环境工程噪声Word下载.docx
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3.6声屏障到底插入损失………………………………………………………………10
3.7声屏障的几何衰减…………………………………………………………………10
3.8声屏障的类型……………………………………………………………………10
4.声屏障的设计……………………………………………………………………………11
4.1设计参数…………………………………………………………………………11
4.2几何衰减………………………………………………………………………11
4.3声程差的计算……………………………………………………………………12
4.4声屏障的绕射衰减量的计算…………………………………………………………12
4.5传声量………………………………………………………………………………13
4.6插入损失………………………………………………………………………………13
5.隔声板的选择……………………………………………………………………………13
6.参考文献………………………………………………………………………………13
1.设计的目的与要求
1.1目的与意义
《噪声控制工程》是一门技术性、应用性很强的的学科，课程设计是它的一个极为重要的专业实践教学环节，课程设计的目的就是在理论学习的基础上，通过完成一格简单的工程设计方案，使学生不但能够补充和深化课堂教学内容，而且能够一道学生理论联系实际、培养学生的“工程”思想，提高学生的综合素质课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，着是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程．”千里之行始于足下”，通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言的真正含义．我今天认真的进行课程设计，学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础．通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。
在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固
通过噪声控制工程课程设计，进一步消化和巩
固这门课程所学内容，并使所学的知识系统化，培养学生运用所学理论知识进行噪声控制工程系统的设计方案、设计计算、工程制图、实用技术资料、编写设计说明书的能力为今后能够独立进行某些噪声控制工程的开发建设及工作打下一定的基础。
1.2课程设计的基本任务和要求
1.2.1任务
安徽理工大学本部外西南方向有一立交桥，经测量交通噪声为85dB，试设计一声屏障，使校园内环境噪声达标。
1.2.2要求
a.方案选择合理
b.参数选取与计算准确
c.概算部分尽量准确，详细
d.图纸绘制清晰，准确
2.基础资料
（1）陈洞路立交桥位于安徽理工大学西南方，沟通陈洞路和舜耕路，是淮南市交通最为繁忙的干道之一。
经测量得陈洞路立交桥处噪声的声压级为85dB.
（2）立交桥为四车道，每个车道宽3.5米，总宽为14米，最高点为7米，其中防护墙高0.5米。
（3）陈洞路立交桥距离安徽理工大学比较近，其中心距行政楼只有50米，因此行政楼作为敏感因子，需要加以设计，使得行政楼符合办公地点的噪声级。
（4）行政楼一共13层，高40米，查相关规定知道，国家没有对交通干道做严格规定，只有一些国道省道被规定为交通干道，因此再次，虽然办公楼离道路非常近，而且道路也非常繁忙，仍以办公区的功能分区进行划分。
并且，办公楼一般只有白天办公，因而只需要满足白天的标准即可。
（5）《城市区域环境噪声标准》（GB3096-93）对各个分区噪声标准做了如下规定：
类别
昼间
夜间
0
50
40
1
55
45
2
60
3
65
4
70
0类适用于疗养区、高级别墅区、高级宾馆区等特别需要安静的区域
1
类适用于以居住文教机关为主的区域
2
类适用于居住商业、工业混杂区
3类
适用于工业区
4
类适用于城市交通干线道路两侧、城区内河航道两侧、穿越城区铁路两侧区域
此处采用1类标准，其适用于以居住，文教机关为主的区域，学校办公楼采用此标准。
并且行政楼一般只在白天工作，因而采用1类昼间标准55dB。
3．文献综述
3.1声屏障降噪原理
要设计效果好的声屏障，首先应清楚噪声降低的声学原理，这是设计声屏障的理论基础。
在空气中传播的声波遇到声屏障时，就会产生反射、透射和统肘三种传播现象。
