地面交通低頻噪聲監(jiān)測(cè)方案研究

馮亦立，梁智偉，范慆

（深圳市生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)站，廣東 深圳 518120）

1 研究背景

自然界中的低頻噪聲來(lái)源非常廣泛，例如，風(fēng)、雷、電等都會(huì)產(chǎn)生低頻噪聲。人工低頻噪聲源與人們的生活密切相關(guān)，其中的低頻噪聲成分較為顯著時(shí)，更容易對(duì)人的生理及情緒產(chǎn)生影響，國(guó)內(nèi)外有關(guān)噪聲研究資料已充分表明，低頻噪聲對(duì)人可產(chǎn)生負(fù)面作用。

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的發(fā)展，環(huán)保“三同時(shí)”措施不斷落實(shí)到位，對(duì)聲源、聲傳播途徑及受聲者等采取的綜合噪聲污染防治措施日益完善，但由于低頻噪聲控制技術(shù)難度相對(duì)較大，這些措施往往對(duì)降低中高頻噪聲更有效，因而環(huán)境中的中高頻噪聲在總的噪聲能量中所占的比重不斷下降，其對(duì)低頻噪聲的掩蔽效應(yīng)也隨之減小，低頻噪聲影響變得越來(lái)越顯著。

本轄區(qū)最近幾年來(lái)的環(huán)境管理實(shí)踐表明，道路、軌道等地面交通低頻噪聲擾民問(wèn)題已經(jīng)成為轄區(qū)環(huán)境管理的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。根據(jù)道路交通低頻噪聲污染趨勢(shì)及其影響特點(diǎn)，開(kāi)展低頻噪聲監(jiān)測(cè)方案研究具有重要意義。

2 研究對(duì)象

本次研究結(jié)合近年來(lái)本轄區(qū)有關(guān)環(huán)境噪聲方面的人大議案及政協(xié)提案，根據(jù)本轄區(qū)道路交通噪聲污染嚴(yán)重、居民投訴最多的路段選取了四處典型噪聲敏感建筑分別為海濱假日小區(qū)（深鹽路旁）、深大書(shū)香文苑小區(qū)（惠州深沿海高速旁）、藍(lán)天壹站小區(qū)（深鹽路旁）、山海城小區(qū)（明珠大道和鹽田路旁）。

3 低頻噪聲監(jiān)測(cè)方法探討

國(guó)外部分地區(qū)的低頻噪聲監(jiān)測(cè)方法歸納如下。

3.1 德國(guó)低頻噪音監(jiān)測(cè)方法

德國(guó)對(duì)于低頻噪音的管制主要以其國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) DIN 45680，標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于低頻噪聲監(jiān)測(cè)的技術(shù)規(guī)范如下。

（1）測(cè)量指標(biāo)：采用C計(jì)權(quán)LCF、A計(jì)權(quán)LAF、1/3倍頻程LTerzF(Terz指1/3倍頻程)、最大音量LAFmax、LCFmax、LTerzFmax、均能音量LAeq、LCeq、LTerz,eq等。

（2）測(cè)量時(shí)間：測(cè)量取樣時(shí)間長(zhǎng)短需要考慮噪音音量變動(dòng)的特性，對(duì)于音量有周期變化特性的音源，測(cè)量取樣時(shí)間的長(zhǎng)短需要能涵蓋一個(gè)或數(shù)個(gè)重復(fù)的音量周期變化。背景噪音要比欲測(cè)噪聲源音量小于6dB以上，測(cè)量過(guò)程背景噪音有明顯間歇性變動(dòng)時(shí)，可暫時(shí)停止測(cè)量。

（3）測(cè)量位置：室內(nèi)門(mén)、窗在關(guān)閉狀況下，選擇室內(nèi)音量最大的地方，無(wú)論聲音是來(lái)自空氣傳遞或固體傳遞的位置，還是人們較長(zhǎng)停留的地方，如果上述地點(diǎn)靠近墻壁，則傳聲器需距離墻壁至少0.5m。通常室內(nèi)正中央位置不要選為測(cè)點(diǎn)，因?yàn)槿绻皖l聲音在室內(nèi)產(chǎn)生駐波時(shí)，室內(nèi)中央音量會(huì)較小。

