声屏障排烟吸声体及封闭式声屏障的制作方法

1.本发明涉及声屏障技术领域，尤其是一种声屏障排烟吸声体及封闭式声屏障。


背景技术：

2.声屏障是交通噪声治理的最有效手段，特别是封闭式声屏障，它是解决高层建筑交通噪声污染最常用的工程措施，近年来在城市交通中的运用越来越广泛。在城市轨道交通全封闭式声屏障的设计中，除满足降噪、结构安全等要求外，还应满足《地铁设计防火标准》中关于城市轨道交通全封闭声屏障应设置不少于水平投影响面积5％的自然排烟通道的要求。
3.目前国内大量采用的全封闭声屏障顶部均拉通设置了消防排烟口，其宽度为1-2m不等，根据计算结果，拉通的排烟口设计会使全封闭声屏障的整体隔声量下降约5db以上，存在线路两侧高层敏感点声环境不达标，噪声投诉增加的问题。
4.从现有的实际案例、技术研究和专利可以看到，目前国内也有相关的研究。例如，在封闭式声屏障顶部设计通风消声百叶，但国内目前实施的封闭声屏障均未采用该方案，主要是因为消声百叶自身重量大、消声量有限、排烟阻力较大，排烟安全隐患极大。又如，在封闭式声屏障侧面设计通风泄压式吸隔声屏障，以列车通过时声屏障内外两侧形成空气压力差为动力，来实现旋转百叶片自动调节角度，从而达到最佳泄压方式的声屏障模块，此种吸隔声屏障模块通常安装在封闭式屏障的两侧面，其旋转百叶片的降噪性能有限、阻力较大、并且排烟性能尚未验证，实际工程并未采用泄压口作为排烟通道。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题是：提供一种声屏障排烟吸声体及封闭式声屏障，具有优异的降噪性能和排烟性能。
6.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：声屏障排烟吸声体，用于设置在横向宽度为9900mm的封闭式声屏障上进行排烟吸声；包括方环形外框，所述外框内沿其横向均匀设置有若干个排烟吸声片；所述排烟吸声片倾斜设置并沿外框的纵向延伸，且相邻排烟吸声片之间形成排烟通道；所述排烟吸声片为中空结构、且其壁上均布设置有若干个直径为0.3-0.6mm的微孔；所述声屏障排烟吸声体的通流率为20％-55％，横向临界宽度为907-2267mm。
7.进一步的，所述声屏障排烟吸声体的通流率为30％-40％，横向临界宽度为1296-1814mm。
8.进一步的，所述排烟吸声片的壁上还设置有若干个低频孔；所述低频孔的直径为1-5mm。
9.进一步的，所述外框与排烟吸声片的厚度相一致，且小于或等于300mm。
10.进一步的，所述排烟吸声片与外框端面的夹角为β；其中，5
°
≤β≤85
°
。
11.封闭式声屏障，其横向宽度为9900mm，包括钢结构框架和设置在钢结构框架上的
声屏障组件；所述声屏障组件的顶部设置有沿其纵向延伸的排烟开口；所述排烟开口内设置有声屏障排烟吸声体；所述声屏障排烟吸声体的横向平行于封闭式声屏障的横向。
12.进一步的，所述钢结构框架包括若干个并列设置的门架；所述门架包括两个立柱，以及将两个立柱上端连接在一起的横梁。
13.进一步的，所述声屏障组件包括对称设置在钢结构框架的两侧、且从下向上依次设置的隔音屏障板和透明屏障板；两个透明屏障板之间形成所述排烟开口。
14.进一步的，所述透明屏障板为夹胶玻璃隔声板、透明亚克力板或透明材质窗户中的一种或多种。
15.进一步的，所述声屏障组件的各相邻部件之间设置有弹性条。
16.本发明的有益效果是：
17.1、本发明实施例提供的声屏障排烟吸声体，用于设置在封闭式声屏障上进行排烟吸声，其对频率高于500hz噪音的降噪量达到7.1-22.8db，并满足横向宽度为9900mm的封闭式声屏障的排烟要求。
18.2、本发明实施例提供的声屏障排烟吸声体，通过在排烟吸声片的壁上设置低频孔，提高了其对频率等于或低于500hz的低频噪音的降噪性能。
19.3、本发明实施例提供的封闭式声屏障，通过设置声屏障排烟吸声体，不仅使其满足排烟要求，而且保证了降噪性能。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍；显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1是本发明实施例提供的声屏障排烟吸声体的俯视图；
22.图2是图1中沿a-a线的剖视图；
23.图3是排烟吸声片上微孔和低频孔的布置图；
