巴黎综合技术高等学校压缩物理学实验室与法国Colas道路建设公司最近利用分形数学模型,研制成功一种高性能降噪墙。
分形数学是描述自然结构模型的一门科学,自然界的许多现象,如菜花、肺部支气管和海岸岩石、沙滩等貌似不规则的形态,其实也是由某种不同尺度的形态复制而成的。该墙利用声音吸引与声波接触面积成正比的原理,按照分形数学模型,在木质混凝土上设置了大量不规则的凹陷孔洞和模制出来的尖锥,以扩大墙面与声波接触的面积。实验结果显示,与传统的降噪材料相比,此新材料对低频噪音的有效吸收率提高68%。标准化的手枪射击试验表明,该材料对声波的反射降低了8个分贝,透过该“屏障”的声音降低了57个分贝。根据噪声的对数测量方法,每降低3个分贝的噪音,就意味着人耳听到的音量降低了一半。Colas公司进行的数字模拟表明,对路边的人来说,这种新墙可将道路交通噪音减少2.7个分贝,降噪性能比目前最好的材料还要高出45%。
在Colas公司根据此项研究申报的专利中,墙面的凹凸是规则的,这同样有利于增加声波与墙体的接触表面积,其产品目标是比现在所有的降噪材料性能提高五倍。目前,该产品的生产难点在于,这种凹凸表面的铸模难度较大,而且还要制备很好的以利于仿形切割的木质混凝土原材料———一种由松木屑和水泥混合出来的材料。新产品有望于2004年初商业化。
法国政府计划,到2010年前,解决法国3000个由公路或铁路造成的噪音超过65分贝(人能够忍受的噪音极限)的“黑点”。该计划的技术方案有多种:给路面涂上一层特殊材料,建立噪音隔离墙,建筑物使用双层玻璃等。以往的解决方案主要是在车辆轮胎形态和在路面添加橡胶上做文章,Colas公司认为,下一代的解决方法或许就是上述降噪墙。
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