吸音棉和泡沫鋁內(nèi)填在聲屏障吸音板中的研究

吳程閣，田 紅，王懷宇

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吸音棉和泡沫鋁內(nèi)填在聲屏障吸音板中的研究

吳程閣1，田 紅1，王懷宇2

（1.遼寧北方環(huán)境保護(hù)有限公司，遼寧沈陽 110163；2.邢臺職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河北邢臺 054035）

對泡沫鋁和吸音棉內(nèi)填在聲屏障吸聲板的檢測結(jié)果進(jìn)行了分析、比較。作者結(jié)合沈陽市的交通道路情況，提出了噪聲綜合治理措施。工程實踐證明：采用內(nèi)填吸音棉的吸聲板，可有效降低噪聲5-12dB。

泡沫鋁；吸音棉；聲屏障吸音板；噪聲治理

近幾年隨著城市規(guī)模的擴(kuò)大，給城市公共交通的運(yùn)送能力帶來了更大的壓力。城市軌道交通系統(tǒng)對解決城市公共交通的擁擠問題發(fā)揮了很大的作用，但同時使噪聲污染更加突出。如何控制城市軌道交通系統(tǒng)的噪聲問題，已成為我國目前迫切需要解決的問題之一。

聲屏障是降低地面運(yùn)輸噪聲的有效措施之一。吸聲是噪聲污染控制的一種重要手段，常利用吸聲材料吸收聲能量來降低室內(nèi)噪聲，吸聲材料按吸聲機(jī)理分為共振吸聲結(jié)構(gòu)材料和多孔吸聲材料兩大類。多孔吸聲材料的高頻吸聲系數(shù)大、比重小；共振吸聲結(jié)構(gòu)材料的低頻吸聲系數(shù)高，但加工性能差。聲屏障的吸聲板內(nèi)多采用多孔吸聲材料，而泡沫鋁和吸音棉是目前多孔吸聲材料在聲屏障吸聲板上應(yīng)用較多的兩種材料。

一、吸音板材料檢測

采用泡沫鋁和吸音棉兩用材料，分別作為聲屏障吸聲板的內(nèi)填材料，按照施工要求安裝尺寸，利用相同的吸聲板結(jié)構(gòu)形式，委托專業(yè)檢測機(jī)構(gòu)，分別對這兩種材料的“吸聲系數(shù)”和“實驗室空氣聲隔聲”兩個參數(shù)進(jìn)行檢測，詳細(xì)情況如下：

（一）結(jié)構(gòu)形式

1.吸聲板內(nèi)填泡沫鋁

（1）吸聲面板為1.5mm厚穿孔吸聲鋁板，材質(zhì)為5754，采用氧化鋁薄板加工成型（壓槽），表面穿孔護(hù)面板孔直徑：3mm，孔間距：6mm，穿孔率：23%，等邊三角形排列，在空腔100mm時，其降噪系數(shù)NRC≥0.65；

（2）背板采用1.2mm厚鍍鋅鋼板，壓槽加工成波浪形，采用抽芯鋁鉚釘連接固定；

（3）吸聲板厚度100mm，尺寸4×2.5m，共10m2，面密度：19.2kg/m2，內(nèi)填8mm厚微孔通孔泡沫鋁，通孔泡沫鋁主孔徑1.6mm，空隙率68%-78%，通孔率90%-95%；密度：600-850kg/m3；

（4）詳見示意圖1。

圖1 吸聲板內(nèi)填泡沫鋁剖面圖

2.吸聲板內(nèi)填吸音棉

（1）吸聲面板為1.5mm厚穿孔吸聲鋁板，材質(zhì)為5754，采用氧化鋁薄板加工成型（壓槽），表面穿孔護(hù)面板孔直徑：3mm，孔間距：6mm，穿孔率：23%，等邊三角形排列，在空腔100mm時，其降噪系數(shù)NRC≥0.65；

（2）背板采用1.2mm厚鍍鋅鋼板，壓槽加工成波浪形，采用抽芯鋁鉚釘連接固定；

（3）吸聲板厚度100mm，面積10m2，面密度：20.5kg/m2，內(nèi)填80mm厚巖棉；

（4）詳見示意圖2。

圖2 吸聲板內(nèi)填吸音棉剖面圖

（二）檢測結(jié)果

1. 檢測依據(jù)

