降低冲孔方管声压级及避免幕墙风哨缺陷的设计方法

1.本公开涉及噪声研究方法技术领域，尤其涉及一种降低冲孔方管声压级及避免幕墙风哨缺陷的设计方法。


背景技术：

2.建筑外皮的装饰幕墙覆盖着整个建筑物，给我们多样化的享受，由于建筑师的追求和材料的发展，有孔洞的建筑装饰幕墙在建筑上得到了更广泛的应用。
3.然而有孔洞的建筑装饰幕墙在有风环境下，可能存在风哨等声学缺陷，尤其对于经常用于装饰建筑外立面用的冲孔方管幕墙，风哨风险更是不容忽视。设计过程中需要采取适当措施降低单根构件的风哨效应，通过实验方法寻找降低风哨效应的措施参数，并用模拟方法去评估采取降噪措施的多根构件组成的幕墙整体对于周围声环境的影响，从而形成一整套冲孔方管装饰幕墙在降低风噪声方面的设计方法。


技术实现要素：

4.为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种降低冲孔方管声压级及避免幕墙风哨缺陷的设计方法。
5.本公开提供了一种降低冲孔方管声压级的设计方法，取四根冲孔方管，在其中三根冲孔方管中设置降噪隔板，所述降噪隔板沿所述冲孔方管轴向设置，并朝向具有冲孔的一侧，所述降噪隔板距离所述冲孔方管具有冲孔的一侧的距离分别设为50mm、20mm和0mm，步骤一：以7.2m/s风速吹向所述冲孔方管具有冲孔的一侧，检测四根所述冲孔方管所产生的噪声。
6.本公开还提供了一种避免幕墙风哨缺陷的设计方法，包括以下步骤：
7.s1、设置幕墙模拟环境，采用步骤一明确的冲孔方管和噪声参数构建幕墙模型，将幕墙模型和建筑周边环境的尺寸参数输入模拟软件中；
8.s2、模拟室外声场，按照声学模型各个界面的建筑材质，输入各种材质的声学参数到模拟软件的数据库中；
9.s3、使用不同等级的风速吹向幕墙模型，结合实际的噪声源数量，将相关参数输入到模拟软件中计算；
10.s4、通过运算得到不同等级的风速吹动幕墙模型所产生的噪声在测试区域内噪声分布图。
11.可选的，所述室外声场的模拟范围包括对象建筑以及对对象建筑有反射声影响的区域范围内的建筑物。
12.可选的，所述对象建筑和对对象建筑有反射声影响的建筑按照建筑布局和形状建模。
13.可选的，所述室外声场的水平接收面距离地面高度为1.2m-1.5m，所述声场的接收面网格采用3m-10m的正方形网格。
14.可选的，所述冲孔方管中设有灯光降噪隔板，所述灯光降噪隔板距离所述冲孔方管具有冲孔一侧的距离为15mm。
15.可选的，根据建筑物的功能将测试区域进行划分，形成不同类型的功能区建筑，所述功能区建筑包括：
16.0类声环境功能区，是指康复疗养类需要安静的区域；
17.1类声环境功能区，是指以居民住宅、医疗卫生、文化教育、科研设计、行政办公为主要功能，需要保持安静的区域；
18.2类声环境功能区，是指以商业金融、集市贸易为主要功能，或者居住、商业、工业混杂，需要维护住宅安静的区域；
19.3类声环境功能区，是指以工业生产、仓储物流为主要功能，需要防止工业噪声对周围环境产生影响的区域；
20.4类声环境功能区，是指交通干线两侧一定距离之内，需要防止交通噪声对周围环境产生严重影响的区域。
21.可选的，所述4类声环境功能区还包括4a类声环境功能区和4b类声环境功能区；4a类声环境功能区为高速公路、一级公路、二级公路、城市快速路、城市主干路、城市次干路、城市轨道交通地面段以及内河航道两侧区域；4b类声环境功能区为铁路干线两侧区域。
22.可选的，
23.0类声环境功能区昼间的噪声等效声级限值为50db，夜间的噪声等效声级限值为40db；
24.1类声环境功能区昼间的噪声等效声级限值为55db，夜间的噪声等效声级限值为45db；
25.2类声环境功能区昼间的噪声等效声级限值为60db，夜间的噪声等效声级限值为50db；
26.3类声环境功能区昼间的噪声等效声级限值为65db，夜间的噪声等效声级限值为55db；
27.4a类声环境功能区昼间的噪声等效声级限值为70db，夜间的噪声等效声级限值为55db；
28.4b类声环境功能区昼间的噪声等效声级限值为70db，夜间的噪声等效声级限值为60db。
