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。
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。
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
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)。
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。
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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