人造景观瀑布的消声坡面结构的制作方法

本发明涉及景观瀑布领域，具体涉及人造景观瀑布的消声坡面结构。

背景技术：

瀑布是指从悬崖处或河床陡坎处倾泻或散落下来的水流，常作为旅游景点。随着城市绿化程度的不断提高，越来越多的城市开始利用已有河流或人造水流，在城市市政绿化处或公园内建造人造的景观瀑布。人造景观瀑布的建造大都依赖当地地形，对于落差较大的景观瀑布而言，整个水体下落过程中的动能很大，水体向下倾泻会产生很大的噪声、对周围的居民住户带来长期的干扰。而认为的降低瀑布落差，又会影响美观且增加施工成本。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供人造景观瀑布的消声坡面结构，以解决现有技术中位于城市中的景观瀑布会产生很大噪声、干扰附近居民的问题，实现降低城市中景观瀑布所产生的噪声干扰的目的。

本发明通过下述技术方案实现：

人造景观瀑布的消声坡面结构，包括坡面，所述坡面上设置有N层向外凸出的相互平行的多孔吸声板，所述坡面表面固定若干瓦片状的消声瓦，所述消声瓦由橡胶材料制作而成，且消声瓦的凹面朝向所述坡面；其中N为大于等于2的整数。

针对现有技术中位于城市中的景观瀑布会产生很大噪声、干扰附近居民的问题，本发明提出一种人造景观瀑布的消声坡面结构，在瀑布水流的下落坡面上设置N层多孔吸声板，N层的多孔吸声板相互平行且凸出在坡面外。根据申请人实地多处测量，城市内景观瀑布产生的噪声声波音频大多在中高频段，而多孔吸声板靠从表面至内部许多细小的敞开孔道使声波衰减，以吸收中高频声波为主。因此本发明利用多孔吸声板对中高频声波的吸收作用，降低瀑布下落过程中的声波能量，减少所产生的噪音。同时，N层的多孔吸声板会对自由落体的水流造成干扰，破坏水流的自由落体，使得水流在下落途中即会受到不同程度的碰撞或阻挡，降低水流自由落体的动能，使得水体下落至瀑布最低位时所具有的动能变小，从而所转换成的声波能量也变小，所产生的噪音也变小。此外，所述坡面表面固定若干瓦片状的消声瓦，所述消声瓦由橡胶材料制作而成、且消声瓦的瓦片状的凹面朝向所述坡面。消声瓦是随现代吸声材料的发展而逐渐成熟起来的一种吸声结构，现有的消声瓦大多用于军用领域，其成本较高，而本发明中所述的消声瓦优选为民用橡胶材料制作而成的瓦片状结构即可，成本低廉便于制作，将消声瓦的凹面朝向瀑布坡面进行设置，从而在消声瓦的凹面与坡面之前会形成空腔，声波传递至该空腔内部时，会在空腔中进行振动，使得橡胶制成的消声瓦产生振动，依靠橡胶的阻尼作用而消耗掉大量的声波能量。此外，消声瓦固定在坡面上，噪声声波传递至消声瓦上还会产生弹性弛豫过程，极大程度上降低通过坡面反射的声波，降低声波向外传播的能量。弹性弛豫过程的吸声机理是：橡胶材料在中高频声波作用下会变形，主要是由于每个分子由球形变为椭圆形，而分子链本身并无变化。这种变形的特征是有明显的弹性滞后现象。即分子链由原来各链段紊乱排列的球形构象，向各链段接近同向排列的构象过渡需要一个过程。而使一个分子链的各链段完全进入与外力大小相应的新构象分布时，需要更长的时间。同理，除去外力作用时恢复原状也需要一个过程。在这一过程中，变形落后于应力的变化，使得声能转变为热能而损耗，从而极大程度上降低坡面表面对声波的反射，通过消声瓦极大程度的吸收噪声声波，实现降低城市中景观瀑布所产生的噪声干扰的目的。

优选的，所述多孔吸声板由珍珠岩材料制作而成。珍珠岩是一种火山喷发的酸性熔岩，经急剧冷却而成的玻璃质岩石，因其具有珍珠裂隙结构而得名。使用珍珠岩制作本发明中的多孔吸声板，具有表观密度轻、强度高、化学稳定性好等优点，便于将其牢固的固定在坡面上，同时能够长期经受瀑布水流的冲蚀而不会轻易受冲蚀损坏，有利于提高使用寿命。

优选的，所述N层的多孔吸声板均水平设置。由于水体从坡面上端自由落体，均是沿着竖直方向下落，因此设置多孔吸声板为水平结构，能够最大程度的对下落途中的水流进行碰撞或阻挡，降低水流自由落体的动能，使得水体下落至瀑布最低位时所具有的动能变小，从而所转换成的声波能量也变小，所产生的噪音也变小。

优选的，所述N层的多孔吸声板自上而下宽度逐渐增加。即是多孔吸声板自上而下，其外侧面具坡面的距离越来越大，多孔吸声板越来越宽，使得水流经上层多孔吸声板碰撞阻挡后，还能够掉落至下层的多孔吸声板上，进一步被削弱其自由落体的动能，提高降噪效果。

优选的，所述消声瓦均匀分布在坡面表面。从而确保坡面表面对噪声的吸收能力均匀。

优选的，所述多孔吸声板上的穿孔为孔径3～5mm的圆形通孔。由于景观瀑布的噪声频率多分布在中高频段，而经发明人多次试验后得出，珍珠岩多孔吸声板上的穿孔设置为孔径3～5mm的圆形穿孔时，该吸声板的固有振动频率也会处于中频至高频的频段范围内，因此具有更大的可能使得多孔吸声板在噪声声波的作用下发生共振，一旦发生共振，则会产生最大幅度的振幅，从而最大程度上消耗噪声声波的能量，降低对外界的噪声干扰。

