隔聲屏障

隔聲屏障（sound insulation screen）是一個隔聲設施。它為了遮擋聲源和接收者之間直達聲，在聲源和接收者之間插入一個設施，使聲波傳播有一個顯著的附加衰減，從而減弱接收者所在的一定區域內的噪聲影響。

隔聲屏障主要用於室外。隨著公路交通噪聲污染日益嚴重，有些國家大量採用各種形式的屏障來降低交通噪聲。在建築物內，如果對隔聲的要求不高，也可採用屏障來分隔車間與辦公室。屏障的拆裝和移動都比較方便，又有一定的隔聲效果，因而套用較廣。

基本介紹

• 中文名：隔聲屏障
• 外文名：Sound Insulation Screen
• 效果：隔聲設施
• 原理：聲源和接收者之間直達聲
• 分類：普通、阻性、微孔板、複合式
• 選用原則：降噪效果好、結構安全、經濟等

定義

在聲源和接收點之間 , 垂直插入一個有足夠面密度的密實材料壁板或牆壁 , 使聲波在傳遞中有一個顯著的附加衰減 , 這樣的 “ 障礙物 ” 即稱聲屏障。

作

用

聲屏障的作用就是阻止直接聲的傳播 , 隔離透射聲 、並使反射聲有足夠的衰減 。 因此 , 聲屏障的隔聲衰減也就是利用聲波反射原理設計建築的 。 聲波 ( 噪聲 ) 在傳播途中 , 若遇到障礙物 ( 聲屏障) 時 , 會發生反射 , 於是在障礙物背後的一定距離範圍內形成 了“ 聲影區” , 其區域的大小取決於聲音的大小 (即頻率 ) , 從這一點看出 , 聲屏障隔聲衰減與各箇中心頻率值有密切關係 。

聲屏障對不同頻率的效應

從圖中可以看出 , 由於高頻聲聲影區大 , 波長短 , 所以最容易被阻擋 , 其次是中頻聲 、 而在聲屏障後面形成的聲影區中所產生的低頻聲 , 由於波長長 , 盡在屏障周圍盤旋 , 它最容易繞射過去 , 因此對周圍的環境還是會產生一定的影響 , 所以聲屏障對其低頻噪聲的影響隔聲效果是較差的 , 經實測證明 : 聲屏障對於頻率在250Hz以下的低頻聲的隔聲衰減不明顯 , 但是對中、高頻聲隔聲衰減效果較好。

隔聲特性

聲音的頻率增加一倍，屏障的降噪量增加3分貝。屏障的高度加倍，其減噪量增加6分貝。如果接收點從遠場移近到和聲源到屏障的距離相等的地方，各頻率的降噪量均增加 3分貝。如果聲源和接收點的距離以及屏障的高度都是固定的，屏障位於聲源和接收點之間的中間位置時，其降噪量最小。所以設立屏障的最佳位置是接近聲源或接近接收點。

減噪量計算

噪聲在傳播過程中遇到障礙物時，若障礙物的尺寸遠大於聲波波長，大部分聲能被反射，一部分發生衍射，而透射聲的影響可以忽略不計。通常，聲屏障的隔聲效果可以採用減噪量來表示。

在聲源S和接收點R之間插入一個聲屏障，設聲屏障無限長，其後形成一個聲影區。聲影區的減噪量與噪聲波長、聲源和接收點之間的距離等因素有關，引入參量菲涅耳數N，估算隔聲屏障的減噪量：

N=2δ/λ ;δ=(α+b)-(r+d)

δ為有屏障和無屏障時聲源到接收點之間的最短距離之差；λ為聲波波長。

在半自由聲場（如室外開闊地）中，聲屏障的減噪量RN與N的關係表：

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

當N為正值時，用波的衍射理論和邊緣的近場修正，可以得到聲屏障的減噪量近似計算公式：

由上式可知，當N趨近於0時，RN近似於5dB,也就是說，當屏障的高度接近聲源和接收點的高度時，還有5dB的減噪量。

N為負值時,表示屏障未遮擋聲源和接收點之間的直達聲，這時最大降噪效果為5分貝。N值增加,降噪量隨之增加，但實測最大降噪量為24分貝。所使用的屏障材料，應使各頻率隔聲量比無限長屏障的隔聲量高6分貝以上。

