في البيئات الحضرية المعاصرة، أصبح تلوث الضوضاء مصدر قلق متزايد للصحة العامة.والأنشطة الصناعية تعطل باستمرار المناطق السكنيةأصبح معالجة هذه المصادر الضوضائية وحماية المناطق الحساسة تحدياً حاسماً للمخططين الحضريين وخبراء البيئة.اكتسبت الحواجز الصوتية مكانة بارزة كإجراء فعال وتنفيذها على نطاق واسع في مكافحة الضوضاء.
الحواجز الصوتية، والمعروفة أيضًا باسم جدران الضوضاء أو الشاشات الصوتية أو الحواجز الصوتية، هي هياكل خارجية مصممة لحماية مناطق محددة من تلوث الضوضاء.بالمقارنة مع النهج البديلة مثل الحد من الأنشطة المولدة للضوضاء أو تطبيق تقنيات التحكم في مصدر الضوضاء، تظهر هذه الحواجز فعاليتها الفائقة في تخفيف ضوضاء النقل والصناعة.استراتيجيات التخفيف الأخرى تشمل تعزيز المركبات الهجينة والكهربائية، وتحسين الديناميكية الهوائية للسيارة، وتحسين تصميم الإطارات، واستخدام مواد الرصيف منخفضة الضوضاء.
بدأ التنفيذ الواسع للحواجز الصوتية في أوائل سبعينيات القرن الماضي بعد تشريعات تنظيم الضوضاء في الولايات المتحدة.محاولات البداية لبناء هذه الحواجز تعود إلى منتصف القرن العشرين في أمريكافي عام 1968، حدث أول تركيب موثق على طول الطريق السريع I-680 في كاليفورنيا في ميلبيتاس.وقد مكنت التطورات في التحليل الصوتي من نمذجة رياضية لفعالية الحاجز في ظروف طريق محددةفي التسعينيات شهدت الدول الأوروبية مثل الدنمارك طرق رائدة لتصميم الحواجز الشفافة لتحسين الجمال البصري.
تضمنت نماذج الكمبيوتر المبكرة متغيرات متعددة بما في ذلك هندسة الطرق، التضاريس، حجم حركة المرور، سرعات المركبات، نسبة الشاحنات، أنواع الرصيف،والظروف المناخية الدقيقة لتحسين تصاميم الحواجزطورت فرق بحثية أمريكية مختلفة تقنيات نمذجة متخصصة، بما في ذلك وزارة النقل في كاليفورنيا (Caltrans) ، ESL Inc (Sunnyvale، CA) ، بولت،بيرانك ونيومان (كامبريدج)أول دراسة حالة علمية نشرت فحصت الطريق السريع في فوثهيل في لوس ألتوس ، كاليفورنيا ،تليها العديد من التحليلات التي أجرتها الدولة عن الطرق السريعة القائمة والمخطط لها في جميع أنحاء البلاد.
فرض قانون السياسة البيئية الوطنية لعام 1970 تحليلًا كميًا للضوضاء لمشاريع الطرق السريعة الممولة من قبل الحكومة الفيدرالية ، مما أدى إلى تقدم كبير في نمذجة الحواجز.القانون اللاحق لقانون مكافحة الضوضاء لعام 1972 زاد من الطلب على التصميمبحلول أواخر سبعينيات القرن الماضي، قامت أكثر من عشرة فرق بحثية بتقييم أكثر من 200 موقع حاجز سنويًا باستخدام أساليب حاسوبية مماثلة. أصبح هذا النهج ممارسة قياسية بحلول عام 2006،مع النماذج المعاصرة التي تحتفظ بالتشابه الأساسي مع أسلافها في السبعينيات.
تتضمن معظم الحواجز فجوات موجهة استراتيجياً للوصول إلى مصابيح الحريق، وعادة ما تكون معلّمة بمؤشرات التقاطع ورسومات مصابيح الحريق.بعض التصاميم تحتوي على قنوات تحت الأرض لمرور الأنبوبمن الناحية الصوتية، تعتبر الحواجز الطرق كمصادر صوتية خطية، وتحجب في المقام الأول مسارات الضوضاء المباشرة مع احتساب تأثيرات الانعكاس.جعل العقبة البصرية حاسمة للفعاليةتؤثر الظروف الجوية مثل قشر الرياح والطبقات الحرارية أيضا على انتشار الصوت من خلال الانكسار. يجب أن تعالج النمذجة الشاملة مصادر ضوضاء متعددة (المحرك، الإطارات،العوامل الديناميكية الهوائية) والعوامل الخاصة بالمركبة.
يمكن أن تشغل الحواجز ممتلكات خاصة، أو خدمات الطرق، أو الأراضي العامة. نظراً لمقاييس قياس الصوت اللوغاريتمية، فإن تخفيض 9 ديسيبل يعادل تقريبًا 86٪ من القضاء على الطاقة الصوتية.
تتراوح مواد البناء من الحائط والأعمال الأرضية إلى الصلب والخرسانة والخشب والبلاستيك والرغوة التي تمتص الصوت والمواد المركبة.المواد الممتصة تختلف بشكل أساسي عن الأسطح الصلبة في قدرات الحد من الضوضاءتصاميم مبتكرة تتضمن عناصر نشطة مثل الألواح الشمسية لتخفيف الضوضاء وتوليد الطاقة ذات الأغراض المزدوجة.في حين أن المواد الصلبة مثل الخرسانة تعكس بشكل رئيسي الضوضاء.
في حين أنها فعالة، فإن الحواجز ليست مناسبة عالميا بسبب قيود التضاريس أو اعتبارات التكلفة أو المخاوف الجمالية.وتشمل الحلول البديلة الحواجز الكاملة للطرق أو بناء الأنفاق المقطوعة والغطاء.
تشير الأبحاث إلى أن الحواجز على جانب الطرق يمكن أن تقلل من تلوث الهواء بالقرب منها بنسبة تصل إلى 50% على مسافات تتراوح بين 15 و 50 متر تحت الرياح.تحسين التشتت الرأسي مع تباطؤ وتحويل تدفق الهواء الأفقيهذا يخلق مناطق قشر مضطربة و تجاويف إعادة الدورة التي تحسن خلط الغلاف الجوي خلف الحواجز.
مع تزايد التوسع الحضري، ستلعب الحواجز الضوضائية أدواراً حيوية بشكل متزايد.
من خلال الاستمرار في الابتكار والتطبيق العملي، ستساهم الحواجز الصوتية بشكل كبير في خلق مساحات معيشة حضرية أكثر هدوءا وصحة.
