聲屏障基礎(chǔ)知識之聲音在室外的傳播
在室外,聲音將不斷傳播開去。隨著傳播距離的增加,由于能量分散開來,聲壓級不斷下降,理論上,對于點(diǎn)聲源,離聲源距離增加每兩倍,噪聲下降6dB。若某機(jī)器設(shè)備1米處的噪聲為100dB,那么距離它100米遠(yuǎn)(相當(dāng)于距離增加約7個(gè)兩倍),那么噪聲將下降40dB,降 低到60dB,距離它1公里遠(yuǎn)(相當(dāng)于距離增加約10個(gè)兩倍),噪聲將下降60dB,變?yōu)榧s40dB。另一方面,大氣對聲音也有吸收作用,尤其 對超過2000Hz的高頻聲音,吸收效應(yīng)更加明顯,使噪聲隨與聲源距離的增加衰減量變得更大。
實(shí)驗(yàn)表明,常溫常濕常壓下,100m距離對 125Hz、500Hz、2000Hz的聲音衰減量分別為0.05dB、0.27dB、2.8dB。雷電產(chǎn)生時(shí)的聲音是含有大量高頻成分的霹靂聲,由于距離很遠(yuǎn), 大多高頻成分被大氣吸收了,因此傳到我們耳朵里往往是隆隆的低頻聲。
不同區(qū)域大氣溫度的變化會使聲音的傳播方向發(fā)生彎折,當(dāng) 上層空氣是高溫,下層地面附近空氣是低溫時(shí),沿地面?zhèn)鞑? 的聲音會彎向地面,之后被被地面反射,繼續(xù)前進(jìn),還將彎 向地面,可能耗散在上空的聲音返回地面,并“匍匐前 進(jìn)”,這樣,聲音會傳得很遠(yuǎn)。冬季結(jié)冰的湖面就是這種情 況,在冰上上講話,對面幾百米外都能聽到。夏季的午后, 地面被曬熱,情況正好相反,上層空氣是低溫,下層空氣是 高溫,聲音向上彎折,很快耗散在大氣中,因此50-60米時(shí)就 很難聽到人的講話了。
有風(fēng)的時(shí)候,如果風(fēng)的氣流速度上下完全一致,那么對聲音將沒有影響,但一般情況,上面的風(fēng)速比地面的風(fēng)速快,順風(fēng)時(shí),聲音向地面彎折,逆風(fēng)時(shí),聲音向天空彎折,順風(fēng)因傳播聲音比逆風(fēng)更有利。認(rèn)為順風(fēng)把聲音了聲吹走、逆風(fēng)阻住了聲音是不正確的,風(fēng)速最快僅每 秒一、二十米,而聲速為每秒340米,風(fēng)如何跑得贏聲音呢? 在室外,聲音有繞過障礙物的本領(lǐng),被稱為聲音的繞射或衍射,這是聲音波動現(xiàn)象的體現(xiàn),躲在圍墻后面的人依然可以聽到外面的呼喊。使用隔聲屏障可以使聲音最多衰減15dB,但因衍射不能完全隔離聲音。
道路兩邊的聲屏障,或工業(yè)廠房機(jī)器的隔聲板可以起到降低噪聲的作用,效果在15dB以內(nèi),一般在5-10dB。由于低頻聲音 波長長,容易繞過聲屏障,隔聲效果不如高頻聲。 草地、灌木林等對聲音的傳播也有衰減作用,但對高頻的作用較明顯,對低頻的作用有限,100米的草地、灌木林對1000Hz的聲音有23dB 的衰減,而對100Hz的聲音僅有5dB 的衰減。100米以上的長綠闊葉草地或灌木林在實(shí)際降噪中才有效果。