如果聲源和接收者都在地平面上，聲源和屏障之間的距離為r，接收者和屏障之間的距離為d，屏障的高度為h，並且滿足d>=r>=h，則屏障的降噪量為：

對於點聲源，屏寬比屏高大出5倍以上，就可近似作為無限長屏障處理。

在室內（相當於半混響聲場），屏障的減噪量與聲源的性質以及室內的房間常數等因素有關。對於混響聲場，並且接受點在聲源的遠場範圍內的情況，聲屏障沒有減噪效果。因此，如果在室內設定聲屏障，應要求室內具有較高的聲吸收，減小室內混響，從而使聲屏障獲得較好的減噪效果。

室外的聲屏障一般採用磚或混凝土結構，室內的聲屏障可用鋼板、木板、塑膠板或石膏板等結構，板式聲屏障可用0.5-1.0mm厚的鋼板附加阻尼層和吸聲層構成；簾幕式隔聲屏障可用人造革護面中間附加柔軟纖維材料構成。

結構

室外的隔聲屏障一般採用磚或混凝土結構，室內的隔聲屏障引用鋼板、木板，PMMA/POLYCARBONATE SHEET塑膠扳、石膏板和泡沫鋁等結構。隔聲屏障主要由鋼結構立柱和吸隔聲屏板兩部分組成，立柱是隔聲屏障的主要受力構件，它通過螺栓或焊接固定在道路防撞牆或軌道邊的預埋鋼板上；吸隔聲板是主要的隔聲吸聲構件，它通過高強彈簧卡子將其固定在H型立柱槽內，形成聲屏障。隔聲屏障的設計已較為充分地考慮了高架高速道路、城市輕軌、捷運的風載、交通車輛的撞擊安全和全天候的露天防腐問題。它外形美觀大方，製作精緻，運輸、安裝方便，造價低，使用壽命長，特別適用於高架高速道路和城市輕軌、捷運的防噪聲使用，是現代化城市最理想的隔聲降噪設施。

隔聲屏障高度在1m一5m間，覆蓋有效區域平均降噪達10～15dB(A)(125Hz～40000Hz，1/3倍頻程)，最高達20dB(A)。一般來講，隔聲屏障越高，或離隔聲屏障越遠，降噪效果就越好。

分類

根據材質分，主要有：全金屬隔聲屏障、全玻璃鋼隔聲屏障、耐力板（PC）全透明隔聲屏障、高強水泥隔聲屏障、水泥木屑隔聲屏障等；

根據輪廓形式分，主要有：直立隔聲屏障、直立小弧隔聲屏障、全封閉隔聲屏障；

根據組合形式分，主要有：全透明隔聲屏障、全不透明隔聲屏障、吸隔聲板與透明材料組合型隔聲屏障；

根據面板形式分，主要有：波浪板、百葉板、平板穿孔型隔聲屏障。

隔聲屏障常見的四種類型分別是，阻性聲屏障，普通透明聲屏障，微孔板透明聲屏障以及複合式聲屏障。

阻性隔聲屏障

阻性隔聲屏障由前板，後板，側板構成一個封閉的箱式結構，形成一個模組化單元。前板為穿孔率為穿孔率25%的鍍鋅鋼板，後板和側板為不穿孔的鍍鋅鋼板，（從美觀角度考慮，也可用彩色鋼板）。兩層板之間內填防潮離心玻璃棉板，吸聲材料用聚氟乙烯薄膜覆蓋。立柱為12#工字鋼，柱間距2m。立柱插於鋼筋混凝土的基礎內。將標準板插入工字鋼之間，用緊固件加以固定，安裝，維修，更換極為簡便。

普通透明隔聲屏障

普通透明隔聲屏障採用透明的聚碳酸酯板（又稱PC板），因為是透明，隔聲屏障的景觀感較好，比較容易溶入周圍的環境。顏色可選。

微孔板透明隔聲屏障

微孔板透明隔聲屏障有2層，它套用了微孔吸聲原理，在1層聚碳酸酯板上穿許多直徑為0.8mm 的小孔，穿孔率1%。另一層聚碳酸酯板不穿孔，兩層板之間的間距為100mm。它相當於一個單層微孔吸聲結構，解決了吸聲和透明之間的矛盾。由於聲波的作用，微孔並不會被灰塵堵塞。

複合式隔聲屏障

複合式隔聲屏障兼有透明和不透明隔聲屏障的優點。它的一半是阻性隔聲屏障，另一半是透明隔聲屏障，由兩者複合而成。以上4種隔聲屏障的高度可根據設計要求自由組合，亦可根據需求定製路屏。