3.2 丹麥低頻噪聲監(jiān)測(cè)方法

丹麥環(huán)保署于1997年公布了《環(huán)境低頻噪音及超低頻聲音指引》該指引內(nèi)容建議了測(cè)量方法。具體如下。

（1）房間角落，距離墻壁面0.5～1.0m，離地面高1.0～1.5m。

（2）能代表房間用途的住戶活動(dòng)位置，但需離墻壁面或大型家具0.5m以上，離地面高1.0～1.5m。

（3）住戶認(rèn)為，室內(nèi)音量最高的住戶無(wú)法指出室內(nèi)音量最高的位置，測(cè)量者得自行尋找判定。

（4）室內(nèi)正中心位置不建議選取為測(cè)點(diǎn)，因?yàn)橥ǔＶ醒胛恢靡袅枯^低。

（5）若室內(nèi)空間較小時(shí)(小于20m2)，可以選擇室內(nèi)不同角落2處位置為測(cè)點(diǎn)，但該測(cè)點(diǎn)仍需距離墻壁面0.5～1.0m，離地面高1.0～1.5m。

綜合國(guó)外部分地區(qū)已有的低頻噪聲監(jiān)測(cè)方法發(fā)現(xiàn)，其主要監(jiān)測(cè)要素包括監(jiān)測(cè)時(shí)長(zhǎng)、監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的選取及背景值的測(cè)量等。對(duì)監(jiān)測(cè)時(shí)長(zhǎng)的要求，各國(guó)各地區(qū)測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)要求基本是一致的，要求低頻噪聲監(jiān)測(cè)時(shí)長(zhǎng)一般覆蓋一個(gè)音量或幾個(gè)間量變化周期；對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的選取也基本上相同，應(yīng)選取室內(nèi)噪聲最大的地方，避免選擇室內(nèi)中心點(diǎn)；對(duì)低頻噪聲背景值測(cè)量和修正各國(guó)標(biāo)準(zhǔn)中涉及不多，本次研究針對(duì)交通低頻噪聲測(cè)量，按常規(guī)噪聲測(cè)量方法測(cè)量背景值難度較大。環(huán)境噪聲監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范中表明，當(dāng)測(cè)量值與背景值的差值小于或等于10dB(A)時(shí)，須對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行修正。并且對(duì)于測(cè)量值與背景值的差值小于3dB(A)時(shí)，要采取措施降低背景噪聲進(jìn)行修正。對(duì)于道路交通低頻噪聲背景值的監(jiān)測(cè)、如何修正以及每個(gè)頻段的聲壓級(jí)如何修正，從各國(guó)文獻(xiàn)調(diào)研結(jié)果看，尚未有相關(guān)明確規(guī)定。本次研究監(jiān)測(cè)對(duì)低頻交通噪聲背景值的問(wèn)題，嘗試采用了同步監(jiān)測(cè)法。在定性排除施工噪聲、工業(yè)噪聲以及周?chē)鷻C(jī)械噪聲、電器噪聲后，在主要聲源道路一側(cè)和受影響點(diǎn)一側(cè)同步監(jiān)測(cè)噪聲，對(duì)結(jié)果進(jìn)行頻譜分析，如果頻譜特性相同，就可確認(rèn)不存在背景噪聲干擾。

4 本轄區(qū)監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)方案

4.1 監(jiān)測(cè)條件

（1）測(cè)量?jī)x器。測(cè)量?jī)x器性能應(yīng)符合GB3785和GB17181對(duì)1型聲級(jí)計(jì)的要求且符合國(guó)際電工協(xié)會(huì)（IEC61260）Class 1標(biāo)準(zhǔn)。

