交通設(shè)施沿線住宅噪聲評價(jià)與防護(hù)措施技術(shù)

郝思靜 李曼凌 吳婷婷 幸運(yùn)

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，噪聲問題逐漸成為影響居住環(huán)境質(zhì)量的主要因素之一。為積極響應(yīng)我國工程建設(shè)綠色高質(zhì)量發(fā)展、滿足綠色建筑對聲環(huán)境質(zhì)量的要求，通過對成都市交通設(shè)施沿線住宅聲環(huán)境現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)研，運(yùn)用仿真模擬技術(shù)對住區(qū)場地聲環(huán)境、室內(nèi)外聲環(huán)境進(jìn)行模擬分析，從而探討從規(guī)劃布局到建筑設(shè)計(jì)階段控制噪聲的設(shè)計(jì)策略。

交通噪聲; 交通設(shè)施沿線住宅; 噪聲控制; 設(shè)計(jì)策略

TU112.4+31 A

［定稿日期］2021-10-26

［作者簡介］郝思靜（1991—），女，碩士，工程師，從事建筑設(shè)計(jì)、綠色建筑設(shè)計(jì)；李曼凌（1992—），女，碩士，工程師，從事城市規(guī)劃、綠色建筑設(shè)計(jì)；吳婷婷（1987—），女，碩士，高級工程師，從事建筑設(shè)計(jì)、綠色建筑設(shè)計(jì)；幸運(yùn)（1989—），男，碩士，工程師，從事建筑物理、綠色建筑設(shè)計(jì)。

當(dāng)今社會，噪聲問題已經(jīng)成為影響城市居民生活質(zhì)量的主要因素之一，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，在我國大中城市的交通設(shè)施沿線兩側(cè)區(qū)域的住宅受噪聲影響也逐年增大，尤其是高層住宅，為提高城市居住區(qū)環(huán)境質(zhì)量，對城市道路交通噪聲問題的防護(hù)成為建筑設(shè)計(jì)中需要重要考慮的技術(shù)措施之一。同時(shí)，為積極響應(yīng)我國工程建設(shè)綠色高質(zhì)量發(fā)展、滿足綠色建筑對聲環(huán)境質(zhì)量的要求，成都市建委在2018年就印發(fā)《成都市交通設(shè)施沿線臨街新建住宅噪聲防護(hù)技術(shù)規(guī)定》的通知，對成都市交通干道沿線的高層住宅的噪聲控制提出了更高要求。在這個(gè)背景下，本文擬借助計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，對成都市居住建筑噪聲評價(jià)及防護(hù)措施技術(shù)進(jìn)行研究，提出成都市交通設(shè)施沿線臨街居住建筑噪聲控制技術(shù)路線。

1 居住區(qū)噪聲標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

GB 3096-2008《聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》是我國現(xiàn)行采用的室外聲環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)對各類聲環(huán)境功能區(qū)噪聲等效聲級限值提出了要求，其中居住小區(qū)的環(huán)境噪聲限值應(yīng)控制在晝間60 dB夜間50 dB之內(nèi)。但根據(jù)調(diào)研結(jié)果，成都市交通干道沿線小區(qū)環(huán)境噪聲等級普遍超過標(biāo)準(zhǔn)10 dB以上。而在建筑隔聲降噪及室內(nèi)噪聲等級控制方面，GB 50118-2010《民用建筑隔聲設(shè)計(jì)規(guī)范》對住宅室內(nèi)噪聲提出了較高的要求，同時(shí)也對住宅建筑分戶墻、分戶樓板、外窗，臥室、起居室與鄰戶之間的空氣聲隔聲性能進(jìn)行了規(guī)定。這些標(biāo)準(zhǔn)，在《綠色建筑評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》及新版的《民用建筑隔聲設(shè)計(jì)規(guī)范》中，將進(jìn)一步進(jìn)行提升。

2 成都市交通干道沿線高層住宅降噪技術(shù)措施研究

根據(jù)噪聲產(chǎn)生、傳播、接收的特點(diǎn)，噪聲控制的策略可分為3個(gè)部分：噪聲源控制、傳播途徑控制、受聲點(diǎn)控制［1］。噪聲源控制所對應(yīng)的控制措施大多屬于交通減噪的范疇，對住宅項(xiàng)目而言，大多難以對其進(jìn)行控制和處理，因此本文僅討論傳播途徑控制和受聲點(diǎn)控制這2個(gè)部分的控制措施。本項(xiàng)目采用國內(nèi)目前在城市道路交通噪聲領(lǐng)域使用最廣泛的Cadna/A 軟件對建筑的總體布局進(jìn)行模擬計(jì)算。

