公路交通噪聲對(duì)高層建筑的影響分析

白建平 曲 弦

(1. 重慶科技學(xué)院石油與天然氣工程學(xué)院， 重慶 401331； 2. 重慶科技學(xué)院安全工程學(xué)院， 重慶 401331)

公路交通噪聲對(duì)高層建筑的影響分析

白建平1曲 弦2

(1. 重慶科技學(xué)院石油與天然氣工程學(xué)院， 重慶 401331； 2. 重慶科技學(xué)院安全工程學(xué)院， 重慶 401331)

應(yīng)用HS6288 B型噪聲頻譜分析儀，對(duì)某高校鄰近公路旁的交通噪聲進(jìn)行測(cè)量；分析高層建筑受到的噪聲影響，并提出防治公路交通噪聲污染的建議。

公路交通噪聲; 高層建筑; 噪聲監(jiān)測(cè)

受有限的土地資源和特殊地理位置的制約，高層建筑已經(jīng)成為重慶市內(nèi)建筑發(fā)展的主流趨勢(shì)。城市公路交通噪聲在很大程度上影響了城市聲環(huán)境的質(zhì)量[1]。人們對(duì)建筑環(huán)境提出了越來(lái)越高的要求，聲環(huán)境也成為評(píng)價(jià)建筑環(huán)境的重要內(nèi)容之一。本次研究將應(yīng)用HS6288 B型噪聲頻譜分析儀，對(duì)某高校鄰近公路旁的交通噪聲進(jìn)行測(cè)量,分析高層建筑受到的噪聲影響。

1 噪聲數(shù)據(jù)采集

為了進(jìn)一步了解公路交通噪聲對(duì)高層建筑的影響，通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)公路噪聲和高層建筑物噪聲進(jìn)行實(shí)地監(jiān)測(cè)。

1.1 監(jiān)測(cè)點(diǎn)

所測(cè)路段為大學(xué)城東一路，在學(xué)校家屬區(qū)(學(xué)城科苑)沿公路的2座高層建筑選定監(jiān)測(cè)點(diǎn)，采集噪聲數(shù)據(jù)。這2座高層建筑物為居民住宅，按《聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》劃分為噪聲敏感建筑物[2]。對(duì)噪聲敏感建筑物根據(jù)其所在的聲功能區(qū)域進(jìn)行劃分，可劃分出5類聲功能區(qū)。本次研究的高層建筑物屬于1類聲功能區(qū)，即以居民住宅、醫(yī)療衛(wèi)生、文化教育、科研設(shè)計(jì)、行政辦公為主要功能，需要保持環(huán)境安靜的區(qū)域[2]。

1.2 數(shù)據(jù)采集方法

按照規(guī)范的測(cè)量方法，在測(cè)量交通噪聲時(shí)，在被測(cè)道路旁設(shè)定一個(gè)固定測(cè)點(diǎn)，將HS6288 B型噪聲頻譜分析儀放在道路邊緣離任何反射物(地面除外)至少3.5 m外，離地面高1.2 m。在一天內(nèi)的多個(gè)時(shí)段進(jìn)行監(jiān)測(cè)，相隔1 h測(cè)量1次，間隔5 s記錄讀數(shù)，每次測(cè)量20 min。在測(cè)量噪聲的同時(shí)，記錄來(lái)往的車流量。

在測(cè)量高層建筑噪聲時(shí)，選取2座噪聲敏感建筑物進(jìn)行噪聲數(shù)據(jù)采集。對(duì)噪聲敏感建筑物進(jìn)行噪聲監(jiān)測(cè)，是為了確定該住宅區(qū)域的噪聲大小，以評(píng)價(jià)該區(qū)域是否符合對(duì)應(yīng)的聲環(huán)境功能區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)。這些建筑物主要受公路交通噪聲的影響，每個(gè)被監(jiān)測(cè)的建筑物每層共選取2個(gè)噪聲監(jiān)測(cè)點(diǎn)，分別為靠近公路一側(cè)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)和遠(yuǎn)離公路一側(cè)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)。監(jiān)測(cè)點(diǎn)分布在建筑物戶外，距離墻壁或窗戶1 m遠(yuǎn)，距離地面高度1.2 m，每個(gè)點(diǎn)測(cè)量2 min。

1.3 評(píng)價(jià)指標(biāo)

(1)Leq。Leq表示等效連續(xù)A聲級(jí)，即在測(cè)量時(shí)間段內(nèi)，A聲級(jí)的能量平均值，體現(xiàn)噪聲的平均大小。

