5 声屏障声学性能的测量

5．1 测量的声学量

5．1．1 插入损失(TL)

声屏障的降噪效果一般用A计权等效声级或最大A声级的插入损失来评价。如果要了解降噪的频率特性，则应测量63～5，000Hz的1/3倍频带或80～4000Hz倍频带的插入损失。

5．1．2 降噪系数(NRC)

声屏障材料的吸声性能采用250～2000Hz倍频带吸声系数来评价。上述频率范围的平均吸声系数即降噪系数可作为材料吸声性能单一评价指标。

5．1．3 计权隔声量(Rw)。声屏障材料的隔声性能采用100～3150Hz的1/3倍频带传声损失来评价。单一评价数可以采用计权隔声量Rw或上述频率范围的平均传声损失R。

5．2 插入损失的测量

5．2．1 测量方法

本规范规定了直接法和间接法两种插入损失的测量方法。在选择所采用的测量方法时，应充分考虑测量的对象、声屏障安装前测量的可能性和声源、地形、地貌、地表面、气象条件等因素在两次测量中的等效程度。

5．2．1．1 直接法

直接测量声屏障安装前后在同一参考位置和受声点位置的声压级的方法，称为直接法。由于测量时安装前后的参考位置和受声点位置相同，其地形地貌、地面条件一般等效性较好。

5．2．1．2 间接法

分别测量声屏障安装前后，相同参考位置和受声点位置的声压级。测量时，因声屏障已安装在现场，也不可能移去，声屏障安装前的测量可选择与其相等效的场所进行，这种方法称为间接法。选用间接法时，要保证两个测点的等效性，包括声源特性、地形、地貌、周围建筑物反射、地面和气象条件等效。

5．2．2 测量仪器

5．2．2．1 声学测量仪器

测量用声级计应符合国家标准GB3785规定的1型声级计的要求。如果测量等效连续声级，使用的积分声级计应符合国家标准GB/T17181规定的1型的要求。采用其它测量仪器时，其性能应满足上述标准规定的要求。

声级计应按国家标准规定，定期进行性能检验。每次测量前后，应采用声校准器进行校准。应至少采用两个测量系统，以保证对一组参考点和受声点进行同时测量。

如果测量倍频带或1/3倍频带插入损失，其相应滤波器应符合国家标准规定的要求。测量时应使用风罩，风罩不应影响传声器的频率响应。如果采用其它声学测量系统，其性能也应满足上述标准。

5．2．2．2 气象测量仪器

测量风速和风向的仪器精度应在±10%以内。

用于测量环境温度的温度计和温度传感器的精度应在±1°C之内。

测量湿度的仪器的精度应在±2%以内。

注：气象测量的位置应和受声点同样高度。

5．2．3 测量的声环境要求

5．2．3．1 地形、地貌和地面条件

若采用间接法测量，当模拟测量的场所符合下列条件时，可以认为等效：

(1)模拟测量场所和实际的声屏障区域的地形地貌，障碍物和地面条件类似。

(2)受声点一侧后部30m以内的环境(包括大的反射物等)应该类似。

注：为了保证地面条件的等效性，可以测量地面结构的特性声阻抗。如果不能测量，至少要求地面材料(土壤、水泥、沥青、砖石等)、处理状况(土壤松实等)和土壤上的植被情况等一致，并应避免地面含水量有大的变化。

对于直接法测量，上述条件在声屏障安装前后测量时也应保持一致。

5．2．3．2 气象条件

为了保证测量的重复性，对气象条件，如风、温度和空中云的分布应满足下列要求。

(1)风

如果声屏障安装前后的测量中其风向保持不变，并且从声源到受声点的平均风速矢量变化不超过2m/s时，可认为前后测量的风条件等效。

测量时风速超过5m/s，测量无效。

(2)温度

声屏障安装前后两次测量的平均温度变化不应超过10°C。地面以上空间的温度梯度对声传播有一定影响，测量中应注意温度梯度对声传播的影响。

(3)湿度

空气湿度主要影响高频噪声的传播，因此声屏障安装前后的测量，其空气湿度应相近。

(4)其它气象条件

应避免在雨天和雪天进行测量。应避免在湿的路面情况下进行测量。

5．2．3．3 背景噪声

测量时，背景噪声级应至少比测量值低10dB。

如果测量值和背景噪声值相差3～9dB，则可以按表1所列数值对测量结果进行修正。当差值小于3dB，则不符合测试条件，不能进行测量。

                表1 背景噪声修正值                     dB

5．2．4 声源

5．2．4．1 声源类型

现场测量声屏障的插入损失时，可以采用二种类型声源：自然声源、可控制的自然声源。通常情况，前者声源应是优先考虑的试验声源。在没有自然声源或自然声源的声级不够大时，也可考虑选择可控制的自然声源。