2.1 在噪聲傳播途徑上可以采取幾種措施

2.1.1 設(shè)置植物綠化、綠化土堤

在道路噪聲源與建筑之間靠近道路設(shè)置具有足夠?qū)挾鹊木G化帶，且采用吸聲效果較好的植物，通過模擬，采用植物綠化可實(shí)現(xiàn)約3～5 dB（A）的噪聲削減量。通過修建約3～5 m高假山或綠化土堤等方式，來達(dá)到降低交通噪聲的目的，從模擬結(jié)果來看，設(shè)置土堤后，可實(shí)現(xiàn)約3～5 dB（A）的噪聲削減量。如圖1所示。

2.1.2 設(shè)置聲屏障

聲屏障阻擋噪聲的路徑主要為直達(dá)波、透射波、繞射波以及反射波。聲屏障類型較多，主要有單側(cè)直板型、雙側(cè)直板型、帶折檐型、全封閉型這幾種類型［2］，不同類型聲屏障隔音效果不同，可根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際情況進(jìn)行選擇。聲屏障的材料選擇也需要根據(jù)實(shí)際隔絕的噪聲頻譜情況進(jìn)行選擇。在設(shè)計(jì)聲屏障時(shí)，需要道路、建筑、聲學(xué)及結(jié)構(gòu)等多專業(yè)配合參與設(shè)計(jì)，還需要考慮道路安全、項(xiàng)目具體環(huán)境、項(xiàng)目具體工程設(shè)計(jì)、材料和施工費(fèi)用這幾方面。采用聲屏障的措施，最大降噪量一般不超過約15～20 dB（A）。

2.1.3 耐噪建筑前置

在住宅建筑平面布置時(shí)，可將獨(dú)棟商業(yè)，小區(qū)物管辦公室、門衛(wèi)室等對噪聲不敏感的建筑放到臨路或臨噪聲源一側(cè)，同時(shí)配合綠植、土堤等，減少進(jìn)入小區(qū)內(nèi)部的噪聲量，從而達(dá)到降低周邊噪聲對住宅建筑部分影響的目的。此種方案的降噪效果根據(jù)噪聲不敏感的建筑體量大小及位置不同效果差距較大。

2.1.4 總圖布局優(yōu)化

當(dāng)項(xiàng)目中無法通過前述3種方式降低噪聲對小區(qū)聲環(huán)境的影響時(shí)，可通過優(yōu)化規(guī)劃布局的形式來盡可能地降低噪聲對整個(gè)小區(qū)的影響。按建筑與道路的關(guān)系，成都市高層住宅小區(qū)的布局模式大致可分為平行式、混合式、垂直式3類，這3種布局方式對居住建筑室內(nèi)外聲環(huán)境影響不同。為定量了解這3種模式下組團(tuán)內(nèi)部的噪聲分布情況，課題組對這3種典型布局形式下組團(tuán)內(nèi)部的噪聲分布情況進(jìn)行分析研究。為能直觀了解不同布局方式對居住建筑室內(nèi)外噪聲的影響，采用Cadna/A軟件對幾種布局情況分別做了模擬計(jì)算。后續(xù)計(jì)算中，道路寬度約為25 m，典型時(shí)段道路噪聲源設(shè)置參考調(diào)研噪聲監(jiān)測數(shù)據(jù)。

根據(jù)模擬結(jié)果，平行式布局，小區(qū)內(nèi)部聲環(huán)境分布較為均勻，且平均噪聲值較低，聲環(huán)境良好，只是臨街面一側(cè)噪聲干擾較大。垂直式布局，小區(qū)內(nèi)部聲環(huán)境分布不均，平均噪聲值較高，臨路部分小區(qū)聲環(huán)境也較差。混合式布局，小區(qū)內(nèi)部聲環(huán)境除建筑缺口位置外，分布較為均勻，平均噪聲值適中，臨路部分垂直于道路的建筑周邊聲環(huán)境較差。如圖2所示。

按建筑與道路的關(guān)系，以上3種布局場地隔聲效果而言，平行式＞混合式＞垂直式。

2.2 在受聲點(diǎn)控制方面，可采取以下措施

2.2.1 改變功能房間布置

在進(jìn)行住宅戶型設(shè)計(jì)時(shí)，將噪聲敏感房間與不敏感房間進(jìn)行劃分，即將衛(wèi)生間、廚房、儲物間等噪聲不敏感房間沿臨路一側(cè)布置，將起居室、臥室等噪聲敏感房間靠近住區(qū)內(nèi)側(cè)布置，能夠降低噪聲敏感房間的噪聲量。在保障戶型正常通風(fēng)采光的情況下，噪聲不敏感房間起到了噪聲緩沖作用，形成一個(gè)聲屏障，達(dá)到降噪的效果［3］。如圖3所示。但該方法會受臥室等主要功能房間得到南向自然采光要求限制，有一定的局限性。