(2)LN。LN表示累計(jì)百分聲級(jí)，在測(cè)量時(shí)間段內(nèi)，N%的時(shí)間內(nèi)噪聲值超過(guò)的聲級(jí)。其中,是指在測(cè)量時(shí)間內(nèi)有10%的時(shí)間A聲級(jí)超過(guò)的值；是指噪聲的平均中值；是指在測(cè)量是時(shí)間內(nèi)有90%的時(shí)間A 聲級(jí)超過(guò)的值[3]。

(3)Lmax。Lmax表示最大聲級(jí)，為測(cè)量時(shí)間段內(nèi)測(cè)得噪聲的最大值。

(4)Lmin。Lmax表示最小聲級(jí)，為測(cè)量時(shí)間段內(nèi)測(cè)得噪聲的最小值。

(5)LNp。LNp表示噪聲污染級(jí)，是綜合噪聲的能量平均和起伏變化特性兩者的影響而給出的評(píng)價(jià)量。

(6) 車流量。被測(cè)公路車輛來(lái)往的數(shù)量。

2 公路噪聲數(shù)據(jù)分析

測(cè)量當(dāng)日天氣晴朗，無(wú)風(fēng)，外界干擾較小，車流量狀態(tài)正常。測(cè)點(diǎn)選在機(jī)動(dòng)車道靠高層住宅一側(cè)的綠化帶內(nèi)側(cè)，距離車道的水平距離為1 m，距地面垂直高度1.2 m。測(cè)點(diǎn)周圍無(wú)任何人打擾，且無(wú)其他施工噪聲等。所測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性較高(見表1)。受測(cè)量設(shè)備條件的限制，測(cè)量過(guò)程中只能通過(guò)人工計(jì)數(shù)的方法統(tǒng)計(jì)車流量。統(tǒng)計(jì)誤差偏小，可以忽略不計(jì)。

表1 被測(cè)公路交通噪聲監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)

2.1 車流量分析

根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)可知，被測(cè)路段車流量較小。被測(cè)路段為大學(xué)城東一路，靠近逸居酒店的路段正在進(jìn)行公路維修，禁止車輛通行，大部分車輛會(huì)選擇從學(xué)校周圍繞行，且經(jīng)過(guò)車輛一般為學(xué)校教職工或家屬車輛。圖1所示為被測(cè)公路各時(shí)段車流量線形圖。

通常，上午8：00 — 9：00為教職工上班時(shí)間，下午5：00 — 6：00為教職工下班時(shí)間，這2個(gè)時(shí)段的車流量高于其他時(shí)段。車流量的高峰期主要集中在上午8：00和下午5：00，車流量最高約為417輛。該被測(cè)路段晝間車流量波動(dòng)不大，夜間車流量大幅度減少，這符合大學(xué)城現(xiàn)階段交通的基本規(guī)律。

2.2 公路交通噪聲分析

從測(cè)量數(shù)據(jù)中可以看出，所測(cè)公路交通等效噪聲基本在55 dB左右。圖2所示為各時(shí)段公路交通噪聲監(jiān)測(cè)線形圖。可以看到，晝間噪聲等效聲級(jí)的變化不是很大，基本在60 dB左右；而夜間受車流量的限制，噪聲比白天低，在所測(cè)的時(shí)間段內(nèi)，車流量較少。

圖1 被測(cè)公路各時(shí)段車流量線形圖

圖2 各時(shí)段公路交通噪聲監(jiān)測(cè)線形圖

等效聲級(jí)最大的時(shí)間段為上午8：00 — 9：00至下午5：00 — 6：00，符合車流量在這2個(gè)時(shí)段最大的規(guī)律。由此可見，該公路噪聲主要受到車流量的影響。此外，Lmax基本上都是在90 dB 左右。經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，最大噪聲基本上都是車輛鳴笛時(shí)所產(chǎn)生。所以，在特定段禁止鳴笛，可以有效減少噪聲污染。機(jī)動(dòng)車輛本身的發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲也是噪聲污染的重要部分。表2所示為我國(guó)單一車輛在不同行駛速度下的聲級(jí)功率。各類機(jī)動(dòng)車發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的噪聲中，重型卡車、中型以上客車的發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲較大。從本質(zhì)安全的角度出發(fā)[4]，建議對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)加裝減噪設(shè)備。

