CN108396668A - 低频防绕射声屏障顶部降噪结构 - Google Patents

低频防绕射声屏障顶部降噪结构 Download PDF

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Abstract

本发明涉及低频防绕射声屏障顶部降噪结构，由护面板(1)、腔体(2)、扩散体结构(3)构成，护面板(1)与所述的扩散体(3)连结形成复合结构，腔体(2)开设在所述的扩散体结构(3)内，扩散体结构(3)连接在声屏障屏体(5)的顶部。与现有技术相比，本发明能有效降低声屏障顶端的低频绕射声能，扩大声屏障后方声影区的范围，提高声屏障结构的降噪效果，适用于任何需要防低频绕射的噪声控制场所和环境。

Description

低频防绕射声屏障顶部降噪结构
技术领域
本发明属于环境工程专业噪声控制领域，尤其是涉及一种低频防绕射声屏障顶部降噪结构。
背景技术
随着城市规模的扩大和人民生活水平的提高，环境噪声污染问题是近年来社会各界广泛关心的热点之一，而交通噪声污染问题又是其中的难点问题。在毗邻道路的居住生活区，为降低交通噪声的影响，目前常采用设立声屏障这种噪声污染治理措施。
声屏障是采用吸声材料和隔声材料制造出的特殊结构，设置在噪声源与受声点之间，屏障后面会形成“声影区”，在声影区内噪声声级明显下降。声屏障的建造阻断了直达声的传播，将噪声源和保护目标隔开，使保护目标落在声影区内，最终达到降低噪声的目的。在空气中传播的声波通常碰到声屏障时将产生反射、透射和衍射等现象，其中频率较高的噪声部分在传播过程中容易衰减，而低频噪声在传播过程中较难衰减，容易通过声屏障顶部和侧向绕射传播，又由于声屏障长度一般较长，侧向绕射可以忽略，从而顶部绕射成为低频噪声传播的主要途径，这大大限制了声屏障降噪效果的提高。
中国专利CN201221058Y公开了一种声屏障分叉型顶部降噪装置,其呈V字型,由V型框架和设于V型框架上的吸声材料盖板组成,V型框架由两个***薄板和两个内薄板组成,两个内薄板设于其中***薄板上,其中两侧薄板中较长的一侧薄板设于一较短的侧薄板的前端,侧薄板与***薄板和侧薄板与侧薄板顶部之间固设盖板,这样就会形成空腔。但是该专利仍然无法降低或消除低频绕射声能。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种实现对绕射声能有效衰减的低频防绕射声屏障顶部降噪结构。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
低频防绕射声屏障顶部降噪结构，由护面板、腔体、扩散体结构构成，
所述的护面板与所述的扩散体连结形成复合结构，所述的腔体开设在所述的扩散体结构内，所述的扩散体结构连接在声屏障屏体的顶部。
所述的护面板覆盖在整个扩散体结构的上表面。
所述的护面板由穿孔板、微穿孔板或纤维板制成，穿孔板穿孔率不超过10％，微穿孔板穿孔率不超过5％，纤维板穿孔率不超过25％。
所述的腔体为空腔，或者还可以在腔体内填充有玻璃棉或聚氨酯泡沫。
所述的扩散体结构内的腔体采用二次余数一维槽形式设置，腔体设置的方向平行于屏体走向。各腔体的宽度相同，控制在5-15cm，深度按二次余数扩散序列排列，最大不超过35cm，在各腔体的底部还设有排水孔。
二次余数序列扩散体是由不同深度的腔体所形成的槽结构组成，当声波入射到结构后，将从不同深度的槽穴反射回来，由于各个槽穴深度不同，入射声波会被分解成许多小的较弱的反射声波，并扩散附加声能量到一个广阔的范围方向，因此具有很好的扩散性能。同时声波在经历不同距离后的相位不一致，在结构表面处产生干涉抵消现象，因此二次余数序列扩散体结构在设计频率及其谐振频率具有一定的吸声性能，但是其吸声系数不高。穿孔共振结构是一种噪声控制中使用非常广泛的共振声学结构，其工作原理主要是由于亥姆霍兹共振结构使某些频率的声能量在界面处发生剧烈振荡、干涉与摩擦从而衰减，虽然其在设计频率具有较高吸声性能，但吸声峰单一，吸声频带窄。
由于穿孔共振结构与二次余数序列扩散体结构的吸声特点互补，且声能消耗方式接近，因此将两者复合通过扩散、吸收方式得到衰减绕射声能的声屏障顶部降噪结构。当低频声能通过声屏障顶部结构表面向后侧绕射扩散时，一部分声能被穿孔共振结构共振吸收，剩下的声能量被二次余数序列扩散体结构扩散反射到垂直于声屏障结构平面的180°范围方向上，使得原本单一方向绕射到声屏障后侧的声能大大减少，从而大大提高了声屏障结构本身的降噪性能。
