交通設(shè)施沿線住宅噪聲評(píng)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(wèn)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(guó)工程建設(shè)綠色高質(zhì)量發(fā)展、滿足綠色建筑對(duì)聲環(huán)境質(zhì)量的要求，通過(guò)對(duì)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(duì)住區(qū)場(chǎng)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(jiǎn)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(jí)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(huì)，噪聲問(wèn)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(guó)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(duì)城市道路交通噪聲問(wèn)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(guó)工程建設(shè)綠色高質(zhì)量發(fā)展、滿足綠色建筑對(duì)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(duì)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(duì)成都市居住建筑噪聲評(píng)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(guó)現(xiàn)行采用的室外聲環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)對(duì)各類聲環(huán)境功能區(qū)噪聲等效聲級(jí)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(jí)普遍超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)10 dB以上。而在建筑隔聲降噪及室內(nèi)噪聲等級(jí)控制方面，GB 50118-2010《民用建筑隔聲設(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)住宅室內(nèi)噪聲提出了較高的要求，同時(shí)也對(duì)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(píng)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(duì)應(yīng)的控制措施大多屬于交通減噪的范疇，對(duì)住宅項(xiàng)目而言，大多難以對(duì)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(guó)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(duì)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(guò)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(guò)修建約3～5 m高假山或綠化土堤等方式，來(lái)達(dá)到降低交通噪聲的目的，從模擬結(jié)果來(lái)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(guò)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(duì)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(duì)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(wú)法通過(guò)前述3種方式降低噪聲對(duì)小區(qū)聲環(huán)境的影響時(shí)，可通過(guò)優(yōu)化規(guī)劃布局的形式來(lái)盡可能地降低噪聲對(duì)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(duì)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(duì)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(duì)居住建筑室內(nèi)外噪聲的影響，采用Cadna/A軟件對(duì)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(cè)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(chǎng)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(chǔ)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(huì)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(yè)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(duì)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(kāi)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(kāi)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(yáng)臺(tái)作為室內(nèi)與室外環(huán)境的緩沖和過(guò)渡區(qū)域，同樣能夠起到降噪作用。陽(yáng)臺(tái)表面材質(zhì)的吸聲系數(shù)越大，陽(yáng)臺(tái)的降噪作用越大。就水平方向而言，道路距離住宅越近，陽(yáng)臺(tái)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(yáng)臺(tái)對(duì)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(yáng)臺(tái)擋板高度的影響較為明顯，陽(yáng)臺(tái)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(yáng)臺(tái)所處樓層較高，則陽(yáng)臺(tái)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(yáng)臺(tái)板的遮擋能夠形成良好的內(nèi)部聲影區(qū)，所以，可以通過(guò)改變陽(yáng)臺(tái)進(jìn)深、改變陽(yáng)臺(tái)擋板的高度、改變擋板傾斜角度、改變陽(yáng)臺(tái)頂棚的傾斜角度以及陽(yáng)臺(tái)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(duì)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(wèn)題，隨著國(guó)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(guò)對(duì)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(guò)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。

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