24.图4是本发明实施例提供的封闭式声屏障的结构示意图；
25.图5是图4中a向视图；
26.图6是钢结构框架的结构示意图。
27.图中附图标记为：10-钢结构框架，20-声屏障组件，30-声屏障排烟吸声体，101-立柱，102-横梁，201-隔音屏障板，202-透明屏障板，301-外框，302-排烟吸声片，303-排烟通道，304-微孔，305-低频孔。
具体实施方式
28.为了使本领域的人员更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。
29.参见图1、图2、图3，本发明实施例提供的声屏障排烟吸声体，用于设置在横向宽度为9900mm的封闭式声屏障上进行排烟吸声；包括方环形外框301，所述外框301内沿其横向
均匀设置有若干个排烟吸声片302；所述排烟吸声片302倾斜设置并沿外框301的纵向延伸，且相邻排烟吸声片302之间形成排烟通道303；所述排烟吸声片302为中空结构、且其壁上均布设置有若干个直径为0.3-0.6mm的微孔304；所述声屏障排烟吸声体的通流率为20％-55％，横向临界宽度为907-2267mm。
30.参见图1、图2，图中x向、y向和z向为三个相互垂直的方向，其中，x向为声屏障排烟吸声体的横向，y向为声屏障排烟吸声体的纵向，z向为声屏障排烟吸声体的厚度方向。所述声屏障排烟吸声体包括外框301和排烟吸声片302。优选的，所述外框301与排烟吸声片302的厚度相一致，且小于或等于300mm。
31.所述外框301为由两个相互平行的横向侧板和两个相互平行的纵向侧板围成的方环形结构；所述方环形为正方形环形或长方形环形。所述外框301内沿x向均匀设置有至少两个排烟吸声片302，相邻的排烟吸声片302之间形成用于排烟的排烟通道303。所述排烟吸声片302倾斜设置并沿y向延伸；具体的，所述排烟吸声片302与外框301端面的夹角为β；其中，5
°
≤β≤85
°
。
32.参见图2、图3，所述排烟吸声片302为中空结构，所述排烟吸声片302的壁上均布设置有若干个直径为0.3-0.6mm的微孔304，相邻微孔304中心之间的距离为微孔304直径的1.5-1.7倍，这样不仅可达到轻量化设计的目的，而且可对频率高于500hz的噪音进行吸音降噪。
33.所述声屏障排烟吸声体的通流率指的是排烟通道303的总面积与外框301内腔面积的比值。参见图1、图2，所述外框301沿x向的宽度为l1，外框302沿y向的长度为l2，排烟通道303沿x向的宽度为l3，排烟通道303沿y向的长度为l2，排烟通道303的数量为n；则声屏障排烟吸声体的通流率γ按公式(1)计算：
34.γ＝(n
×
l3×
l2)/(l1×
l2)＝(n
×
l3)/l1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
35.由上可知，所述声屏障排烟吸声体的通流率与外框301沿x向的宽度为l1、排烟通道303沿x向的宽度为l3和排烟通道303的数量有关；而排烟通道303的数量还与排烟吸声片302的倾角β有关。例如，当l1和l3为定值时，所述排烟吸声片302的倾角β越大，所述外框301内可布置的排烟吸声片302的数量就越多，则排烟通道303的数量就越多。
36.将厚度为200mm的声屏障排烟吸声体设置在封闭式声屏障上进行吸声降噪，其降噪效果如下表所示：
37.频率f/hz63080010001250160020002500通流率20％的降噪量(db)14.216.216.32218.322.817.9通流率30％的降噪量(db)10.611.311.51315.916.313.9通流率40％的降噪量(db)8.199.410.211.511.811.8通流率55％的降噪量(db)7.18.110.210.29.18.68.3频率f/hz3150400050006300800010000a声级通流率20％的降噪量(db)21.615.314.514.618.11715通流率30％的降噪量(db)14.612.313.714.316.316.611.2通流率40％的降噪量(db)11.110.813.114.914.2168.5通流率55％的降噪量(db)7.97.68.18.28.98.57
38.由上表可知，采用本发明实施例提供的声屏障排烟吸声体在封闭式声屏障上进行
吸声降噪，其对频率高于500hz噪音的降噪量达到7.1-22.8db。