表2 我國(guó)單一車輛在不同行駛速度下的聲級(jí)功率 dB

3 高層建筑物受到的噪聲影響

選擇鄰近被測(cè)公路的高層住宅樓進(jìn)行噪聲監(jiān)測(cè),分析公路噪聲對(duì)高層建筑物產(chǎn)生的影響。為了更好地進(jìn)行數(shù)據(jù)比對(duì)與分析，選取2座各18層的高層住宅樓，每層選取2個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，一個(gè)靠近公路端，另一個(gè)遠(yuǎn)離公路端。測(cè)點(diǎn)選擇窗外水平延伸約1 m處，測(cè)量值為2 min。表3所示為高層建筑物噪聲檢測(cè)結(jié)果。

3.1 一號(hào)樓室外噪聲分析

3.1.1 噪聲垂直分布

觀察測(cè)點(diǎn)一和測(cè)點(diǎn)二的數(shù)據(jù)，可以看出，一號(hào)樓的噪聲隨著樓層增高而逐漸加大。第1層至第4層樓的噪聲變化基本不大，第5層及以上樓層的噪聲明顯增大。對(duì)于一號(hào)樓來(lái)說(shuō)，樓層越高，噪聲監(jiān)測(cè)值越大。測(cè)點(diǎn)二的樓層噪聲監(jiān)測(cè)值小于測(cè)點(diǎn)一，因?yàn)闇y(cè)點(diǎn)一為靠近公路一端，測(cè)點(diǎn)二為遠(yuǎn)離公路一端，靠近公路端的位置受到噪聲的影響越大，所以測(cè)量值也越大。

在本次噪聲測(cè)量實(shí)驗(yàn)中，五號(hào)樓作為參照對(duì)象與一號(hào)樓進(jìn)行對(duì)比。因?yàn)橐惶?hào)樓靠近測(cè)量路段的南端(公路前方路段禁止通行)，五號(hào)樓的位置較靠近公路的北端(距離公路的交叉口有一定的距離)。圖3所示為一號(hào)樓不同測(cè)點(diǎn)噪聲變化柱狀圖。聲源的傳播是直線的，在不同的高度，聲源有不同程度的衰減。其中，第5層樓是噪聲衰減的變化點(diǎn)，綠化帶、矮小建筑等只能減弱噪聲至5層樓左右的高度。5層樓以上的樓層，隨著樓層增高，噪聲也開始逐漸變大。一號(hào)樓呈現(xiàn)出這種變化趨勢(shì)符合噪聲的傳播規(guī)律。五號(hào)樓靠近被測(cè)公路北端的交叉口，受到的車輛噪聲會(huì)有疊加。通過(guò)二者對(duì)比，可看出距離遠(yuǎn)、有障礙的一號(hào)樓受到的噪聲影響相對(duì)較小。

表3 高層建筑物噪聲Leq檢測(cè)結(jié)果 dB

由垂直分布規(guī)律可知，并非樓層越高聲環(huán)境質(zhì)量越好。由于聲源和建筑物之間的綠化帶等一些障礙物的影響，往往在最底層和中間層受到的噪聲影響小于其他臨近樓層。根據(jù)噪聲傳播的特性，大部分高層建筑受影響的樓層高度是30～80 m。

圖3 一號(hào)樓不同測(cè)點(diǎn)噪聲變化柱狀圖

圖4 五號(hào)樓不同測(cè)點(diǎn)噪聲變化柱狀圖

3.1.2 噪聲水平分布

受戶型限制，測(cè)點(diǎn)選擇建筑物東面(靠近被測(cè)公路一側(cè))和南面。由于一號(hào)樓周圍只有東面的大學(xué)城東一路家屬區(qū)路段可以通行，所以，一號(hào)樓南面的測(cè)點(diǎn)二基本不受交通噪聲的影響。測(cè)點(diǎn)二的噪聲基本上都是由東面的交通噪聲反射和衍射等方式傳播過(guò)來(lái)的。

一號(hào)樓的2個(gè)測(cè)點(diǎn)在5層以下變化很小。由于矮小灌木叢和樹木的影響，5樓以下基本處于很低的噪聲環(huán)境之內(nèi)。在5層及以上樓層，由于樹木的阻礙作用減小，測(cè)點(diǎn)一噪聲變大；而測(cè)點(diǎn)二由于受房間門窗和墻壁等其他障礙物的影響，噪聲很小，基本保持比較穩(wěn)定的噪聲狀態(tài)。