2.2.2 建筑構(gòu)件的降噪優(yōu)化手法

圍護(hù)結(jié)構(gòu)除了能夠降低建筑能耗，同時(shí)也能夠起到降噪的作用。成都市高層住宅常用的外墻構(gòu)造材料主要有水泥砂漿、巖棉、不燃型復(fù)合膨脹聚苯乙烯保溫板、鋼筋混凝土、頁巖多孔磚、蒸壓加氣混凝土，不同構(gòu)造做法外墻的隔聲量不同，如表 1所示。對于隔聲要求高的房間的外墻構(gòu)造設(shè)計(jì)，在不影響結(jié)構(gòu)的情況下，盡可能選擇容重較大的材料作為外墻材料，提高外墻的隔聲性能。

研究門窗可以阻隔一定的噪聲，但是阻隔噪聲量的多少取決于門窗材質(zhì)、開啟形式、玻璃材質(zhì)、氣密性等［4］。根據(jù)研究可知，關(guān)閉狀態(tài)下門窗隔聲性能優(yōu)于開啟狀態(tài)，成都市住宅常用玻璃多為中空玻璃，玻璃厚度、玻璃間空氣層厚度越大，隔聲效果越好，氣密性越好，隔聲效果越好。

陽臺作為室內(nèi)與室外環(huán)境的緩沖和過渡區(qū)域，同樣能夠起到降噪作用。陽臺表面材質(zhì)的吸聲系數(shù)越大，陽臺的降噪作用越大。就水平方向而言，道路距離住宅越近，陽臺的降噪作用越大，反之越小。但是，在垂直方向上，由于直達(dá)聲和一次反射聲的綜合影響，陽臺對降噪效果不成線性變化。例如，當(dāng)建筑距道路為5 m吸聲系數(shù)一定時(shí)，受一次反射聲影響較大，陽臺擋板高度的影響較為明顯，陽臺的降噪值隨樓層的增高而降低。但是，當(dāng)建筑距道路為20 m吸聲系數(shù)一定時(shí)，如果陽臺所處樓層較高，則陽臺頂棚的反射聲成為主要的影響因素，所以噪聲在垂直方向上隨著高度變化，變化不大。

此外，由于陽臺板的遮擋能夠形成良好的內(nèi)部聲影區(qū)，所以，可以通過改變陽臺進(jìn)深、改變陽臺擋板的高度、改變擋板傾斜角度、改變陽臺頂棚的傾斜角度以及陽臺頂棚采用吸聲材料的方法取得更大的降噪效果。但是，值得注意的是，由于建筑使用功能、結(jié)構(gòu)及其他因素，如日照、采光、通風(fēng)等的限制，這些措施必須根據(jù)實(shí)際綜合考慮，具體驗(yàn)算，本文不再一一列舉［5］。

3 總結(jié)

對于建筑設(shè)計(jì)師而言，住宅的設(shè)計(jì)不再僅局限于關(guān)注戶型的功能布局、經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)、采光、通風(fēng)等問題，隨著國家加大力度推進(jìn)綠色建筑的設(shè)計(jì)與建設(shè)，環(huán)境宜居、健康舒適也逐漸成為建筑設(shè)計(jì)主要考慮的內(nèi)容。通過對成都市交通設(shè)施沿線住宅噪聲環(huán)境的研究，控制聲音傳播途徑、在住宅受聲點(diǎn)控制噪聲的幾項(xiàng)措施通過模擬及實(shí)際案例驗(yàn)證，都是目前行之有效的技術(shù)手段，有利于在設(shè)計(jì)中保證住宅室內(nèi)的聲環(huán)境質(zhì)量，提高居住舒適性、健康性。

參考文獻(xiàn)［1］ 蔡俊，林瓊，蔡偉民.用邊界元法研究不同頂端聲屏障的性能［J］.噪聲與振動控制，2006（3）：89-91，109.

［2］ 劉玉芳. 公路交通噪聲防止措施［J］. 環(huán)境與發(fā)展，2014（3）：155-156 .

［3］ 王超. 應(yīng)對交通噪聲的深圳臨街高層住宅設(shè)計(jì)手法研究［D］. 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)， 2013.

［4］ 張靚.合肥沿街住宅建筑聲環(huán)境及防噪設(shè)計(jì)策略研究［D］.合肥：合肥工業(yè)大學(xué)，2012.

［5］ 梁宇鳴.交通設(shè)施對居住環(huán)境的不利影響及設(shè)計(jì)對策研究［D］.武漢：武漢理工大學(xué)，2008.