李 玥 趙越喆 戴然婕

(華南理工大學(xué)，廣東 廣州 510641)

0 引言

高鐵是高速鐵路的簡(jiǎn)稱(chēng)，指的是設(shè)計(jì)開(kāi)行速度不小于250 km/h，運(yùn)營(yíng)速度在初期不小于200 km/h的客運(yùn)鐵路[1,2]。近幾年，中國(guó)已成為世界上高速鐵路系統(tǒng)技術(shù)最全、集成能力最強(qiáng)、運(yùn)營(yíng)里程最長(zhǎng)、運(yùn)行速度最高、在建規(guī)模最大的國(guó)家。但由于我國(guó)高速鐵路發(fā)展較晚，對(duì)其隔聲方面的研究較為有限。

在GB/T 50121—2005建筑隔聲評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)中，使用計(jì)權(quán)隔聲量(用Rw表示，單位為dB)來(lái)評(píng)價(jià)建筑構(gòu)件的隔聲性能。Rw考慮了隔聲頻率特性曲線的隔聲低谷，并與主觀隔聲聽(tīng)感效果相符，因此能夠很好的確定隔聲等級(jí)，以保證室內(nèi)有良好的聲環(huán)境[3]。研究表明，不同頻譜成分的噪聲源對(duì)同一隔聲構(gòu)件所表現(xiàn)出的實(shí)際隔聲效果不盡相同。為了更精確地對(duì)建筑構(gòu)件隔聲效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，標(biāo)準(zhǔn)中考慮了兩種噪聲源的頻譜修正，一種是粉紅噪聲頻譜修正量，用C表示，用于修正生活噪聲等中高頻為主的噪聲源，一種是交通噪聲頻譜修正量，用Ctr表示，用于修正交通噪聲等中低頻為主的噪聲源。評(píng)價(jià)建筑構(gòu)件空氣聲隔聲性能時(shí)，使用隔聲評(píng)價(jià)指標(biāo)Rw+C或Rw+Ctr比單獨(dú)使用計(jì)權(quán)隔聲量Rw更符合構(gòu)件實(shí)際的隔聲效果。

高速運(yùn)行時(shí)的高速鐵路動(dòng)車(chē)產(chǎn)生的噪聲與中低頻為主的一般交通噪聲的頻譜存在一定差異，當(dāng)建筑周邊噪聲以高鐵噪聲為主時(shí)，使用現(xiàn)有交通噪聲頻譜修正量進(jìn)行修正可能會(huì)造成誤差。本文通過(guò)計(jì)算，建立專(zhuān)門(mén)的頻譜修正量，以便精確描述高鐵噪聲源對(duì)建筑構(gòu)件隔聲效果的影響，為隔聲設(shè)計(jì)提供更充分的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)參考。

1 高速鐵路交通噪聲的頻譜

華南理工大學(xué)戴然捷等人在廈深鐵路和武廣高鐵選取遠(yuǎn)離道路的空曠地帶進(jìn)行晝夜多聲道同步測(cè)量，測(cè)得高速鐵路交通噪聲的多組頻譜數(shù)據(jù)[4]。將測(cè)得的高鐵噪聲頻譜行A計(jì)權(quán)和歸一化處理，然后平均，得到高鐵交通噪聲的平均歸一化頻譜，如圖1所示。圖1同時(shí)給出了建筑隔聲評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 50121—2005中用來(lái)計(jì)算頻譜修正量C和Ctr的頻譜。

從圖1可以看出，高鐵交通噪聲頻譜曲線在中高頻帶與用以計(jì)算交通噪聲頻譜修正量Ctr的頻譜曲線較為接近，在中低頻帶則與用以計(jì)算粉紅噪聲頻譜修正量C的頻譜曲線較為接近。因此，高鐵交通噪聲為噪聲源時(shí)的實(shí)際隔聲量可能介于C和Ctr的修正值之間。

2 常用建筑構(gòu)件

不同構(gòu)造的建筑構(gòu)件隔聲頻率特性有所不同，因此需要選取一定數(shù)量的建筑構(gòu)件隔聲頻率特性數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算高鐵交通噪聲對(duì)隔聲評(píng)價(jià)的影響。

根據(jù)《建筑吸聲材料與隔聲材料》中的數(shù)據(jù)，選取表1中真實(shí)構(gòu)件的實(shí)測(cè)空氣聲隔聲頻率曲線，與一條根據(jù)質(zhì)量定律假設(shè)的每1/3倍頻程增加2 dB的理想曲線一起進(jìn)行高鐵噪聲頻譜修正量的計(jì)算[5]。

表1 參與計(jì)算的建筑構(gòu)件種類(lèi)

3 常用建筑構(gòu)件對(duì)高鐵交通噪聲聲源頻譜修正量

根據(jù)GB/T 50121—2005建筑隔聲評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)中頻譜修正量的計(jì)算方法(見(jiàn)式(1))，將用于計(jì)算構(gòu)件隔聲評(píng)價(jià)修正量的頻譜替換為高鐵噪聲頻譜，計(jì)算表1中28種構(gòu)件在100 kHz～3.15 kHz頻率范圍內(nèi)的高鐵噪聲頻譜修正量。計(jì)算結(jié)果如圖2所示，Cg代表高鐵交通噪聲頻譜對(duì)每一種建筑構(gòu)件的頻譜修正量，同時(shí)給出了C和Ctr的修正結(jié)果。

Cj=-10lg∑10(Lij-Xi)/10-Xw

(1)

其中,j為高鐵交通噪聲頻譜序號(hào)；Xw為建筑構(gòu)件隔聲單值評(píng)價(jià)量；i為100 kHz～3.15 kHz 1/3倍頻程序號(hào)；Lij為第j號(hào)頻譜第i個(gè)頻帶的聲壓級(jí)；Xi為第i個(gè)頻帶的測(cè)量量。

圖2中，上中下三條線分別代表針對(duì)28種墻體的粉紅噪聲頻譜修正量C、高鐵噪聲頻譜修正量Cg和交通噪聲頻譜修正量Ctr?？梢钥闯觯珻g落于C和Ctr之間，動(dòng)態(tài)范圍為-5 dB～-1 dB。

總體而言，使用GB/T 50121—2005建筑隔聲評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)中生活噪聲頻譜修正量C和交通噪聲頻譜修正量Ctr可粗略修正高鐵噪聲的隔聲效果。需要更為精確的評(píng)價(jià)構(gòu)件對(duì)于高鐵噪聲的隔聲效果時(shí)，可使用Rw+Cg。

4 結(jié)語(yǔ)

由于人耳對(duì)低頻聲不敏感，以及常用墻體的高頻隔聲量大于低頻的特點(diǎn)，如果聲源在低頻聲中能量較低，則該墻體對(duì)其表現(xiàn)出較強(qiáng)的空氣聲隔聲效果，頻譜修正量更大。高鐵噪聲相對(duì)于城市交通噪聲的低頻能量更低，因此常用隔墻對(duì)高鐵交通噪聲應(yīng)表現(xiàn)出更強(qiáng)的空氣聲隔聲效果，其頻譜修正量應(yīng)比城市交通噪聲偏大。