声屏障的基本原理及主要应用

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声屏障按材质分类可以分为以下几类：金属声屏障(金属百叶、金属筛网孔)、混凝土声屏障（轻质混凝土、高强混凝土）、PC声屏障、玻璃钢声屏障等。按不同的用途又可以分为这样几类：铁路声屏障、公路声屏障、城市景观声屏障、居民区降噪声屏障等。

在空气中传播的声波遇到声屏障时，就会产生反射、透射和绕射现象。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着三条道路传播的声能分配。

声屏障的作用就是阻挡直达声的传播，隔离透射声，并使绕射声有足够的衰减。当声波撞击到声屏障的壁面上时，会在声屏障边缘产生绕射现象，而在屏障背后形成“声影区”。我们所期待的声屏障的减噪效果就在“声影区”的范围内。与光影区相比较，由于声波波长比光波波长大的多，因此，这种“声影区”的边界并不明显，经过屏障边缘之外，声源发出来的声波可以直接到达的范围，叫做“亮区”。从亮区到声影区之间还有一小段“过渡区”。位于“声影区”内的噪声级低于未设置声屏障时的噪声级，这就是声屏障降噪的基本原理。

对于一个无限长声屏障、点声源的绕射声衰减为：

声屏障的绕射损失计算示意图

从上式中可以看出，声屏障的绕射损失完全取决于菲涅尔指数N，即取决于声源和受声点之间的声程差，声程差A+B-d越大，λ声波波长越小（频率越高）则声屏障的绕射损失越大，也就是说声屏障的效果越好。

通过以上可以看出影响声屏障插入损失的因素，如声屏障的相对位置、高度以及形式等，具体建议：

(1) 声屏障的水平位置应尽量的靠近声源，这样有利于加大屏障的阴影区，从而提高其声衰减的作用。

(2) 声屏障越高，其阴影区域越大，对声音的衰减作用也就越大，这是显而易见的。但声屏障过高，可能会带来结构、环境和造价等诸多问题，所以声屏障本身不可能建造得太高。在设计声屏障时应该因地制宜，利用地形地貌，提高声屏障的有效高度，以最小的代价，获取最佳的效果。

(3) 声屏障的形式对声衰减的效果也有很大的影响。如果在声屏障的顶端向声源方向伸出一个挑檐，就相当于将整个声屏障向声源方向移动，可以有效地增加阴影区域的深度和面积。

声屏障作为一种建筑形式的存在，必然会对周围的环境产生影响。一个设计优秀的声屏障，除了要有明显的噪声降低作用，还应该能和周围环境融合在一起，不但不破坏原有的景观，还应该为环境增加新的亮点，其设计原则如下：

• 融合环境
  
• 立体绿化：利用声屏障进行立体绿化
  
• 开阔视野：在道路两侧设置了声屏障后，会使道路内的视野狭窄，尤其是在一些风景优美的地段，影响乘车人对大自然的观赏。为了解决这一问题，可采用透明板作为声屏障的材料。
  

本文转自山迪声学设计