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顶上时，会在声屏障边缘产生绕肘现象，而在屏障背后形成“声影区”。
如图2所示。
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得多，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。
如图1所示，当无声屏障时，声波的传播从“声源”经立达通路直按到达受声者。
若在声源和受声者之间设置声屏障后，则使声能的再分配变成了几条通路。
即通过声屏障上方的绕射近路，通过声屏障的透射通路以及声波遇到声屏障后远离受声者的反射通路。
下面就声屏障的反射、透射和绕射加以阐述。
图1声屏障引起声传播途径的改变
3.2声屏障的声绕射（ΔLd）
假定一无限长、有足够面密度的声屏障设置在声源和受声者之间。
这种情况下，声波只能通过声历障的顶部绕射到达受声者，如图2所示。
声音到达受声者存在一绕射角ψ。
发生绕肘弯曲的面积即为“声影区”，它是声源越过声屏障顶部直经路程下边的区域范围。
这时位于声影区的受声者即可感到噪声有了明显的衰减。
图2声屏障的声绕射
声屏障的降噪效果取决于绕射角ψ的大小。
绕射角愈大，声屏障的声衰减愈大，效果愈好。
显然，如若增加声屏障的高度，或使声源或受声者紧靠声屏障，那么即可使绕肘角增大。
这说明声屏障的声衰减效果是声源、受声者及声屏障之间几何关系的函数。
这里定义声波的路程差为δ，如图3所示。
图3声程差
这个函数δ依距离而不同，它是绕射传播路程与直线传播路程之差。
就是说由于声屏障的设置，使声波的传播必须绕过声屏障的顶部，而不能直接到达受声者，即声音的传播路程变大了。
因此声程差δ愈大，减噪效果也就愈大。
此外，声屏障的声衰减与噪声的频率成分有关，研究与实践表明：
对于大于2000Hz的高频声比800—1000Hz的中频声减噪效果好；
但对于250Hz左右的低频声，效果就很差。
这是声波的绕射现象历致，因为声波波长较长的低频声比波长较短的高频产更容易绕射过去。
亦即，波长越长，绕射声的衰减越小。
图8—4说明，对同一声屏障，在“声影区”内不同位置上，对不同频率的声音所获得的噪声衰减值均不相同。
图4声屏障对不同频率声波的衰减特性
3.3、声屏障的声透射（ΔLt）
声音的传播除绕过声屏障继续传播外，尚可通过声屏障到达受声者，这就是声波的透射。
透过屏障的省能量与其所采用材料的重量和刚度等因素有关。
材料透射噪声的能力用透射损失TL表示，习惯上也称隔声量。
TL与入射噪声能量与透射噪声能量之比有关。
即：
TL＝101g（Ii／It）（dB）
式中Ii——入射到隔声构件k的声强，
It——透射过隔声构件的声强。
TL值绝大表明此种材料的隔声效果越好。
对于特殊材料的透射损失，可以通过实测得到。
通常所使用的隔声材料（如钢、混凝土等）厚度范围的TL值可在有关书籍中查到。
当噪声声波入射至声屏障表面，有部分声波穿透声屏障直接传至受声点，从而造成声屏障降噪效果的下降，其下降量即称之为透射声减小量（△Lt）。
透射声减小量计算见公式（3）：
式中：
TL——声屏障的传声损失，又称隔声量，可按公式TL=201gf+201gm—48进行估算，也可直接采用实验室实测数据；
m——材料的面密度（kg／m）。
为提高声屏障实际插入损失和简化设计，在确定声屏障的选材和结构厚度时，应充分注意选材的面密度和适当增加材料的厚度，使声屏障具有良好的隔音性能。
当TL一ΔLd>
10dB，在计算声屏障实际插入损失时就可不必再计算△Lt值。
工程设计中如声屏障屏体材料采用σ≥1.2mm的铝板或σ≥1.0mm钢板。
则可不再计算△Lt值。
材抖的透射损失随其面密度的增加而有所改善。
面密度越大，则透射损失愈大，隔声效果越好。
如果材料的隔声性能不好，就会使得较多的噪声透过声屏障，那么声屏障的降嗓效果就会受到影响。
因此声屏障材料本身的隔声性能应该是良好的。
3.4声屏障的声反射（ΔLr）
如图1所示，空气中的声波到达声屏障时，由于两种媒质的特性阻抗不同，就会产生声反射。
声波的反射与声波的波长和声屏障的尺寸有关。
如果声屏障的表面尺寸比声波波长大得多时，声波遇到声屏障表面就会全部反射回去。
由于高频声波短，所以比低频声容易反射。
对于图1所示结构，如果高频声反射回声源，使得受声者处的噪声降低，但是对于声源同侧的受声音，反射声的影响就成了问题。
尤其是反射声波强的声屏障，反射声的影响是不容忽视的，它会使声源同侧的受声者（例如列车中的旅客等）受噪声干扰更大。
另一方面，声波遇到声屏障后反射回来，再被车体反射后到达受声者，就会使声屏障的降噪效果下降。