檢測儀器采用RTA840系統(tǒng)，檢測“材料吸聲系數(shù)”依據(jù)GB/T 20247-2006/ISO 354:2003《聲學(xué)混響室吸聲測量》；檢測“實驗室空氣聲隔聲”依據(jù)GB/T 50121-2005《建筑隔聲評價標(biāo)準(zhǔn)》，GB/T 19889.3-2005/ISO140-3：1995《聲學(xué)建筑和建筑構(gòu)件隔聲測量第3部分：建筑構(gòu)件空氣聲隔聲的實驗室測量》。

2.“材料吸聲系數(shù)”檢測結(jié)論

吸音棉“材料吸聲系數(shù)”檢測結(jié)論：該樣品所驗項目，降噪吸聲NRC=0.90，依據(jù)GB/T 16731-1997《建筑吸聲產(chǎn)品的吸聲性能分級》規(guī)定，其吸聲構(gòu)造的吸聲性能為Ⅰ級，吸音棉檢測結(jié)果見表1，頻率增大后，吸聲系數(shù)的變化情況見圖3。

圖3 吸音棉“材料吸聲系數(shù)”檢測結(jié)果

表1 吸音棉“材料吸聲系數(shù)”檢測結(jié)果

注：（1）`α為100-5000Hz平均吸聲系數(shù)；

（2）NRC為降噪系數(shù)，是250、500、1 000、2 000Hz4個倍頻帶吸聲系數(shù)的算術(shù)平均值。

泡沫鋁“材料吸聲系數(shù)”檢測結(jié)論：該樣品所驗項目，降噪吸聲NRC=0.65，依據(jù)GB/T 16731-1997《建筑吸聲產(chǎn)品的吸聲性能分級》規(guī)定，其吸聲構(gòu)造的吸聲性能為Ⅱ級，泡沫鋁檢測結(jié)果見表2，頻率增大后，吸聲系數(shù)的變化情況見圖4。

圖4 泡沫鋁“材料吸聲系數(shù)”檢測結(jié)果

表2 泡沫鋁“材料吸聲系數(shù)”檢測結(jié)果

注：（1）`α為100-5000Hz平均吸聲系數(shù)

（2）NRC為降噪系數(shù)，是250、500、1000、2000Hz4個倍頻帶吸聲系數(shù)的算術(shù)平均值。

3.“實驗室空氣聲隔聲”檢測結(jié)論

吸音棉“實驗室空氣聲隔聲”檢測結(jié)論：依據(jù)GB/T 50121-2005《建筑隔聲評價標(biāo)準(zhǔn)》5.1.1中建筑構(gòu)件空氣聲隔聲性能分級判定：該構(gòu)件采用頻譜修正量C（頻譜1）時，計權(quán)隔聲量為Rw+C=32dB，隔聲性能分級為3級；該構(gòu)件采用頻譜修正量Ctr（頻譜2）時，計權(quán)隔聲量為Rw+Ctr=27dB，隔聲性能分級為2級，吸音棉檢測結(jié)果見表3，頻率增大后，隔聲量的變化情況見圖5。

圖5 吸音棉“實驗室空氣聲隔聲”檢測結(jié)果

表3 吸音棉“實驗室空氣聲隔聲”檢測結(jié)果

注：（1）Rw為國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T50121-2005計權(quán)隔聲量。

（2）C,Ctr為頻譜修正量（C用于建筑物內(nèi)部兩個空間之間，Ctr用于建筑物內(nèi)部空間與外部空間之間）。

圖6 泡沫鋁“實驗室空氣聲隔聲”檢測結(jié)果

泡沫鋁“實驗室空氣聲隔聲”檢測結(jié)論：依據(jù)GB/T 50121-2005《建筑隔聲評價標(biāo)準(zhǔn)》5.1.1中建筑構(gòu)件空氣聲隔聲性能分級判定：該構(gòu)件采用頻譜修正量C（頻譜1）時，計權(quán)隔聲量為Rw+C=27dB，隔聲性能分級為2級；該構(gòu)件采用頻譜修正量Ctr（頻譜2）時，計權(quán)隔聲量為Rw+Ctr=24dB，隔聲性能分級為1級，泡沫鋁檢測結(jié)果見表4，頻率增大后，隔聲量的變化情況見圖6。

表4 泡沫鋁“實驗室空氣聲隔聲”檢測結(jié)果

注：（1）Rw為國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T50121-2005計權(quán)隔聲量。

