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一、隔音牆噪音衰減量計算
建造隔音牆的材料及構造形式較多,不論何種材料構造,其透過損失值必須滿足基本要求,其原理係利用不同之頻率來阻絕空氣中聲音的傳播,將大部份的聲波反射回去,一般所謂良好的隔音材料(Acoustic Insulation Material),其質量都較大且密度偏高(如:混凝土、鐵等常見重質材料),由於質地密度、聲波因傳遞介質改變而容易被反射;反之質地輕盈之保麗龍、紙張類之輕質材料則無此隔音特性。空氣中聲音傳至隔音牆背後接收點的噪音,有繞過隔音牆和透過隔音牆的兩部分聲能。隔音牆噪音實際衰減量爲:
式中: ΔL —隔音牆的實際噪音衰減量,dB;
R—隔音牆對噪音透射的隔音量,dB;
ΔLd—噪音繞過隔音牆産生的衰減量,dB,即爲隔音牆的設計噪音衰減量。
由上式知,當ΔLd-ΔL≦0.5dB時,解得R-ΔLd≧10dB。這就是說,當隔音牆自身的透過損失值比其噪音衰減量大10dB時,透射音對衰減量的影響小於0.5dB。因此,隔音牆壁體的透過損失值至少應比其設計噪音衰減量大10 dB (對於實體材料構造通常是滿足的)。即:R≧△Ld+10
另隔音牆噪音衰減量計算方面,國內多採用之電腦模式包括德國SOUNDPLAN、法國MITHRA及德國CADNA噪音評估模式,詳細內容請參考環保署之「道路交通噪音評估模式技術規範」【4】。
二、隔音牆設計
(1)隔音牆的位置
隔音牆越接近音源(或受音點),其噪音衰減量越大。通常將隔音牆建于靠近道路側,爲了行車安全和道路景觀,隔音牆中心線距路肩邊緣應不小於2.0m。美國規定,隔音牆距行車道邊的最小距離(包括路肩)約9.0m。
(2)設計受音點
隔音牆設計受音點應設在建築群中受噪音襲擊最大,或噪音敏感性最大的建築處。設計時,視具體情況而定,一般設計範圍為凡於計畫路線沿線兩旁附近有五戶以上之聚集住屋、醫療院所或學校等噪音敏感地點者,即進行隔音牆設置考量。
(3)隔音牆的高度
當隔音牆的位置確定後,它與受音點、音源(等效行車線)三者之間的相對距離及高差便確定。爲了降低隔音牆的風荷載,隔音牆的高度不宜超過5m。如需超過5m時可將隔音牆的上部作成折形或弧形,將端部伸向道路,以使更接近音源。
(4)隔音牆的長度
隔音牆的長度應大於其保護對象沿道路方向的長度。由於有限長隔音牆的噪音衰減量比無限長時要小,因此一般為避免隔音牆水平繞射音,隔音牆於噪音敏感點兩側之延伸長度,原則上建議為車道中心線到受音點距離之2倍以上,未滿50m者,以50m長度設置。
三、隔音牆構造設計
隔音牆的材料構造設計應滿足技術經濟合理、高強度、施工簡便、美觀、耐久、防火等性能,歸納起來可分爲:(1)混凝土(2)土堤式(3)磚牆式(4)金屬鈑式(5)透明板式(6)木料式(7)混合式(8)密植栽等。另吸音圓筒安裝在已有的隔音牆頂而進行現場試驗證明,在隔音牆原有減音效果之外還產生了3~4dB(A)的減音效果,其效果是因為吸音圓筒吸收了原隔音牆頂上被繞射的聲波。設置長度連續超過200m以上路段,為顧及未來維修人員之進出,與考量隔音牆後方邊坡失火及車輛起火燃燒等之滅火對策,其位置以隔音牆任一點到維修門不超過100 m為原則,但高架橋無法設置者除外。隔音牆的荷載以風荷載和自重爲主,設計風壓大於或等於390kg/m2。【1】必要時考慮冰雪載及側向土壓力等。結構形式上屬懸臂結構,其設計比較簡單。爲了安全,結構設計時還應考慮防撞擊的措施。關於隔音牆荷載的取值及結構設計的計算等,請參閱相關的規範及資料。