此时为了减少反射的影响，声屏障必须要有一定的吸声能力，即在屏障内侧安装吸声材料。
这样由车体再反射到受声音的噪声就能得到一定的衰减，同时也使声源同侧受声者的噪声有所衰减。
3.5地面影响（ΔLS+ΔLG）
当声波从声源到受声者之间不存在任何屏障时，对于紧靠声源和受声者的位置，除直达通路的声能到达受声者外，还有地面的反射声。
如果之间是宽阔平坦的硬地，那么从直达通路因地面反射所附加的噪声就会使受声者位置的噪声级有所增加。
地面反射的影响可以利用公式计算求出。
而对于软地面，向上的反射存在一个倒相，使地面反射通路的噪声被破坏。
也是就说对于软地面，对声波的传播有附加衰减。
因此设计声屏障时应考虑设计余量，以补偿由于地面吸收所致的地面影响。
3.6声屏障的插入损失
声屏障建造以后在一特定位置的噪声级与上述讨论的所有因素有关。
衡量声屏障降噪效果的指标为插入损失。
IL=
-
-
声屏障的插入损失（IL）是指设置声屏障前后，对同一噪声声源在同一受声位置上先后测定的声压级差。
IL＝Lp1一Lp2（dB）
Lp1——未装声屏障前某测点的声压级，（dB）
Lp2——装声屏障后同一测点的声压级，（dB）
3.7线声源的几何衰减
行驶中的汽车和列车噪声是由许多声源并列形成线状时，常可认为是相当线声源。
实测出在距离dl点处的声压级Lpl时，距离d2点的声压级Lp2为：
Lp2=Lpl—20lg（d2/d1）
3.8声屏障的类型
声屏障的种类有土堤、土堑、防声墙和绿林带四种类型。
交通噪声的声屏障通常采用防声墙。
按其形状可分为四大类：
（1）直立式：
此种防声墙最常见，各国铁路沿线广为采用
（2）宽顶式：
如倒L型、T型、Y型、箭头型等；
（3）倾斜式：
分为内倾（即防声墙与地面所夹的锐角朗向声源一侧）和外倾（墙与地面所夹的锐角背离声源一侧），
（4）尖劈式：
防声墙顶部有一系列V型槽。
4.声屏障的设计计算
4.1设计参数
立交桥路面宽d=14m;
立交桥高度H=7m
噪声声频率f=400Hz
噪声A计权声级79dB
立交桥与学校的距离D=40m
测声点与声源距离d1=7m
声源与学校的距离d2=（472+72）1/2=47.51m
学校内允许噪声级55dB
4.2几何衰减
Lp2=Lpl—20lg（d2/d1）
距离d1=7m处声压级为Lpl=85dB，则算得Lp2=68.37dB
4.3声程差的计算
声屏障的位置设在距声源7m处，求不同高度的声屏障是所对应的声路程差
。
h=1m时，δ1=7.07+40.79-47.51=0.35m
h=2m时，δ2=7.28+41-47.51=0.77m
h=3m时，δ3=7.62+41.23-47.51=1.34m
h=4m时，δ4=8.06+41.48-47.51=2.04m
4.4声屏障的绕射衰减量的计算（ΔLd）
式中：
t=40fδ/3c；
f——频率；
δ——声程差；
c——声速。
代入数据求得t1=40fδ1/3c=15.69δ1=15.69*0.35=5.5
t2=40fδ2/3c=15.69δ2=15.69*0.77=12.08
t1=40fδ3/3c=15.69δ3=15.69*1.34=21.02
t4=40fδ4/3c=15.69δ4=15.69*2.04=32均大于1；
求得：
ΔLd1=10.3dBΔLd2=12.5dB
ΔLd3=14.2dBΔLd4=15.6dB
取声屏障高度为2.5m，衰减量ΔLd=13.4dB,即能使噪声达标。
4.5传声量
TL=20lgf+20lgm-48=27.56dB
f为声波频率，取500Hz
m为声屏障的面密度，12.0kg/m3
TL一ΔLd>
10dB，在计算声屏障实际插入损失时就可不必再计算透射衰减量△Lt值。
4.6插入损失
IL=
其中声屏障反射引起的声衰减和地面引起的衰减可以忽略不计则插入损失IL=
=13.4dB
5.隔声板选择
采用直立型声屏障，根据隔声要求选用隔声板的材料为双层2厚铝板填超细棉，其面密度为10.4kg/m2,隔声量为31.2dB。
6参考文献
.
[1]噪声与振动控制技术，赵良省，北京——化学工业出版社2004.5
[2]噪声与振动控制工程手册，马大猷主编北京——机械工业出版社2002
[3]噪声与振动控制技术基础，盛美萍等主编，北京——科学出版社2001.8
[4]噪声与振动控制设备及材料选用手册，吕玉恒，王庭佛主编，北京——机械工业出版社1999.5
[5]噪声控制及应用实例，周新祥，北京——海洋出版社1999.2
[6]声学手册，马大猷，科学出版社1983.1
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