吸音棉和泡沫铝内填在声屏障吸音板中的研究

吴程阁，田 红，王怀宇



吸音棉和泡沫铝内填在声屏障吸音板中的研究

吴程阁1，田 红1，王怀宇2

（1.辽宁北方环境保护有限公司，辽宁沈阳 110163；2.邢台职业技术学院，河北邢台 054035）

对泡沫铝和吸音棉内填在声屏障吸声板的检测结果进行了分析、比较。作者结合沈阳市的交通道路情况，提出了噪声综合治理措施。工程实践证明：采用内填吸音棉的吸声板，可有效降低噪声5-12dB。

泡沫铝；吸音棉；声屏障吸音板；噪声治理

近几年随着城市规模的扩大，给城市公共交通的运送能力带来了更大的压力。城市轨道交通系统对解决城市公共交通的拥挤问题发挥了很大的作用，但同时使噪声污染更加突出。如何控制城市轨道交通系统的噪声问题，已成为我国目前迫切需要解决的问题之一。

声屏障是降低地面运输噪声的有效措施之一。吸声是噪声污染控制的一种重要手段，常利用吸声材料吸收声能量来降低室内噪声，吸声材料按吸声机理分为共振吸声结构材料和多孔吸声材料两大类。多孔吸声材料的高频吸声系数大、比重小；共振吸声结构材料的低频吸声系数高，但加工性能差。声屏障的吸声板内多采用多孔吸声材料，而泡沫铝和吸音棉是目前多孔吸声材料在声屏障吸声板上应用较多的两种材料。

一、吸音板材料检测

采用泡沫铝和吸音棉两用材料，分别作为声屏障吸声板的内填材料，按照施工要求安装尺寸，利用相同的吸声板结构形式，委托专业检测机构，分别对这两种材料的“吸声系数”和“实验室空气声隔声”两个参数进行检测，详细情况如下：

（一）结构形式

1.吸声板内填泡沫铝

（1）吸声面板为1.5mm厚穿孔吸声铝板，材质为5754，采用氧化铝薄板加工成型（压槽），表面穿孔护面板孔直径：3mm，孔间距：6mm，穿孔率：23%，等边三角形排列，在空腔100mm时，其降噪系数NRC≥0.65；

（2）背板采用1.2mm厚镀锌钢板，压槽加工成波浪形，采用抽芯铝铆钉连接固定；

（3）吸声板厚度100mm，尺寸4×2.5m，共10m2，面密度：19.2kg/m2，内填8mm厚微孔通孔泡沫铝，通孔泡沫铝主孔径1.6mm，空隙率68%-78%，通孔率90%-95%；密度：600-850kg/m3；

（4）详见示意图1。

图1 吸声板内填泡沫铝剖面图

2.吸声板内填吸音棉

（1）吸声面板为1.5mm厚穿孔吸声铝板，材质为5754，采用氧化铝薄板加工成型（压槽），表面穿孔护面板孔直径：3mm，孔间距：6mm，穿孔率：23%，等边三角形排列，在空腔100mm时，其降噪系数NRC≥0.65；

（2）背板采用1.2mm厚镀锌钢板，压槽加工成波浪形，采用抽芯铝铆钉连接固定；

（3）吸声板厚度100mm，面积10m2，面密度：20.5kg/m2，内填80mm厚岩棉；

（4）详见示意图2。

图2 吸声板内填吸音棉剖面图

（二）检测结果

1. 检测依据

检测仪器采用RTA840系统，检测“材料吸声系数”依据GB/T 20247-2006/ISO 354:2003《声学混响室吸声测量》；检测“实验室空气声隔声”依据GB/T 50121-2005《建筑隔声评价标准》，GB/T 19889.3-2005/ISO140-3：1995《声学建筑和建筑构件隔声测量第3部分：建筑构件空气声隔声的实验室测量》。

2.“材料吸声系数”检测结论

吸音棉“材料吸声系数”检测结论：该样品所验项目，降噪吸声NRC=0.90，依据GB/T 16731-1997《建筑吸声产品的吸声性能分级》规定，其吸声构造的吸声性能为Ⅰ级，吸音棉检测结果见表1，频率增大后，吸声系数的变化情况见图3。

图3 吸音棉“材料吸声系数”检测结果

表1 吸音棉“材料吸声系数”检测结果

注：（1）`α为100-5000Hz平均吸声系数；

（2）NRC为降噪系数，是250、500、1 000、2 000Hz4个倍频带吸声系数的算术平均值。

泡沫铝“材料吸声系数”检测结论：该样品所验项目，降噪吸声NRC=0.65，依据GB/T 16731-1997《建筑吸声产品的吸声性能分级》规定，其吸声构造的吸声性能为Ⅱ级，泡沫铝检测结果见表2，频率增大后，吸声系数的变化情况见图4。