校準(zhǔn)所用儀器應(yīng)符合GB/T15173對(duì)1級(jí)聲校準(zhǔn)器的要求。A聲級(jí)測(cè)量時(shí)，校準(zhǔn)聲源頻率為1000Hz；低頻頻譜測(cè)量時(shí)，校準(zhǔn)聲源頻率至少有一個(gè)點(diǎn)頻率應(yīng)設(shè)在20～250Hz。聲級(jí)計(jì)每次測(cè)量前、后應(yīng)進(jìn)行校準(zhǔn)，其前、后校準(zhǔn)示值偏差不得大于0.5dB，否則，測(cè)量無(wú)效。

（2）氣象條件，惡劣的氣象條件也會(huì)對(duì)低頻噪聲測(cè)量產(chǎn)生影響。因此，最好在天氣條件較好時(shí)（無(wú)雨雪、無(wú)雷電天氣，風(fēng)速為5.5m/s以下）測(cè)量，另外，室內(nèi)門(mén)窗漏風(fēng)情況也應(yīng)特別注意，測(cè)量中傳聲器加防風(fēng)罩。

4.2 監(jiān)測(cè)方法

（1）測(cè)點(diǎn)位置。①道路源強(qiáng)的監(jiān)測(cè)。對(duì)各種典型時(shí)段（高峰時(shí)段、平峰時(shí)段）低頻噪聲進(jìn)行采樣和測(cè)量，監(jiān)測(cè)點(diǎn)位高度距地面為1.2～6.0m，測(cè)點(diǎn)應(yīng)避開(kāi)非道路交通源的干擾，傳聲器指向被測(cè)聲源。②一般戶外的監(jiān)測(cè)。距離任何反射物（地面除外）至少3.5m外測(cè)量，距地面高度1.2m以上。必要時(shí)，可置于高層建筑上，以擴(kuò)大監(jiān)測(cè)受聲范圍。③噪聲敏感建筑物室內(nèi)的監(jiān)測(cè)。距離墻面和其他反射面至少1m，距窗約1.5m處，距地面1.2～1.5m高。應(yīng)避免選擇在室內(nèi)房間中心位置；低頻噪聲分布在室內(nèi)會(huì)因測(cè)量位置不同而改變，故需翔實(shí)記錄測(cè)量地點(diǎn)位置，同時(shí)，應(yīng)關(guān)閉室內(nèi)所有可能會(huì)發(fā)生低頻之聲音（如冷氣機(jī)、除濕機(jī)、空氣凈化機(jī)等）。

（2）測(cè)量時(shí)間。本次研究的測(cè)量選擇在星期一至星期五的正常工作日，另外，對(duì)山海城小區(qū)進(jìn)行了晝、夜間監(jiān)測(cè)。

（3）測(cè)量。①交通噪聲源強(qiáng)監(jiān)測(cè)；②室外噪聲監(jiān)測(cè)；③室內(nèi)噪聲監(jiān)測(cè)。

5 監(jiān)測(cè)方案實(shí)測(cè)探討

5.1 監(jiān)測(cè)時(shí)長(zhǎng)的探討

針對(duì)監(jiān)測(cè)對(duì)象的不同，其監(jiān)測(cè)時(shí)長(zhǎng)亦不同。由于高速公路、城市快速干道的小時(shí)車(chē)流車(chē)流量按時(shí)段基本穩(wěn)定，本研究認(rèn)為，5min監(jiān)測(cè)時(shí)長(zhǎng)可以涵蓋被測(cè)聲源整個(gè)測(cè)量時(shí)段的變化周期。為減輕工作量，避免重復(fù)勞動(dòng)，提高工作效率，本次研究將對(duì)監(jiān)測(cè)時(shí)長(zhǎng)對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果的影響進(jìn)行探討。針對(duì)同一測(cè)點(diǎn)，同時(shí)，進(jìn)行5min和20min的監(jiān)測(cè)，探討監(jiān)測(cè)時(shí)長(zhǎng)對(duì)其監(jiān)測(cè)結(jié)果的影響。

根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，監(jiān)測(cè)20min與5min，得到的Leq、L5、L10、L50、L90、L95及Lmax的數(shù)值差異并不大，基本達(dá)到了一致，其Leq的差值范圍約在0.3～4.7dB，L90的差值范圍約在0.5～3.2dB。

