據合同要求驗收敏感點處聲屏障的插入損失(降噪量)。

.3.1根據現場測量條件,按本規范5.2的要求,用直接法或間接法測量聲屏障建立前后受聲點和參考點的等效A聲級Leq或最大A聲級,并按公式(16)計算插入損失TL。

6.3.2利用間接法測量聲屏障的插入損失時,一定要保證選取的無聲屏障的等效受聲點與有聲屏障時的實際受聲點(敏感點)的等效性,否則會帶來較大誤差。

一般無屏障的等效受聲點可選在同一條道路聲屏障的附近,從而保證車流條件基本相同,并應使用經過統一校準的兩套測量系統同步測量。

若車流量狀態不能保證相同,則可按照5.2.5.2在聲屏障的上方和等效受聲點的虛擬等效聲屏障的上方設立對照的參考點進行同步測量,以便對等效受聲點的測量值進行修正。

6.3.3由于聲屏障建立前后敏感點(受聲點)處的背景噪聲會有變化,因此在計算插入損失時,應根據表1進行背景噪聲的修正。

6.3.4根據合同中的降噪效果要求,也可在聲屏障建立前后直接測量敏感點處的噪聲值,扣除背景噪聲的影響,其差值即為聲屏障的降噪效果。

6.4提交文件.4.1聲屏障設計文件及設計變更情況的文件;.4.2聲屏障隔聲性能測試報告,吸聲型聲屏障還應提供吸聲性能測試報告;6.4.3聲屏障現場測量的環境條件、氣象條件、車流條件以及測點位置圖。

6.4.4降噪效果的測試報告;6.4.4竣工圖及其它文件。

附錄A(規范性附錄)反射聲修正量Lr的計算對于道路兩旁都有聲屏障的情況下,聲屏障的△Lr值取決于平行屏障之間的距離,屏障的高度,到受聲點的水平距離,聲源與受聲點的高度,以及屏障吸聲結構的吸聲系數α,它可由圖A.1求出。

例示:.畫出一張包括道路、聲屏障、受聲點在內的橫截面圖如圖A.2。

假設聲屏障高度H=5m,兩屏障間距W=35m,受聲點R至近端屏障距離DB=34m。

2.如圖A.2所示,將聲源S置于兩屏障間的中央,假設聲源離地面高2.4m。

從聲源通過離受聲點R近的屏障頂端畫一直線,與受聲點R垂直線相交。

確定交點至道路地平面的距離HN,HN=9m。

(相對于遠端屏障底端的對稱虛源)通過離3.如圖A.2所示,從第一個地面虛源Si受聲點遠的屏障頂端畫一直線,與受聲點垂直線相交,求出此交點至道路平面的距離HF,HF=35m。

.確定受聲點所在的區域。

若HR<H,受聲點在區域Ⅰ內;若H<HR<HN,則在區域Ⅱ內;若HR>HN,受聲點則在區域Ⅲ內。

.用公式(13)或圖5確定近障板對2.4m高聲源提供的實際受聲點高度HR和HR=0的繞射聲衰減△Ld,在本例中,從圖5可得到,HR=0時,△Ld=12.5dBA,HR=1.5m時△Ld=11.5dBA。

.聲屏障反射聲修正量△Lr的確定。

從圖A.1右下角的DB線對應值,到W線的對應值,畫一直線,6.1根據DB和W的數值,與引導線相交(步驟1)。

.2從△Ld線上找出HR=0時△Ld(12.5dBA)對應點,將此點與引導線上6.1中確定的交點畫一直線與轉折線A相交(步驟2)。

.3根據聲屏障的吸聲特性,求得噪聲降噪系數NRC,此處設NRC=0.05(步驟3)。

6.4從轉折線A上的交點作直線垂直于線A,與對應的NRC曲線相交,然后從這個交點引直線垂直于轉折線B與線B相交(步驟4)。

.5如果受聲點位于區域Ⅰ內,則按下列步驟進行;若受聲點位于區域Ⅱ,則跳到6.9。

設HR=1.5m,則受聲點在區域Ⅰ內。

.6在左邊網格圖上,從橫座標實際的HR值(1.5m)做垂直線與對應的NRC(0.05)曲線相交(步驟5),然后從這個交點引直線垂直于轉折線C(步驟6)。

6.7轉折線C上的交點與轉折線B上的交點連直線,與反射聲修正線△Lr相交(步驟7)。

.8讀△Lr交點的數值(4.5dBA),此值即為高度為HR(1.5m)的受聲點處聲屏障的反射聲修正量。

.9當受聲點位于區域Ⅱ內時(例如,HR=7.5m),在左邊網格圖上,請用屏障高度H(5m)作為HR值(如圖A.1左邊網格圖上右邊的⑤),從此值上引垂線與對應的NRC曲線相交,然后從此交點畫直線垂直于轉折線C。

6.10連接線C和線B上的兩上交點,與△Lr直線相交。

6.11讀此交點的△Lr值(6.5dBA),即為聲屏障的反射聲修正量,這個屏障反射聲修正量低于或者等于受聲點高度等于屏障高度H時的降噪量。

.12將HR(1.5m)時的繞射聲衰減△Ld(11.5dBA)減去反射聲修正量△Lr(4.5dBA),則可得到聲屏障的實際噪聲降低,即NR=△Ld-△Lr=7.0dBA。

同樣,可得到HR=7.5m時(繞射聲衰減=7.0dBA),聲屏障的實際噪聲降低為NR=7.0-6.5=0.5dBA。

6.13若在聲屏障面向道路一側加吸聲結構,則可大大減小反射聲修正量,在本例中,若NRC=0.8,在HR=1.5m時,△Lr=0.5dBA,HR=7.5m時△Lr=1.0dBA。

,由于屏障的反射,會使受聲點處6.14當受聲點在區域Ⅲ范圍內時(HN<HR<HF)的噪聲級增加。

其增加量與NRC值有關:聲屏障反射的增加量/dBA.053.0.102.5.301.5.601.0.800.5.000.0附錄B(規范性附錄)等效頻率fe的計算等效頻率代表道路交通噪聲能量最集中的頻率,它能夠表征道路交通噪聲的特性,通??梢杂玫刃ьl率的△Ld來計算聲屏障的聲衰減,這樣可以大大簡化A計權聲級插入損失的計算,等效頻率的計算步驟如下:1.確定聲程差δ的取值范圍為0.01—10m;.根據實測的受聲點處道路交通噪聲1/3倍頻程頻帶聲壓級,計算該處無屏障時A計權頻帶聲級LANi和總A計權聲級LAN;.由公式(6)計算建聲屏障后受聲點處各頻帶的繞射聲衰減△|Ldi(亦可由圖2中查出);.計算有屏障的A計權頻帶聲級LAi和A計權總聲級LA;5.計算出總的繞射聲衰減△Ld;|.將△Ld與各頻帶的△Ldi進行比較,最小差值對應的頻帶中心頻率即為等效頻率。

′(f,δj)(B.1)等效頻率的計算公式為:f=∑Ld(δj)Ldj=1其中最小值即為等效頻率fe式中:δj=0.01,0.1,0.5,1,2.5,5,10共7個=315Hz,400Hz,500Hz,630Hz,800Hz,1000Hz,1250Hz

關鍵詞:
網址:/index.php?m=&c=News&a=show&id=107
標題:聲屏障的聲學設計和聲學性能的測量方法規范_行業動態 - 河北惠世通科技股份有限公司
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