5．2．4．2 自然声源

自然声源是指道路上实际行驶的车辆。

在测量过程中，应在参考点位置对声源进行连续监测，以便对声源不稳定产生的误差进行修正。

5．2．4．3 可控制的自然声源

可控制自然声源是指特定选择的试验车辆组。

如果声屏障安装前后，自然声源特性产生变化(如车流量，车辆种类)，则可考虑采用可控制的自然声源。

如果车流量或者车辆种类比例变化都会引起声源特性明显变化，采用可控制的自然声源是必要的。

5．2．5 声源的等效性

为了准确地测量声屏障的插入损失，在测量期间应对声源进行监测，保证声源的等效性。

5．2．5．1 声源运行参数的监测

以道路车辆流作为声源测量声屏障的插入损失时，被监测的运行参数应包括：平均车速、车流量和各类型车辆的比例。

5．2．5．2 参考位置的噪声监测

参考位置对声源的监测目的是监测声屏障安装前后的声源等效性。

参考点位置的选择在原则上应保证声屏障的存在不影响声源在参考点位置的声压级。

当离声屏障最近的车道中心线与声屏障之间的距离D＞15m时，参考点应位于声屏障平面内上方1.5m处(图7)。当距离D＜15m时，参考点的位置应在声屏障的平面内上方，并保证离声屏障最近的车道中心线与参考位置、声屏障顶端的联线夹角为10°(图8)。

5.2.6 测量程序

5.2.6.1 总的要求

(1)同步测量

应避免由于声源不稳定所引起的测量误差，对参考位置和受声点位置的噪声应进行同步测量。

(2)受声点位置

受声点位置为声屏障设计保护的敏感点位置。

(3)测量次数

为保证测量结果的重复性，在受声点和参考点应进行多次测量。在等效情况下，建议至少在各测点测量3次。

(4)测量采样时间

测量采样时间决定于声源的时间特性和声源的声级起伏变化(见表2)

             表2  测量采样时间

通常对于大流量的高速公路交通噪声或无红绿灯控制的城市快速道路交通噪声,起伏＜10dB,对于有红绿灯控制的道路交通噪声,起伏在10～30dB,而城市轨道和铁路噪声,则在有车和无车通过时的起伏＞30dB。

5.2.6.2 声屏障插入损失的计算

(1)直接测量法

如果可以直接测量声屏障安装前后的A声级，则可根据下式计算出声屏障的插入损失：

(2)间接测量法

在很多情况下，声屏障安装前的A声级测量是不可能的，即不可能采用直接法测量声屏障的插入损失。那就需要采用间接法进行测量，即找出一个和声屏障安装前状况等效的其它场所模拟测量声屏障安装前的噪声状况。一般间接测量法的精度要低于直接法的精度。

间接测量法的受声点和参考点的选择以及计算方法与直接测量法相同。对模拟测量声屏障安装前的噪声的场所等效性及其相应测量数据应仔细检查核对。采用间接法测量的声屏障插入损失与公式(16)相同：

5.2.7 测量记录

5.2.7.1 测量方法类型

(1)直接测量法

(2)间接测量法

5.2.7.2 测量仪器

测量仪器及系统的说明，包括型号、精度和制造厂

5.2.7.3 测量环境

(1)环境概图及说明：包括声源、声屏障和受声点周围的地形地貌，地面条件、建筑物及其它反射物。

(2)道路概况：路宽、车道数、坡度、路面材料等。

(3)风向、风速、空气温度和湿度。

5.2.7.4 声源

(1)自然声源：声屏障安装前后测量的声源等效性说明，包括车流量、车辆种类比例、车速等。

(2)可控制的自然声源：声源特性、控制因素及声屏障安装前后测量的声源等效性说明。

5.2.7.5 测量的声屏障示意图和说明

声屏障的示意图，外形尺寸、传声损失以及吸声型屏障的降噪系数NRC等。

5.2.7.6 声学测量数据

受声点和参考点的A计权最大声级、等效声级或1/3倍频带或倍频带声压级。

5.2.8 测量报告

试验报告应包括如下内容

(1)测量单位的名称、地点和测量时间

(2)测量人员的姓名

(3)声屏障的A计权声级插入损失和1／3倍频带或倍频带插入损失。

(4)第5.2.4条中所列相关内容

5.3 声屏障吸声性能测量方法

5.3.1 测量方法

本规范规定的声屏障吸声性能是指声屏障朝向声源侧结构的吸声性能。本规范推荐GBJ47—83为声屏障吸声性能测量方法。

声屏障吸声性能的测量方法应符合GBJ47—83中的有关规定。

5.3.2 被测试件基本要求

被测试件应是声屏障主体结构的平面整体试件，总试件面积为10～12m2。边缘应采用密封，并应紧密贴在室内界面上。非平面声屏障结构，应加工成平面结构按上述方法进行测量。