另外，根據(jù)頻譜監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，監(jiān)測(cè)20min與5min得到的頻譜變化趨勢(shì)較一致并且各倍頻程的聲壓級(jí)數(shù)值的差異并不大，尤其在低頻段，其數(shù)值的差異并不明顯，相對(duì)偏差范圍在0.0%～4.5%，相較之下，高頻段聲壓級(jí)的差異較明顯。

本次監(jiān)測(cè)中，20min與5min的監(jiān)測(cè)數(shù)值的差異并不明顯，說(shuō)明在監(jiān)測(cè)過(guò)程中，其噪聲的變化情況比較穩(wěn)定。另外，從頻譜特性圖上可以看出，20min與5min基本一致，可認(rèn)為監(jiān)測(cè)5min亦可反映出該住宅區(qū)室外、室內(nèi)的噪聲聲壓級(jí)及其頻譜特性，可以用5min的時(shí)長(zhǎng)替代20min時(shí)長(zhǎng)進(jìn)行低頻交通噪聲監(jiān)測(cè)，目的是減輕監(jiān)測(cè)人員戶外監(jiān)測(cè)工作量，提高監(jiān)測(cè)工作整體效率。

5.2 監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的探討

在室內(nèi)低頻監(jiān)測(cè)過(guò)程中，監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的選取至關(guān)重要，不同監(jiān)測(cè)點(diǎn)位監(jiān)測(cè)得到的結(jié)果存在一定的差異，這種差異對(duì)低頻的影響更顯著。因此，將通過(guò)對(duì)同一臥室內(nèi)的不同監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行同步監(jiān)測(cè)，在開(kāi)/關(guān)窗情況下，探討監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的不同對(duì)其室內(nèi)低頻噪聲的影響。監(jiān)測(cè)點(diǎn)位不同，其監(jiān)測(cè)得到的倍頻程聲壓級(jí)亦不同，靠近窗臺(tái)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)測(cè)得倍頻程的聲壓級(jí)高于位于臥室中心的監(jiān)測(cè)點(diǎn)，尤其在中心頻率63Hz處，兩測(cè)點(diǎn)的差值較大，其中開(kāi)窗情況下測(cè)點(diǎn)1的聲壓級(jí)較測(cè)點(diǎn)2的聲壓級(jí)高出11.1dB，而關(guān)窗情況下測(cè)點(diǎn)1的聲壓級(jí)較測(cè)點(diǎn)2的聲壓級(jí)高出14.5dB。相較之下，兩測(cè)點(diǎn)在高頻段的聲壓級(jí)差異并不大，而在低頻段的聲壓級(jí)差異較大，這可能與低頻區(qū)域易發(fā)生駐波有關(guān)，同時(shí)說(shuō)明了在室內(nèi)噪聲監(jiān)測(cè)中，高頻監(jiān)測(cè)同一房間的選擇不同點(diǎn)位方位對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果數(shù)據(jù)影響不大；而在低頻噪聲監(jiān)測(cè)，同一個(gè)室內(nèi)空間不同方位行選擇對(duì)低頻噪聲監(jiān)測(cè)結(jié)果的影響卻很大，由此可見(jiàn)，低頻噪聲監(jiān)測(cè)中正確選取監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的重要性。因此，室內(nèi)低頻監(jiān)測(cè)時(shí)，點(diǎn)位的選擇至關(guān)重要。在選擇室內(nèi)低頻監(jiān)測(cè)點(diǎn)的時(shí)候，為避免駐波的影響，應(yīng)盡量避免選擇室內(nèi)中心點(diǎn)，同時(shí)選取2～3處進(jìn)行同步監(jiān)測(cè)，以綜合評(píng)價(jià)室內(nèi)低頻噪聲的影響。以最強(qiáng)點(diǎn)位監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)作為最后監(jiān)測(cè)結(jié)果。