所述的扩散体结构通过支架与声屏障屏体顶部联接，通过螺栓或焊接的方式固定。
与现有技术相比，本发明实现了对绕射声能的有效衰减，由于扩散体结构和穿孔共振结构的复合作用，该发明结构不仅在中低频率范围内仍能保持良好的扩散性能，扩散系数在0.8到0.95之间，而且该发明结构降噪效果优良，置于声屏障顶部后在100-500Hz的频率范围内的***损失平均提高5-9dB，整体***损失提高3～7dB。
附图说明
图1为实施例1中低频防绕射声屏障顶部降噪结构的结构示意图；
图2为实施例2中低频防绕射声屏障顶部降噪结构的结构示意图；
图3为低频防绕射声屏障顶部降噪结构与声屏障屏体结合的结构示意图。
图中，1-护面板、2-腔体、3-扩散体结构、4-支架、5-声屏障屏体。
具体实施方式
低频防绕射声屏障顶部降噪结构，由护面板、腔体、扩散体结构构成，护面板与扩散体连结形成复合结构，腔体开设在所述的扩散体结构内，扩散体结构通过支架与声屏障屏体顶部联接，通过螺栓或焊接的方式固定。
护面板覆盖在整个扩散体结构的上表面。使用的护面板可以是穿孔板、微穿孔板或纤维板，使用的穿孔板穿孔率不超过10％，微穿孔板穿孔率不超过5％，纤维板穿孔率不超过25％。
开设在扩散体结构内的腔体为空腔，或者还可以在腔体内填充有玻璃棉或聚氨酯泡沫。腔体采用二次余数一维槽形式设置，腔体设置的方向平行于屏体走向。各腔体的宽度相同，控制在5-15cm，深度按二次余数扩散序列排列，最大不超过35cm，在各腔体的底部还设有排水孔。二次余数序列扩散体是由不同深度的腔体形成的槽结构组成，当声波入射到结构后，将从不同深度的槽穴反射回来，由于各个槽穴深度不同，入射声波会被分解成许多小的较弱的反射声波，并扩散附加声能量到一个广阔的范围方向，因此具有很好的扩散性能。同时声波在经历不同距离后的相位不一致，在结构表面处产生干涉抵消现象，因此二次余数序列扩散体结构在设计频率及其谐振频率具有一定的吸声性能，但是其吸声系数不高。穿孔共振结构是一种噪声控制中使用非常广泛的共振声学结构，其工作原理主要是由于亥姆霍兹共振结构使某些频率的声能量在界面处发生剧烈振荡、干涉与摩擦从而衰减，虽然其在设计频率具有较高吸声性能，但吸声峰单一，吸声频带窄。由于穿孔共振结构与二次余数序列扩散体结构的吸声特点互补，且声能消耗方式接近，因此将两者复合通过扩散、吸收方式得到衰减绕射声能的声屏障顶部降噪结构。当低频声能通过声屏障顶部结构表面向后侧绕射扩散时，一部分声能被穿孔共振结构共振吸收，剩下的声能量被二次余数序列扩散体结构扩散反射到垂直于声屏障结构平面的180°范围方向上，使得原本单一方向绕射到声屏障后侧的声能大大减少，从而大大提高了声屏障结构本身的降噪性能。
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1
低频防绕射声屏障顶部降噪结构，其结构如图1所示，由微穿孔板构成的护面板1、腔体2、扩散体结构3构成。微穿孔板参数板厚0.8mm，孔径1mm，穿孔率2％，正方形排列；扩散体结构3内开设的腔体2呈7阶结构，每个宽12cm，深度依次为0，5cm，20cm，10cm，10cm，20cm，5cm，并且腔体为空腔。经测试，该发明结构设置前后，声屏障在100-500Hz的频率范围内的***损失平均提高8dB。
实施例2
低频防绕射声屏障顶部降噪结构，其结构如图2所示，由微穿孔板构成的护面板1、腔体2、扩散体结构3构成。考虑到声屏障顶部的空间尺寸条件，本发明结构将较深的腔体2进行变形，从而缩小顶部结构整体的厚度。穿孔板参数板厚2mm，孔径2mm，穿孔率8％，正方形排列；扩散体结构3内开设的腔体2呈7阶结构，每个宽10cm，深度依次为0，6cm，24cm，12cm，12cm，24cm，6cm)，腔体为空腔。顶部结构经变形后，整体厚度为15cm，比原始厚度缩小近10cm。经过测试，含有该发明结构的声屏障***损失达到18dB。
实施例3
低频防绕射声屏障顶部结构，由微穿孔板、腔体、二次余数扩散体构成。穿孔板参数板厚1mm，孔径2mm，穿孔率5％，正方形排列；二次余数扩散体参数(7阶结构，每个槽宽9cm，槽深依次为0，4cm，16cm，8cm，8cm，16cm，4cm。)，腔体为容重为32kg/m3。使用时通过支架4连接在声屏障屏体5的顶部，如图3所示。经测试该发明结构不同频率处的***损失，数据如下表所示：
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (9)