（2）C,Ctr為頻譜修正量（C用于建筑物內(nèi)部兩個空間之間，Ctr用于建筑物內(nèi)部空間與外部空間之間）。

二、檢測結(jié)果對比分析

（一）“吸聲系數(shù)a”對比

理論上，如果某種材料完全反射聲音，那么它的a=0；如果某種材料將入射聲能全部吸收，那么它的a=1。事實上，所有材料的a介于0和1之間，也就是不可能全部反射，也不可能全部吸收。

吸音棉的降噪吸聲NRC=0.90，泡沫鋁的降噪吸聲NRC=0.65，因此，當(dāng)采用這兩種材料作為聲屏障吸聲板的內(nèi)填材料時，吸音棉的吸聲性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于泡沫鋁的吸聲性能。

（二）“實驗室空氣聲隔聲”對比

吸音棉“實驗室空氣聲隔聲”采用頻譜修正量C（頻譜1）時，隔聲性能分級為3級；采用頻譜修正量Ctr（頻譜2）時，隔聲性能分級為2級。泡沫鋁“實驗室空氣聲隔聲”采用頻譜修正量C（頻譜1）時，隔聲性能分級為2級；采用頻譜修正量Ctr（頻譜2）時，隔聲性能分級為1級。因此，吸音棉的隔聲性能也要優(yōu)于泡沫鋁的隔聲性能。

三、示范工程應(yīng)用

2012年起，沈陽市為了緩解由于機(jī)動車數(shù)量增加而帶給一環(huán)路、二環(huán)路的交通壓力，在這兩條快速路上修建高架橋，沿線噪聲敏感地帶均設(shè)置聲屏障，參照上述檢測結(jié)果，聲屏障吸聲板結(jié)構(gòu)均采用內(nèi)填吸音棉形式（見現(xiàn)場照片，圖7a、b、c）。

圖7a 底部吸音板照片

圖7b 沈陽二環(huán)路竣工照片

圖7c 頂部吸音板照片

根據(jù)國家環(huán)保部發(fā)布的《中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》對沈陽市一環(huán)路、二環(huán)路東北橋段安裝聲屏障前后的噪聲情況進(jìn)行監(jiān)測。監(jiān)測工具使用HS56|33型數(shù)字聲級計，測量當(dāng)天的氣象條件良好，天氣晴朗，監(jiān)測時間全部為5分鐘。距離的測量都采用PD42鐳射測距儀，噪聲數(shù)據(jù)在沿線居民樓內(nèi)（5樓、6樓）內(nèi)監(jiān)測，監(jiān)測數(shù)據(jù)見表5及表6。

表5 一環(huán)路東北段污染情況監(jiān)測表

表6 二環(huán)路東北段污染情況監(jiān)測表

目前，聲屏障是降低交通噪聲較有效的處理措施，采用內(nèi)填吸音棉的吸聲板，可有效降低噪聲5-12dB，對以后的交通噪聲治理工作有很大的指導(dǎo)意義。

[1]劉宏麗.降低城市軌道交通噪聲的有效方法—聲屏障[J].林業(yè)科技情報，2008（3）.

[2]國家環(huán)境保護(hù)總局.聲屏障聲學(xué)設(shè)計和測量規(guī)范（HJ／T90—2004）[S].北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社.2004.

[3]聲屏障信息門戶網(wǎng)專家組.聲屏障技術(shù)與材料選用手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.

[4]建筑隔聲評價標(biāo)準(zhǔn)（GB／T50121-2005）[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2005.

[5]呂峰.采用隔吸聲屏障治理撫順發(fā)電廠雙曲線冷卻塔噪聲[J].環(huán)境保護(hù)與循環(huán)經(jīng)濟(jì)，2011（2）.

（責(zé)任編輯李建武）

Study of the Foamed Aluminum and Absorbent Cotton Using in Acoustic Panel of Noise Barrier

WU Cheng-ge1，TIAN Hong1，WANG Huai-yu2

(1.Liaoning Beifang Environmental Protection Co., Ltd. , Shenyang, Liaoning 110163, China；2.Xingtai polytechnic College, Xingtai, Hebei 054035, China)

Testing result of the foamed aluminum and the absorbent cotton use in the acoustic panel of the noise barrier was analyzed and compared. Based on the traffic condition of Shenyang city, the authors propose the comprehensive measures. Meanwhile, combined with a practical case，if absorbent cotton is used in the acoustic panel,thenoise can be decreased 5-12dB.

foamed aluminum；absorbent cotton；acoustic panel of the noise barrier；noise administration

TB535

A

1008—6129（2015）01—0087—05

2014—12—10

吳程閣（1979—），遼寧沈陽人，遼寧北方環(huán)境保護(hù)有限公司，工程師。