29.可选的，所述风速包括6m/s、9m/s、12m/s、16m/s和20m/s五种风速。
30.本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：
31.本公开所提供的一种降低冲孔方管声压级及避免幕墙风哨缺陷的设计方法，步骤一：以7.2m/s风速吹动不同空腔状态的冲孔方管，冲孔方管的冲孔一侧距离灯光降噪隔板的距离分别为空管、50mm、20mm和0mm四种，确定满足外观设计需要同时噪音最小的距离，并记录不同风速下该方管受风的实验室实测噪声数值。然后在软件中采用步骤一明确的冲孔方管和噪声参数构建幕墙模型，模拟计算出不同等级的风速下幕墙模型的噪音分布图。通过上述设计方法评估了冲孔方管所形成的幕墙模型在不同风速状态下对城市声环境的噪声影响，同时达到穿孔装饰幕墙美观而且对环境噪音影响相对较小的双重优化目标。
附图说明
32.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
33.为了更清楚地说明本公开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，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
34.图1为本公开实施例所述避免幕墙风哨缺陷的设计方法的流程图。
具体实施方式
35.为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
36.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。
37.本公开提供了一种降低冲孔方管声压级的设计方法，取四根冲孔方管，在其中三根冲孔方管中设置灯光降噪隔板，所述灯光降噪隔板沿所述冲孔方管轴向设置，并朝向具有冲孔的一侧，所述灯光降噪隔板距离所述冲孔方管具有冲孔的一侧的距离分别设为50mm、20mm和0mm，步骤一：以7.2m/s风速吹向所述冲孔方管具有冲孔的一侧，检测四根所述冲孔方管所产生的噪声，确定满足外观设计需要同时噪音最小的距离，并记录不同风速下该方管受风的实验室实测噪声数值。得到测试结果如表1所示：
38.表1冲孔方管不同空腔的噪声声压级频率特性表
[0039][0040]
根据测试结果，得到结论：
[0041]
当以7.2m/s的风速吹动冲孔方管时，空管噪声最高，冲孔距离灯光降噪隔板为0mm的极限状态噪声最小，空腔越小噪声越小，考虑到方管表面孔洞与灯光降噪隔板之间需要预留一定距离，方管内最小预留15mm布置灯光设备。
[0042]
本公开还提供了一种避免幕墙风哨缺陷的设计方法，包括以下步骤：
[0043]
s1、设置幕墙模型模拟环境，采用步骤一明确的冲孔方管和噪声参数构建幕墙模型，将幕墙模型和建筑周边环境的尺寸参数输入模拟软件中；
[0044]
s2、模拟室外声场，按照声学模型各个界面的建筑材质，输入各种材质的声学参数到模拟软件的数据库中；
[0045]
s3、使用不同等级的风速吹向幕墙模型，结合实际的噪声源数量，将相关参数输入到模拟软件中计算；
[0046]
s4、通过运算得到不同等级的风速吹动幕墙模型所产生的噪声在测试区域内噪声分布图。
[0047]
通过上述设计方法评估出冲孔方管所形成的幕墙模型在不同风速状态下对城市声环境的噪声影响，同时达到穿孔装饰幕墙美观而且对环境噪音影响相对较小的双重优化目标。
[0048]
本实施例中的避免幕墙风哨缺陷的设计方法不仅适用于室外广场环境中的幕墙风哨设计，还适用于其他场景下的幕墙风哨设计。
[0049]
在本实施例中，室外声场的模拟范围包括对象建筑以及对对象建筑有反射声影响的区域范围内的建筑物；对象建筑和周边环境模型按照原尺寸1:1建立。1:1建模可以确保模拟软件中生成的实验数据与实际噪声分布误差最小，保证最佳模拟效果。
[0050]
其中，建筑物地面的覆盖范围符合计算域的要求。而且，建筑物不应放置在空旷或无地面环境。
[0051]
在本实施例中，对象建筑和对对象建筑有反射声影响的建筑按照建筑布局和形状建模，建模过程需要精准建模，所建成模型与实际对象建筑完全相符。
