[发明专利]道路声屏障声学设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及道路交通噪声治理技术，尤其是一种道路声屏障声学设计方法，属环保工程领域。

背景技术

现代城市的公路密集和网络化的形成，既给现代人类带来交通的便利和经济的繁荣，也给我们带来噪声污染的危害。因此，随着人类环保意识的日益提高，对于降低城市道路噪声污染的要求越来越高，对于能降低城市道路噪声的声屏障也逐渐引起相关技术行业的重视。

目前关于声屏障的设计方法有不少，特别是随着计算机技术的推广使用，有关这一技术领域的设计方法也越来越依赖于计算机完成。国际上比较著名的有：德国Braunstein+Berndt公司的Soundpan，丹麦B&K公司的Lima和美国的Stamin & Opinion等软件。由于这些软件度是由特殊的操作界面组成、由十分复杂模块组成计算机系统，对于操作人员的专业背景和专业水平有相当高的要求。

中国专利文献中公开了申请号为200410041442.7的“声屏障设计方法”，该方法是利用计算机，通过设计参数的输入完成声屏障高度和长度的理论计算、以及结构形式和材质的选择、声场模拟、声屏障效果预测、风荷载强度校核等过程。同时，该方法软件采用导向式界面，逐步引导操作者输入必要的参数完成各部分设计工作。

由于该方法涉及的是声屏障设计的大部分过程，对声学设计方法过程阐述较少，在现有的声屏障设计方法中，存在的问题主要有：

1)对复杂条件下的声学建模使用不够准确，不能输入Cad等矢量图形完成声学建模的基本工作，声学模型主要以处理简单地形为主，复杂条件下的则难以处理。

2)由于声学建模的不准确导致声屏障降噪效果计算结果不够准确，现有方法都是参照声屏障降噪效果的理论计算公式，不能准确模拟实际的噪声辐射情况。

3)声屏障降噪效果及计算中，对声屏障结构及材料等因子的具体影响考虑较少。

由于上述存在的问题，导致声屏障的声学设计方法既不够完善，也不能针对复杂条件进行有针对性的声学设计，从而导致实际使用中的声屏障降噪效果不能达到理想状态。

发明内容

本发明的目的：旨在提出一种新的声屏障设计方法，解决目前声屏障设计中存在的不准确问题，提高声屏障的实际使用效果。

这种道路声频障声学设计方法，利用计算机处理得到声频障的外形尺寸、结构形式、以及风载强度和材质选取的相关数据，并对数据进行保存和输出，其具体设计方法为：

(1)导入设计声屏障所在处的经Cad格式处理的矢量图形，或者是jpg、bmp或tif等格式的栅格图形。

(2)对导入图形进行选择，选用Cad格式的矢量图，导入前确定Cad图形的单位比例与实际是否一致，一致时采用默认设置，不一致时采用自定义设置修改比例，通过导入设置菜单可修改Cad各图层属性，将不同图层的物体加以区别；如采用栅格图形导入，则应在导入后通过校准功能完成图形比例调整工作。

(3)如导入的为栅格图形，则需结合实际情况，绘制地形、道路、房屋、树林、草地等实体，完成声学建模基本工作。

(4)在受保护的敏感点处设置噪声预测点，收集并计算无屏障时的噪声值，确定声屏障的降噪指标。

(5)在拟实施声屏障的位置模拟声屏障，调节声屏障高度或长度，初步计算符合预测点降噪指标的声屏障几何尺寸。

(6)根据声屏障几何尺寸，模拟直立型、直弧型不同结构屏型及不同吸声材料状态下的屏障吸声系数，再次计算屏障降噪效果，直至计算出符合要求的声屏障几何尺寸、结构及吸声系数的组合。

在以Cad矢量图形，则可利用批量转换功能完成声学建模基本工作。

在计算无屏障时的噪声时，所采用的计算方法为：

(1)将道路声源以最边两侧的两条车道的中线作为两条线声源，根据预测点与声源之间的距离情况，再将线声源进一步微分为较小的微分区段，以每个微分区段作为点声源参与计算。

(2)分别计算各微分区段的点声源对预测点的噪声贡献值，计算中根据设置条件考虑声音的几何发散、大气吸收、地面效应及障碍物引起的屏障衰减等因素。

(3)叠加所有点声源对预测点的噪声贡献值即为预测点的噪声值。

利用上述方法可以解决上述声学设计中存在的不准确问题，同时可计算不同结构及材料构成声屏障的降噪效果。

附图说明

图1为声屏障声学设计流程图；

图2为声学计算原理图。

图3-1~3-4为声屏障声学设计模型界面示意图；

具体实施方式