1.低频防绕射声屏障顶部降噪结构，其特征在于，该降噪结构由护面板(1)、腔体(2)、扩散体结构(3)构成，
所述的护面板(1)与所述的扩散体(3)连结形成复合结构，所述的腔体(2)开设在所述的扩散体结构(3)内，所述的扩散体结构(3)连接在声屏障屏体(5)的顶部。
2.根据权利要求1所述的低频防绕射声屏障顶部降噪结构，其特征在于，所述的护面板(1)覆盖在整个扩散体结构(3)的上表面。
3.根据权利要求1或2所述的低频防绕射声屏障顶部降噪结构，其特征在于，所述的护面板(1)由穿孔板、微穿孔板或纤维板制成，穿孔板穿孔率不超过10％，微穿孔板穿孔率不超过5％，纤维板穿孔率不超过25％。
4.根据权利要求1所述的低频防绕射声屏障顶部降噪结构，其特征在于，所述的腔体(2)为空腔。
5.根据权利要求1所述的低频防绕射声屏障顶部降噪结构，其特征在于，所述的腔体(2)内填充有玻璃棉或聚氨酯泡沫。
6.根据权利要求1或4或5所述的低频防绕射声屏障顶部降噪结构，其特征在于，所述的扩散体结构(3)内的腔体(2)采用二次余数一维槽形式设置，腔体(2)设置的方向平行于屏体走向。
7.根据权利要求6所述的低频防绕射声屏障顶部降噪结构，其特征在于，各腔体(2)的宽度相同，控制在5-15cm，深度按二次余数扩散序列排列，最大不超过35cm。
8.根据权利要求6所述的低频防绕射声屏障顶部降噪结构，其特征在于，各腔体(2)的底部还设有排水孔。
9.根据权利要求1所述的低频防绕射声屏障顶部降噪结构，其特征在于，所述的扩散体结构(3)通过支架(4)与声屏障屏体(5)顶部联接。
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