图4 泡沫铝“材料吸声系数”检测结果

表2 泡沫铝“材料吸声系数”检测结果

注：（1）`α为100-5000Hz平均吸声系数

（2）NRC为降噪系数，是250、500、1000、2000Hz4个倍频带吸声系数的算术平均值。

3.“实验室空气声隔声”检测结论

吸音棉“实验室空气声隔声”检测结论：依据GB/T 50121-2005《建筑隔声评价标准》5.1.1中建筑构件空气声隔声性能分级判定：该构件采用频谱修正量C（频谱1）时，计权隔声量为Rw+C=32dB，隔声性能分级为3级；该构件采用频谱修正量Ctr（频谱2）时，计权隔声量为Rw+Ctr=27dB，隔声性能分级为2级，吸音棉检测结果见表3，频率增大后，隔声量的变化情况见图5。

图5 吸音棉“实验室空气声隔声”检测结果

表3 吸音棉“实验室空气声隔声”检测结果

注：（1）Rw为国家标准GB/T50121-2005计权隔声量。

（2）C,Ctr为频谱修正量（C用于建筑物内部两个空间之间，Ctr用于建筑物内部空间与外部空间之间）。

图6 泡沫铝“实验室空气声隔声”检测结果

泡沫铝“实验室空气声隔声”检测结论：依据GB/T 50121-2005《建筑隔声评价标准》5.1.1中建筑构件空气声隔声性能分级判定：该构件采用频谱修正量C（频谱1）时，计权隔声量为Rw+C=27dB，隔声性能分级为2级；该构件采用频谱修正量Ctr（频谱2）时，计权隔声量为Rw+Ctr=24dB，隔声性能分级为1级，泡沫铝检测结果见表4，频率增大后，隔声量的变化情况见图6。

表4 泡沫铝“实验室空气声隔声”检测结果

注：（1）Rw为国家标准GB/T50121-2005计权隔声量。

（2）C,Ctr为频谱修正量（C用于建筑物内部两个空间之间，Ctr用于建筑物内部空间与外部空间之间）。

二、检测结果对比分析

（一）“吸声系数a”对比

理论上，如果某种材料完全反射声音，那么它的a=0；如果某种材料将入射声能全部吸收，那么它的a=1。事实上，所有材料的a介于0和1之间，也就是不可能全部反射，也不可能全部吸收。

吸音棉的降噪吸声NRC=0.90，泡沫铝的降噪吸声NRC=0.65，因此，当采用这两种材料作为声屏障吸声板的内填材料时，吸音棉的吸声性能远远优于泡沫铝的吸声性能。

（二）“实验室空气声隔声”对比

吸音棉“实验室空气声隔声”采用频谱修正量C（频谱1）时，隔声性能分级为3级；采用频谱修正量Ctr（频谱2）时，隔声性能分级为2级。泡沫铝“实验室空气声隔声”采用频谱修正量C（频谱1）时，隔声性能分级为2级；采用频谱修正量Ctr（频谱2）时，隔声性能分级为1级。因此，吸音棉的隔声性能也要优于泡沫铝的隔声性能。

三、示范工程应用

2012年起，沈阳市为了缓解由于机动车数量增加而带给一环路、二环路的交通压力，在这两条快速路上修建高架桥，沿线噪声敏感地带均设置声屏障，参照上述检测结果，声屏障吸声板结构均采用内填吸音棉形式（见现场照片，图7a、b、c）。

图7a 底部吸音板照片

图7b 沈阳二环路竣工照片

图7c 顶部吸音板照片

根据国家环保部发布的《中华人民共和国国家标准声环境质量标准》对沈阳市一环路、二环路东北桥段安装声屏障前后的噪声情况进行监测。监测工具使用HS56|33型数字声级计，测量当天的气象条件良好，天气晴朗，监测时间全部为5分钟。距离的测量都采用PD42镭射测距仪，噪声数据在沿线居民楼内（5楼、6楼）内监测，监测数据见表5及表6。

表5 一环路东北段污染情况监测表

表6 二环路东北段污染情况监测表

目前，声屏障是降低交通噪声较有效的处理措施，采用内填吸音棉的吸声板，可有效降低噪声5-12dB，对以后的交通噪声治理工作有很大的指导意义。

[1]刘宏丽.降低城市轨道交通噪声的有效方法—声屏障[J].林业科技情报，2008（3）.

[2]国家环境保护总局.声屏障声学设计和测量规范（HJ／T90—2004）[S].北京：中国环境科学出版社.2004.

[3]声屏障信息门户网专家组.声屏障技术与材料选用手册[M].北京：机械工业出版社，2011.

[4]建筑隔声评价标准（GB／T50121-2005）[S].北京：中国建筑工业出版社，2005.

[5]吕峰.采用隔吸声屏障治理抚顺发电厂双曲线冷却塔噪声[J].环境保护与循环经济，2011（2）.

（责任编辑李建武）

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

吴程阁（1979—），辽宁沈阳人，辽宁北方环境保护有限公司，工程师。