5.3.3 测试结果

声屏障的吸声性能以其朝向声源一侧的平面吸声结构的吸声系数来表征。测试频率范围：对于倍频带中心频率为250～2000Hz，对于1／3倍频带中心频率为200～2500Hz。

5.3.4 测量报告

测量报告应包括以下内容

1)被测单位名称

2)测量日期

3)混响室概况

4)测量试件规格、面积以及在混响室中位置

5)室温和相对湿度

6)吸声系数图表

5.4 声屏障的隔声性能测量方法

5.4.1 测量方法

本规范规定的声屏障隔声性能是指屏体结构的空气声传声损失。

声屏障隔声性能测试方法，应符合GBJ75—84中的有关规定。

5.4.2 被测试件的要求

被测试件应为平面整体试件，试件面积10m2左右，试件和测试洞口之间的缝隙应密封，并应有足够的隔声效果。

5.4.3 测试结果

声屏障试件100～3150Hz的1／3倍频带传声损失、作为单一隔声性能评价量的计权隔声量或上述频率范围内的平均传声损失。

5.4.4 测试报告

测量报告应包括以下内容：

1)被测试件的结构、尺寸及生产单位

2)试验室概况和试件安装状况

3)测量仪器和测量人员、测量时间

4)以表格和曲线表示的传声损失频率特性和计权隔声量或平均传声损失。

6 声屏障工程的环保验收

6.1 声屏障工程的环境保护验收应按国家建设项目竣工环境保护验收有关规定和规范进行.

6.2 声学性能

声屏障构件的声学性能必须在制作完成后经法定的测试单位随机抽样，根据本规范5.3的方法进行检验并提供以下测试报告：

(1)隔声性能测试报告。

(2)吸声性能测试报告(适用于声吸收型声屏障)。

6.3 降噪效果

根据合同要求验收敏感点处声屏障的插入损失(降噪量)。

6.3.1 根据现场测量条件，按本规范5.2的要求，用直接法或间接法测量声屏障建立前后受声点和参考点的等效A声级Leq或最大A声级，并按公式(16)计算插入损失TL。

6.3.2 利用间接法测量声屏障的插入损失时，一定要保证选取的无声屏障的等效受声点与有声屏障时的实际受声点(敏感点)的等效性，否则会带来较大误差。

一般无屏障的等效受声点可选在同一条道路声屏障的附近,从而保证车流条件基本相同，并应使用经过统一校准的两套测量系统同步测量。若车流量状态不能保证相同，则可按照5.2.5.2在声屏障的上方和等效受声点的虚拟等效声屏障的上方设立对照的参考点进行同步测量,以便对等效受声点的测量值进行修正。

6.3.3 由于声屏障建立前后敏感点(受声点)处的背景噪声会有变化，因此在计算插入损失时，应根据表1进行背景噪声的修正。

6.3.4 根据合同中的降噪效果要求，也可在声屏障建立前后直接测量敏感点处的噪声值，扣除背景噪声的影响，其差值即为声屏障的降噪效果。

6.4 提交文件

6.4.1 声屏障设计文件及设计变更情况的文件；

6.4.2 声屏障隔声性能测试报告，吸声型声屏障还应提供吸声性能测试报告；

6.4.3 声屏障现场测量的环境条件、气象条件、车流条件以及测点位置图。

6.4.4 降噪效果的测试报告；

6.4.4 竣工图及其它文件。

                        附录A （规范性附录)

                        反射声修正量∆Lr的计算

对于道路两旁都有声屏障的情况下，声屏障的△Lr值取决于平行屏障之间的距离，屏障的高度，到受声点的水平距离，声源与受声点的高度，以及屏障吸声结构的吸声系数α，它可由图A.1求出。例示：