[0052]
在模拟软件设置参数时，室外声场的水平接收面距离地面高度为1.2m-1.5m，声场的接收面网格采用3m-10m的正方形网格。
[0053]
通过实验和厂家工艺最终选取灯光降噪隔板距离冲孔最小15mm的冲孔方管，按照15mm预留并进行各种风速的噪声测试。
[0054]
本实验过程中采用的方管为铝型材方管。
[0055]
在本实施例中，根据建筑物的功能将测试区域进行划分，形成不同类型的功能区建筑，功能区建筑包括：
[0056]
0类声环境功能区，是指康复疗养类特别需要安静的区域；
[0057]
1类声环境功能区，是指以居民住宅、医疗卫生、文化教育、科研设计、行政办公为主要功能，需要保持安静的区域；
[0058]
2类声环境功能区，是指以商业金融、集市贸易为主要功能，或者居住、商业、工业混杂，需要维护住宅安静的区域；
[0059]
3类声环境功能区，是指以工业生产、仓储物流为主要功能，需要防止工业噪声对周围环境产生严重影响的区域；
[0060]
4类声环境功能区，是指交通干线两侧一定距离之内，需要防止交通噪声对周围环境产生严重影响的区域。
[0061]
其中，4类声环境功能区还包括4a类声环境功能区和4b类声环境功能区；4a类声环境功能区为高速公路、一级公路、二级公路、城市快速路、城市主干路、城市次干路、城市轨道交通地面段以及内河航道两侧区域；4b类声环境功能区为铁路干线两侧区域。
[0062]
各类声环境功能区的噪声等效声级限值：
[0063]
0类声环境功能区昼间的噪声等效声级限值为50db，夜间的噪声等效声级限值为
40db；
[0064]
1类声环境功能区昼间的噪声等效声级限值为55db，夜间的噪声等效声级限值为45db；
[0065]
2类声环境功能区昼间的噪声等效声级限值为60db，夜间的噪声等效声级限值为50db；
[0066]
3类声环境功能区昼间的噪声等效声级限值为65db，夜间的噪声等效声级限值为55db；
[0067]
4a类声环境功能区昼间的噪声等效声级限值为70db，夜间的噪声等效声级限值为55db；
[0068]
4b类声环境功能区昼间的噪声等效声级限值为70db，夜间的噪声等效声级限值为60db。
[0069]
在本实施例中，不同风速包括6m/s(四级风)、9m/s(五级风)、12m/s(六级风)、16m/s(七级风)和20m/s(八级风)五种风速，以上述五种风速得到铝型材方管实验室实测噪声数据。
[0070]
本实验的结果中，以6m/s(四级风)风速吹动幕墙模型，模拟结果显示幕墙模型附近区域噪声约为49-52dba，大部分测试区域噪声约为48-51dba。可满足0类区域的声环境噪声限值。
[0071]
以9m/s(五级风)风速吹动幕墙模型，模拟结果显示幕墙模型附近区域噪声约为54-56dba，大部分测试区域噪声约为49-52dba。可满足1类区域的声环境噪声限值。
[0072]
以12m/s(六级风)风速吹动幕墙模型，模拟结果显示幕墙模型附近区域噪声约为56-59dba，大部分测试区域噪声约为50-53dba。可满足2类区域的声环境噪声限值。
[0073]
以16m/s(七级风)风速吹动幕墙模型，模拟结果显示幕墙模型附近区域噪声约为63-66dba，大部分测试区域噪声约为52-55dba。可满足3类区域的声环境噪声限值。
[0074]
以20m/s(八级风)风速吹动幕墙模型，模拟结果显示幕墙模型附近区域噪声约为66-69dba，大部分测试区域噪声约为55-58dba。可满足4a类区域的声环境噪声限值。
[0075]
通过上述模拟过程，可以得到冲孔方管所形成的幕墙在不同风速状态下对城市声环境的噪声影响，进而结合往年气象资料，预测在某个特定时间的对象建筑的噪声分布情况。
[0076]
需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0077]
以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一
致的最宽的范围。