39.当封闭式声屏障的横向宽度为9900mm时，如果该封闭式声屏障上不安装声屏障排烟吸声体，为了满足排烟要求，封闭式声屏障的顶部开口宽度一般为600mm；其中600mm为所述封闭式声屏障水平投影面积的6.1％，大于所述封闭式声屏障横向宽度9900mm的5％。
40.当将本发明实施例提供的声屏障排烟吸声体安装在横向宽度为9900mm的封闭式声屏障上后，在满足上述降噪量和排烟性能的前提下，为了准确获取声屏障排烟吸声体的横向临界宽度，本发明提供了一种方法，具体步骤如下：
41.利用火灾动力学模拟软件对火灾发生时排烟发展装卡进行模拟，将仅在封闭式声屏障的顶部设置宽度为600mm开口的排烟性能与在封闭式声屏障的顶部安装声屏障排烟吸声体的排烟性能进行对比；设定声屏障排烟吸声体的空气动力学有效排烟面积为s1,600mm纯开口的空气动力学有效排烟面积为s2，在不考虑降噪量的情况下，按照每个排烟吸声片302的几何形式及尺寸不变，排烟通道303宽度不变，采用逐步增加排烟吸声片302的个数及排烟通道303的个数，直到s1大于等于s2，根据模拟结果，得到满足排烟性能时声屏障排烟吸声体的临界横向宽度为3000mm，而这种声屏障排烟吸声体的排烟阻力系数为46.3。那么，当某一具体结构的声屏障排烟吸声体的排烟阻力系数为24，则该声屏障排烟吸声体的横向临界宽度下降为原来的24/46.3≈52％，即横向临界宽度为3000
×
52％＝1560mm，就可满足排烟性能的要求。
42.在同时满足上述降噪量和排烟性能的前提下，通过模拟可得到通流率为20％-55％的声屏障排烟吸声体的阻力系数范围为14-35，那么对应满足排烟性能时的横向临界宽度为907-2267mm。
43.本发明实施例提供的声屏障排烟吸声体，用于设置在封闭式声屏障上进行排烟吸声，其对频率高于500hz噪音的降噪量达到7.1-22.8db，并能满足横向宽度为9900mm的封闭式声屏障的排烟要求。
44.为了保证该声屏障排烟吸声体的降噪效果，同时具有合适的横向临界宽度，优选的，所述声屏障排烟吸声体的通流率为30％-40％。通过模拟可得到通流率为30％-40％的声屏障排烟吸声体的阻力系数范围为20-28，那么对应满足排烟性能时的横向临界宽度为1296-1814mm。
45.为了便于根据实际情况调节该声屏障排烟吸声体的降噪效果，优选的，所述排烟吸声片302的两端通过纵向转轴与外框301转动连接，所述纵向转轴的轴线平行于外框301的纵向；所述声屏障排烟吸声体还包括用于调整排烟吸声片302与外框301端面的夹角β的角度同步调整机构。通过设置角度同步调整机构，用于同步调整排烟吸声片302与外框301端面的夹角β。所述角度同步调整机构可以采用现有百叶的角度调整结构，例如授权公告号为cn205778422u中的结构，在此不做具体的限定。针对某一具体结构的声屏障排烟吸声体，使用时，通过角度同步调整机构调整排烟吸声片302与外框301端面的夹角β，这样就可调整该声屏障排烟吸声体通流率，以达到调整该声屏障排烟吸声体降噪效果的目的。
46.为了提高本发明实施例提供的声屏障排烟吸声体对频率低于或等于500hz噪音的降噪效果，优选的，所述排烟吸声片302的壁上还设置有若干个低频孔305；所述低频孔305的直径为1-5mm；相邻低频孔305中心之间的距离为低频孔305直径的5.5-6倍。
47.将设置有低频孔305且厚度为200mm的声屏障排烟吸声体设置在封闭式声屏障上
进行吸声降噪，其降噪效果如下表所示：
48.频率f/hz6380100125160200250315400500通流率20％的降噪量(db)3.54.24.85.25.66.48.210.71314.1通流率30％的降噪量(db)03.55.23.83.45.86.57.27.29.3通流率40％的降噪量(db)004.41.83.84.53.65.944.6通流率55％的降噪量(db)0.50.71.11.41.82.12.22.93.85.7
49.参见图4、图5、图6，本发明实施例提供的封闭式声屏障，其横向宽度为9900mm，包括钢结构框架10和设置在钢结构框架10上的声屏障组件20；所述声屏障组件20的顶部设置有沿其纵向延伸的排烟开口；所述排烟开口内设置有声屏障排烟吸声体30；所述声屏障排烟吸声体30的横向平行于封闭式声屏障的横向。