複合式隔聲屏障

選用原則

隔聲屏障材料選用總的原則是降噪效果性能良好、結構安全可靠、材料價格經濟、安裝成本低、經久耐用、使用壽命長、景觀協調、美觀大方等方面。具體說明如下：

（1）隔聲量大：平均隔聲量應不小於35dB；

（2）吸聲係數高：平均吸聲係數應不小於0.84；

（3）耐侯耐久性：產品應具有耐水性、耐熱性、抗紫外線、不會因雨水溫度變化引起降低性能或品質異常。產品採用鋁合金卷板、鍍鋅卷板、玻璃棉、H鋼立柱表面鍍鋅外理防腐年限在15年以上。

（4）美觀：可選擇多種色彩和造型進行組合，與周圍環境協調，形成亮麗風景線。

（5）經濟：裝配式施工，提高工作效率，縮短施工時間，可節省施工費及人工費。

（6）方便：與其它製品並行安裝，易維修，更新方便。

（7）輕便：吸音板系列產品具有自重輕特點，可減輕高架輕軌、高架路的承重負荷，可降低結構造價。

（8）防火：採用超細玻璃棉，由於其熔點高，不可燃，完全滿足環保和防火規範的要求。

（9）高強度：結合我國各地區不同的氣候條件，在結構設計時充分考虛風荷載。通過生產線壓制凹槽增加強度。

（10）防水、防塵：材料設計時充分考慮防水、防塵，在揚塵或淋雨環境中其吸聲性能不受影響，構造中已設定排塵排水措施，避免構件內部積水。微穿孔共振空腔吸聲在淋雨環境中吸聲性能不受影響，針對中低頻降噪特別明顯。

（11）耐用：產品設計已充分地考慮了道路的風載、交通車輛的撞擊安全和全氣假的露天防腐。產品採用鋁合金卷板、鍍鋅卷板、玻璃棉、H鋼立柱表面鍍鋅處理。在質保期內不腐蝕、不變型、吸聲、隔聲效果不降低。

套用範圍

隔聲屏障主要用於鐵路和公路沿線，

目前，隔聲屏障主要用於高速公路、高架複合道路、城市輕軌捷運等交通市政設施中的隔聲降噪、控制交通噪聲對附近城市區域的影響，也可用於工廠和其它噪聲源的隔聲降噪。

隔聲屏障分為純隔聲的反射型聲屏障，和吸聲與隔聲相結合的複合型聲屏障，後者是更為有效的隔聲做法。目前，大多數的隔聲屏障都選用吸聲和隔聲混合型的產品，該型產品的特點是對道路噪聲的產生和傳遞特徵有針對性地控制。如汽車與道路摩擦聲或機車與軌道摩擦聲在道路下部，聲音有通過屏體上部繞射的特徵，所以在設計上採用上下吸聲，中間隔聲的結構，這樣可以有效地減弱噪聲的繞射；隔聲屏障的中間使用透明的反射型隔聲板，能有效地中斷聲波的傳播途徑；同時也為司機和居民提供一個開闊的視野環境。建築聲學領域，通過聲學治理，控制混響時間及室內聲環境，滿足專業場館要求。

注意事項

公路聲屏障安裝注意事項

公路聲屏障按照國家相關的檢驗標準進行材料、強度、工藝等方面進行現場檢查。檢查聲屏障安裝質量及外觀尺寸和效果，依照《公路工程質量檢驗評定標準》（JTG F80/1—2004）環境保護中聲屏障質量標準進行質檢。具體說明如下：

（1）基礎的埋置深度、材料質量符合設計要求。

（2）金屬立柱的規格、材質不應低於設計要求。

（3）所使用的焊接材料和緊固件必須符合設計要求和現行標準的規定。焊接不得有裂紋、未熔合、夾渣和未填滿弧坑缺陷。

（4）金屬立柱、聯接件和聲屏障屏體在發運裝卸車時，應採取可靠措施防止構件運輸途中變形或損壞防腐處理層。嚴禁安裝變形的構件。

（5）固定螺栓緊固，位置正確，數量符合設計要求，封頭平整無蜂窩、麻面。

（6）屏體與基礎的聯接縫要密實，符合設計要求。

鐵路、輕軌聲屏障安裝注意事項

鐵路、輕軌聲屏障除公路聲屏障安裝時提到的注意事項外，還應注意聲屏障工程與軌道交通特殊要求的協調，聲屏障基礎及屏體安裝相關的質量應符合《鐵路軌道工程質量檢驗評定標準》及《城市軌道交通工程質量驗收標準》相關部分要求。