进一步的，所述坡面表面设置凹槽，所述多孔吸声板插入在凹槽内，多孔吸声板的上下两面均通过弹性部件与凹槽进行连接。即是多孔吸声板的一侧边插入凹槽内，再通过上下的弹性部件与凹槽进行连接，弹性部件一端固定在凹槽内，一端固定在多孔吸声板表面，从而通过上下两面的弹性部件，实现多孔吸声板的连接。当多孔吸声板受水流与声波的作用震动时，能够将部分动能转化为弹性部件的弹性势能进行消耗，从而进一步增大能量转换，降低声波能力。

优选的，所述弹性部件为弹簧。

优选的，所述坡面表面为凹凸不平的粗糙表面。使得顺着坡面流下的水流、与坡面表面之间具有更大的摩擦阻力，以此降低坡面表面的水流的动能，降低其掉落至瀑布底部时所具有的动能，从而降低产生的噪声能量。

优选的，所述消声瓦粘接在坡面表面。若使用常规的螺栓连接等结构，容易在潮湿环境中锈蚀或被冲蚀，因此使用粘接反而有利于提高使用寿命。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明人造景观瀑布的消声坡面结构，利用多孔吸声板对中高频声波的吸收作用，降低瀑布下落过程中的声波能量，减少所产生的噪音。同时多孔吸声板会对自由落体的水流造成干扰，破坏水流的自由落体，使得水流在下落途中即会受到不同程度的碰撞或阻挡，降低水流自由落体的动能，使得水体下落至瀑布最低位时所具有的动能变小，从而所转换成的声波能量也变小，所产生的噪音也变小。

2、本发明人造景观瀑布的消声坡面结构，坡面表面固定若干瓦片状的消声瓦，消声瓦选用橡胶材料制作而成的瓦片状结构，成本低廉便于制作，将消声瓦的凹面朝向瀑布坡面进行设置，从而在消声瓦的凹面与坡面之前会形成空腔，声波传递至该空腔内部时，会在空腔中进行振动，使得橡胶制成的消声瓦产生振动，依靠橡胶的阻尼作用而消耗掉大量的声波能量。

3、本发明人造景观瀑布的消声坡面结构，消声瓦固定在坡面上，噪声声波传递至消声瓦上还会产生弹性弛豫过程，极大程度上降低通过坡面反射的声波，降低声波向外传播的能量，实现降低城市中景观瀑布所产生的噪声干扰的目的。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明具体实施例的结构示意图；

图2为本发明具体实施例的侧视图；

图3为本发明具体实施例中消声瓦的结构示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-坡面，2-多孔吸声板，3-消声瓦，4-凹槽，5-弹性部件。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1：

如图1至图3所示的人造景观瀑布的消声坡面结构，包括坡面1，所述坡面1上设置有N层向外凸出的相互平行的多孔吸声板2，所述坡面1表面固定若干瓦片状的消声瓦3，所述消声瓦3由橡胶材料制作而成，且消声瓦3的凹面朝向所述坡面1；其中N为大于等于2的整数。所述多孔吸声板2由珍珠岩材料制作而成。所述N层的多孔吸声板2均水平设置。所述N层的多孔吸声板2自上而下宽度逐渐增加。所述消声瓦3均匀分布在坡面1表面。所述多孔吸声板2上的穿孔为孔径随机分布在3～5mm之间的圆形通孔。所述坡面1表面设置凹槽4，所述多孔吸声板1插入在凹槽4内，多孔吸声板1的上下两面均通过弹性部件5与凹槽4进行连接。所述弹性部件5为弹簧。所述坡面1表面为凹凸不平的粗糙表面。所述消声瓦3粘接在坡面1表面。本发明利用多孔吸声板2对中高频声波的吸收作用，降低瀑布下落过程中的声波能量，减少所产生的噪音。同时多孔吸声板2会对自由落体的水流造成干扰，破坏水流的自由落体，使得水流在下落途中即会受到不同程度的碰撞或阻挡，降低水流自由落体的动能，使得水体下落至瀑布最低位时所具有的动能变小，从而所转换成的声波能量也变小，所产生的噪音也变小。坡面1表面固定若干瓦片状的消声瓦3，消声瓦3选用橡胶材料制作而成的瓦片状结构，成本低廉便于制作，将消声瓦3的凹面朝向瀑布坡面1进行设置，从而在消声瓦3的凹面与坡面1之前会形成空腔，声波传递至该空腔内部时，会在空腔中进行振动，使得橡胶制成的消声瓦3产生振动，依靠橡胶的阻尼作用而消耗掉大量的声波能量。消声瓦3固定在坡面1上，噪声声波传递至消声瓦3上还会产生弹性弛豫过程，极大程度上降低通过坡面1反射的声波，降低声波向外传播的能量，实现降低城市中景观瀑布所产生的噪声干扰的目的。多孔吸声板2的一侧边插入凹槽4内，再通过上下的弹性部件5与凹槽4进行连接，弹性部件5一端固定在凹槽4内，一端固定在多孔吸声板2表面，从而通过上下两面的弹性部件5，实现多孔吸声板2的连接。当多孔吸声板2受水流与声波的作用震动时，能够将部分动能转化为弹性部件5的弹性势能进行消耗，从而进一步增大能量转换，降低声波能力。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。