50.本发明实施例提供的封闭式声屏障，包括起支撑作用的钢结构框架10、起隔音作用的声屏障组件20以及其起排烟降噪的声屏障排烟吸声体30。
51.所述钢结构框架10包括若干个并列设置的门架；所述门架包括两个立柱101，以及将两个立柱101上端连接在一起的横梁102。所述立柱101的下端与地面基础上的预埋件固定连接，所述立柱101的上端与横梁102采用螺栓连接或焊接。优选的，所述横梁102为弧形结构。所述声屏障组件20包括对称设置在钢结构框架10的两侧、且从下向上依次设置的隔音屏障板201和透明屏障板202；两个透明屏障板202之间形成所述排烟开口。所述透明屏障板202为夹胶玻璃隔声板、透明亚克力板或透明材质窗户中的一种或多种。所述声屏障组件20的各相邻部件之间设置有弹性条。所述声屏障排烟吸声体30设置在排烟开口内，其可以间断布置、也可以通长布置、或间断和通长任意组合方式布置。
52.本发明实施例提供的封闭式声屏障，通过设置声屏障排烟吸声体30，不仅使其满足排烟要求，而且保证了降噪性能。
53.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.声屏障排烟吸声体，用于设置在横向宽度为9900mm的封闭式声屏障上进行排烟吸声；其特征在于，包括方环形外框(301)，所述外框(301)内沿其横向均匀设置有若干个排烟吸声片(302)；所述排烟吸声片(302)倾斜设置并沿外框(301)的纵向延伸，且相邻排烟吸声片(302)之间形成排烟通道(303)；所述排烟吸声片(302)为中空结构、且其壁上均布设置有若干个直径为0.3-0.6mm的微孔(304)；所述声屏障排烟吸声体的通流率为20％-55％，横向临界宽度为907-2267mm。2.根据权利要求1所述的声屏障排烟吸声体，其特征在于，所述声屏障排烟吸声体的通流率为30％-40％，横向临界宽度为1296-1814mm。3.根据权利要求1所述的声屏障排烟吸声体，其特征在于，所述排烟吸声片(302)的壁上还设置有若干个低频孔(305)；所述低频孔(305)的直径为1-5mm。4.根据权利要求1所述的声屏障排烟吸声体，其特征在于，所述外框(301)与排烟吸声片(302)的厚度相一致，且小于或等于300mm。5.根据权利要求1所述的声屏障排烟吸声体，其特征在于，所述排烟吸声片(302)与外框(301)端面的夹角为β；其中，5
°
≤β≤85
°
。6.封闭式声屏障，其横向宽度为9900mm，包括钢结构框架(10)和设置在钢结构框架(10)上的声屏障组件(20)；所述声屏障组件(20)的顶部设置有沿其纵向延伸的排烟开口；其特征在于，所述排烟开口内设置有如权利要求1-5中任一项所述的声屏障排烟吸声体(30)；所述声屏障排烟吸声体(30)的横向平行于封闭式声屏障的横向。7.根据权利要求6所述的封闭式声屏障，其特征在于，所述钢结构框架(10)包括若干个并列设置的门架；所述门架包括两个立柱(101)，以及将两个立柱(101)上端连接在一起的横梁(102)。8.根据权利要求6所述的封闭式声屏障，其特征在于，所述声屏障组件(20)包括对称设置在钢结构框架(10)的两侧、且从下向上依次设置的隔音屏障板(201)和透明屏障板(202)；两个透明屏障板(202)之间形成所述排烟开口。9.根据权利要求8所述的封闭式声屏障，其特征在于，所述透明屏障板(202)为夹胶玻璃隔声板、透明亚克力板或透明材质窗户中的一种或多种。10.根据权利要求8所述的封闭式声屏障，其特征在于，所述声屏障组件(20)的各相邻部件之间设置有弹性条。

技术总结
本发明涉及声屏障技术领域，提供了一种声屏障排烟吸声体及封闭式声屏障，该声屏障排烟吸声体用于设置在横向宽度为9900mm的封闭式声屏障上进行排烟吸声；包括方环形外框，所述外框内沿其横向均匀设置有若干个排烟吸声片；所述排烟吸声片倾斜设置并沿外框的纵向延伸，且相邻排烟吸声片之间形成排烟通道；所述排烟吸声片为中空结构、且其壁上均布设置有若干个直径为0.3-0.6mm的微孔；所述声屏障排烟吸声体的通流率为20％-55％，横向临界宽度为907-2267mm。本发明实施例提供的封闭式声屏障，通过设置声屏障排烟吸声体，不仅使其满足排烟要求，而且保证了降噪性能。而且保证了降噪性能。而且保证了降噪性能。


技术研发人员：李绍富 徐鸿 陈锋 廖建州 许克俊 陈正真
受保护的技术使用者：中铁二院工程集团有限责任公司
技术研发日：2022.03.11
技术公布日：2022/5/25