3.2 五號(hào)樓室外噪聲分析

3.2.1 噪聲垂直分布

交通噪聲對(duì)五號(hào)樓的影響比一號(hào)樓大，因此將五號(hào)樓作為此次測(cè)量的對(duì)比住宅樓。由于五號(hào)樓障礙物較少且鄰近被測(cè)公路的北端，其周圍無(wú)高障礙物，且被測(cè)公路北端為公路的交叉口，會(huì)受到東西方向來(lái)往車輛噪聲的影響。五號(hào)樓噪聲監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)普遍高于一號(hào)樓監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。但噪聲垂直分布規(guī)律基本與一號(hào)樓一致，即第5層樓為噪聲衰減的變化點(diǎn)，第5層以上的樓層，隨著樓層高度的增加，噪聲開始逐步變大。所以，五號(hào)樓呈現(xiàn)出這種變化趨勢(shì)符合噪聲的傳播規(guī)律。

3.2.2 噪聲水平分布

五號(hào)樓測(cè)點(diǎn)一主要受到被測(cè)公路噪聲影響，各樓層均有變化。測(cè)點(diǎn)二收到被測(cè)公路噪聲的影響不大，各樓層變化不大，平均等效連續(xù)聲級(jí)在60 dB左右；而測(cè)點(diǎn)二受房間門窗和墻壁等其他障礙物的影響，噪聲很小，基本保持相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)。

4 結(jié) 語(yǔ)

對(duì)大學(xué)城東一路及其鄰近高層建筑的交通噪聲狀況進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，得到了2座高層建筑不同測(cè)點(diǎn)的噪聲統(tǒng)計(jì)信息。所測(cè)噪聲超過(guò)了1類聲功能區(qū)晝間不大于55dB的噪聲限值。 從聲環(huán)境的角度來(lái)看，將這種緊鄰交通干道的高層建筑建設(shè)成民用住宅是不合理的，這必然會(huì)受到較嚴(yán)重的交通噪聲的影響。在制定建筑規(guī)劃時(shí)，應(yīng)重視交通噪聲對(duì)道路兩側(cè)建筑的影響，將寫字樓、商業(yè)中心等商用建筑布置在交通干道兩側(cè)，而將住宅布置在商用建筑后側(cè)，從而減小交通噪聲對(duì)其的影響。公路兩旁的高層建筑不同程度地受到噪聲的影響:5樓以下的住戶影響較小;而對(duì)于5樓以上的住戶，隨著樓層的逐步升高，受到噪聲的影響逐步增大。

本次研究主要涉及到公路交通噪聲，其噪聲主要來(lái)源為汽車的行駛噪聲和鳴笛噪聲。從汽車行駛的角度考慮，控制車速或使用低噪聲輪胎可以達(dá)到降低噪聲的目的。在公路上設(shè)立禁止鳴笛的標(biāo)志，可降低鳴笛噪聲。對(duì)于受噪聲影響的高層建筑，可采取相應(yīng)的外墻處理方式減噪，或通過(guò)增加小區(qū)隔聲帶、綠化帶的方式實(shí)現(xiàn)吸聲降噪。

[1] 李杰.交通噪聲對(duì)城市高層住宅聲環(huán)境影響研究：以西安市高層住宅為例[D].西安：長(zhǎng)安大學(xué)，2009:5-8.

[2] 環(huán)境保護(hù)部科技標(biāo)準(zhǔn)司. 聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：GB 3096-2008[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008:4.

[3] 鄒競(jìng)芳，蔡銘.廣州市晝夜道路交通噪聲的監(jiān)測(cè)與分析[J].中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)，2013(4):158.

[4] 吳宗之，任彥斌，牛和平，等.基于本質(zhì)安全理論的安全管理體系研究[J].中國(guó)安全科學(xué)學(xué)報(bào)，2007(7):54-58.

Analysis of the Influence of Highway Traffic Noise on High Buildings

BAIJianping1QUXian2

(1. College of Petroleum Engineering, Chongqing University of Science and Technology, Chongqing 401331, China;2. College of Safety Engineering, Chongqing University of Science and Technology, Chongqing 401331, China)

With the help of HS6288 B noise spectrum analyzer, the highway traffic noise is measured and analyzed nearby a university high-rise building. Based on the impact from noise, some suggestions on the prevention and control of road traffic pollution are proposed.

road traffic noise; high building; noise monitoring

2016-10-01

國(guó)家安監(jiān)總局2016年安全生產(chǎn)重大事故防治關(guān)鍵技術(shù)科技項(xiàng)目(CHONGQING-0001-2016AQ);重慶科技學(xué)院科技創(chuàng)新項(xiàng)目“鄰近大學(xué)城東一路校園區(qū)域聲環(huán)境評(píng)估”(YKJCX2015036)

白建平(1967 — )，男，博士，教授，研究方向?yàn)榘踩こ?、職業(yè)衛(wèi)生工程。

X593

A

1673-1980(2016)06-0112-04