5.3 背景值監(jiān)測(cè)探討

（1）測(cè)量值達(dá)標(biāo)，不必測(cè)量背景值。

（2）如果測(cè)量期間被測(cè)聲源能夠停止排放，背景值測(cè)量應(yīng)選擇與測(cè)量值測(cè)量同一位置，測(cè)量時(shí)間選擇與測(cè)量值測(cè)量時(shí)間間隔較短時(shí)測(cè)量。

（3）如果測(cè)量期間被測(cè)聲源不能夠停止排放，則等待被測(cè)聲源能夠停止時(shí)，選擇與測(cè)量值測(cè)量的同一位置，測(cè)量時(shí)段與測(cè)量值測(cè)量的時(shí)段相近時(shí)測(cè)量。

（4）當(dāng)上述條件難以滿足時(shí)，背景值測(cè)量可選擇與測(cè)量值測(cè)量位置不同，但其聲環(huán)境應(yīng)與測(cè)量值測(cè)量位置聲環(huán)境相似的“背景參考點(diǎn)”測(cè)量。

（5）實(shí)際測(cè)量時(shí)，要停止作為聲源的道路交通噪聲是不容易做到的，所以本次研究監(jiān)測(cè)也采用了同步監(jiān)測(cè)法。在定性排除施工噪聲、工業(yè)噪聲以及周?chē)鷻C(jī)械噪聲、電器噪聲后，在主要聲源道路一側(cè)和受影響點(diǎn)一側(cè)同步監(jiān)測(cè)噪聲，對(duì)結(jié)果進(jìn)行頻譜分析，如果頻譜特性相同，就可確認(rèn)不存在背景噪聲干擾。

6 結(jié)語(yǔ)

結(jié)合本轄區(qū)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，得到的結(jié)論如下。

（1）在聲環(huán)境起伏變化不大的情況下（本次監(jiān)測(cè)時(shí)道路交通車(chē)流量較穩(wěn)定），監(jiān)測(cè)20min與5min的數(shù)值差距并不明顯，尤其在低頻段，其差異較小。說(shuō)明5min的監(jiān)測(cè)時(shí)長(zhǎng)已經(jīng)能夠涵蓋一個(gè)或數(shù)個(gè)重復(fù)的音量周期變化。（2）監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的不同，對(duì)其結(jié)果影響較大，尤其對(duì)低頻段的影響尤為明顯，這與房間的大小、室內(nèi)的布設(shè)情況等均有關(guān)系。由于駐波的存在對(duì)低頻區(qū)有較大的影響（這與其波長(zhǎng)有關(guān)），因此，在選擇監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的時(shí)候，應(yīng)盡量避免選擇室內(nèi)中心點(diǎn)。應(yīng)根據(jù)室內(nèi)的實(shí)際情況（房間大小、朝向等），分別選取具有不同代表性的點(diǎn)位進(jìn)行監(jiān)測(cè)（至少選取2處），從而較全面地反映室內(nèi)的聲環(huán)境特征，選取最強(qiáng)點(diǎn)位監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)作為最終監(jiān)測(cè)結(jié)果。（3）對(duì)于低頻交通噪聲測(cè)量中的背景值，由于在實(shí)際測(cè)量過(guò)程中，要停止作為聲源的道路交通噪聲以測(cè)量背景噪聲值是不容易做到的，因此可采用同步監(jiān)測(cè)法，即在主要聲源道路一側(cè)和受影響點(diǎn)一側(cè)同步監(jiān)測(cè)噪聲，對(duì)結(jié)果進(jìn)行頻譜分析，若頻譜特性相同，則認(rèn)定不存在背景噪聲干擾。

綜上所述，本次研究在以上監(jiān)測(cè)方法資料的調(diào)研基礎(chǔ)上，布設(shè)本轄區(qū)監(jiān)測(cè)方案，結(jié)合本轄區(qū)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)監(jiān)測(cè)時(shí)長(zhǎng)、監(jiān)測(cè)點(diǎn)位、背景值監(jiān)測(cè)進(jìn)行探討，并用實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)的檢驗(yàn)論證。