1.画出一张包括道路、声屏障、受声点在内的横截面图如图A.2。假设声屏障高度H=5m，两屏障间距W=35m，受声点R至近端屏障距离DB=34m。

2.如图A.2所示，将声源S置于两屏障间的中央，假设声源离地面高2.4m。从声源通过离受声点R近的屏障顶端画一直线，与受声点R垂直线相交。确定交点至道路地平面的距离HN，HN=9m。

3.如图A.2所示，从第一个地面虚源Si(相对于远端屏障底端的对称虚源)通过离受声点远的屏障顶端画一直线，与受声点垂直线相交，求出此交点至道路平面的距离HF，HF=35m。

4.确定受声点所在的区域。若HR＜H，受声点在区域I内；若H＜HR＜HN，则在区域II内；若HR＞HN，受声点则在区域III内。

5.用公式(13)或图5确定近障板对2.4m高声源提供的实际受声点高度HR和HR=0的绕射声衰减△Ld，在本例中，从图5可得到，HR=0时，△Ld=12.5dBA, HR=1.5m时△Ld=11.5dBA。

6.声屏障反射声修正量△Lr的确定。

6.1 根据DB和W的数值，从图A.1右下角的DB线对应值，到W线的对应值，画一直线，与引导线相交(步骤1)。

6.2 从△Ld线上找出HR=0时△Ld(12.5dBA)对应点，将此点与引导线上6.1中确定的交点画一直线与转折线A相交(步骤2)。

6.3 根据声屏障的吸声特性，求得噪声降噪系数NRC，此处设NRC=0.05(步骤3)。

6.4 从转折线A上的交点作直线垂直于线A，与对应的NRC曲线相交，然后从这个交点引直线垂直于转折线B与线B相交(步骤4)。

6.5 如果受声点位于区域I内，则按下列步骤进行；若受声点位于区域II，则跳到6.9。设HR=1.5m，则受声点在区域I内。

6.6 在左边网格图上，从横座标实际的HR值(1.5m)做垂直线与对应的NRC(0.05)曲线相交(步骤5)，然后从这个交点引直线垂直于转折线C(步骤6)。

6.7 转折线C上的交点与转折线B上的交点连直线，与反射声修正线△Lr相交(步骤7)。

6.8 读△Lr交点的数值(4.5dBA)，此值即为高度为HR(1.5m)的受声点处声屏障的反射声修正量。

6.9 当受声点位于区域II内时(例如，HR=7.5m)，在左边网格图上，请用屏障高度H(5m)作为HR值(如图A.1左边网格图上右边的⑤)，从此值上引垂线与对应的NRC曲线相交，然后从此交点画直线垂直于转折线C。

6.10 连接线C和线B上的两上交点，与△Lr直线相交。

6.11 读此交点的△Lr值(6.5dBA)，即为声屏障的反射声修正量，这个屏障反射声修正量低于或者等于受声点高度等于屏障高度H时的降噪量。

6.12 将HR(1.5m)时的绕射声衰减△Ld(11.5dBA)减去反射声修正量△Lr(4.5dBA)，则可得到声屏障的实际噪声降低，即NR=△Ld-△Lr=7.0dBA。同样，可得到HR=7.5m时(绕射声衰减=7.0dBA)，声屏障的实际噪声降低为NR=7.0-6.5=0.5dBA。

6.13 若在声屏障面向道路一侧加吸声结构，则可大大减小反射声修正量，在本例中，若NRC=0.8，在HR=1.5m时，△Lr=0.5dBA，HR=7.5m时△Lr=1.0dBA。

6.14 当受声点在区域III范围内时（HN<HR<HF），由于屏障的反射，会使受声点处的噪声级增加。其增加量与NRC值有关：

                            附录B(规范性附录)

                         等效频率fe的计算

等效频率代表道路交通噪声能量最集中的频率，它能够表征道路交通噪声的特性，通常可以用等效频率的△Ld来计算声屏障的声衰减，这样可以大大简化A计权声级插入损失的计算，等效频率的计算步骤如下：

                          附录C(资料性附录)

                           参考文献

1．GB/T3947-1996声学名词术语

2．FHWA—RD—76—58，Noise Barrier Design Handbook, 1976.

3. Implementation Package 76-8, Highway Noise Barrier Selection Design and Construction Experienciences, 1976.

4. Verkehrslārm Lārmschutzwānde ETV: LSW88, Zus āmmenstellungen einigerfür Lārmschutzw ānde wichtiger Normen und Bestimmungen, 1988.

5. ISO 9613-2:1996, Acoustics-Method of calculation on the attenuation of sound during propagation outdoors.

6.ISO 10847:1997, Acoustics- In-situ determination of insertion loss of outdoor noise barriers of all types.