王 英

(上海市房地產(chǎn)科學(xué)研究院，上海 200031)

隨著我國城市交通建設(shè)快速發(fā)展，運(yùn)量不斷增加，線路覆蓋范圍不斷擴(kuò)大，交通噪聲對沿線居民日常生活造成不良影響的情況日益普遍，交通噪聲污染已成為我國城市主要矛盾之一。各大城市交通噪聲污染投拆量往往位居各項污染投訴之首，成為群眾反映的突出環(huán)境問題。

目前，我國對城市交通噪聲的治理大多側(cè)重于環(huán)境噪聲控制。由于經(jīng)濟(jì)上、技術(shù)上的原因，有時室外噪聲排放量很難進(jìn)一步降低，此時采取被動防護(hù)措施（如隔聲門窗等），使住宅建筑室內(nèi)噪聲符合有關(guān)聲環(huán)境質(zhì)量保護(hù)的要求，改善居民生活與居住質(zhì)量。對于噪聲而言，聲級（A）相同時頻譜可能相差較大，可能有不同的聽覺效果。因此在既有住宅隔聲降噪改造時，需根據(jù)室外噪聲的頻譜特性、傳播特性、噪聲大小以及建筑本體隔聲性能等確定噪聲控制目標(biāo)和策略，缺少頻譜信息將很難進(jìn)行經(jīng)濟(jì)合理的噪聲控制設(shè)計?？紤]到城市交通類型多樣，如道路交通、軌道交通、飛機(jī)等，掌握各類城市交通附近既有住宅室外聲環(huán)境噪聲頻譜，對既有住宅隔聲降噪設(shè)計具有非常重要的意義。

有研究者對道路、軌道、飛機(jī)噪聲的傳播與分布特征等進(jìn)行了研究[1-6]，但對交通源附近建筑聲環(huán)境特征方面研究較少。本文在對道路交通、軌道交通、飛機(jī)噪聲的產(chǎn)生機(jī)理及影響因素進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，利用專業(yè)噪聲測量設(shè)備及噪聲頻譜分析設(shè)備，對既有住宅建筑的室內(nèi)外噪聲級和噪聲頻譜進(jìn)行監(jiān)測，深入分析各類城市交通沿線既有住宅建筑室內(nèi)外聲環(huán)境噪聲特征，為城市交通沿線既有住宅建筑隔聲降噪設(shè)計提供支持。

1 噪聲產(chǎn)生機(jī)理及影響因素

城市道路交通噪聲是指各種機(jī)動車輛在道路行駛過程中產(chǎn)生的整體綜合噪聲。車輛本身噪聲由車輛驅(qū)動系統(tǒng)產(chǎn)生的動力噪聲、運(yùn)動系統(tǒng)噪聲和喇叭噪聲構(gòu)成。影響道路交通噪聲的因素有車輛本身構(gòu)造系統(tǒng)、車流量、車型比、車速、車流密度、路面材料特征、路段性質(zhì)(直路或十字路口)、道路結(jié)構(gòu)(包括地面道路、高架道路)、道路坡度以及鳴號次數(shù)等。道路交通噪聲是各影響因素共同作用的結(jié)果。

城市軌道交通系統(tǒng)的運(yùn)行噪聲根據(jù)聲源不同通常可分為輪軌噪聲、牽引動力系統(tǒng)噪聲、制動系統(tǒng)噪聲、軌道結(jié)構(gòu)物噪聲和氣流噪聲等。城市軌道交通產(chǎn)生的噪聲是上述各種噪聲的綜合效果，并受列車運(yùn)行狀態(tài)和軌道設(shè)備狀態(tài)的影響。

飛機(jī)噪聲主要指飛機(jī)在起飛、降落、滑行和發(fā)動機(jī)試車時產(chǎn)生的各種噪聲源的聲輻射總和。飛機(jī)噪聲具有聲壓級高、影響范圍廣、低頻（＜250 Hz）噪聲大、噪聲源非穩(wěn)態(tài)運(yùn)動、且有時空間斷性及累加性等特征。飛機(jī)噪聲與飛機(jī)類型、飛航距離有關(guān)，起飛與降落時的噪聲值相差很大。

2 城市交通噪聲監(jiān)測

2.1 測點布置

以上海市中環(huán)路高架復(fù)合道路、鐵路上海南站、虹橋機(jī)場附近既有住宅隔聲降噪改造為背景，分別選擇4棟、4棟、5棟噪聲敏感住宅建筑布點監(jiān)測。所有測點住宅均建于上世紀(jì)90年代，為6層磚混結(jié)構(gòu)，層高2.8 m。機(jī)場附近測點距跑道端部及中心線的距離見表1。

表1 布置住宅中的測點位置/m

經(jīng)環(huán)境評估單位評估，布置測點的住宅所在小區(qū)聲環(huán)境質(zhì)量較差，住宅室外噪聲級不滿足規(guī)范限值要求，有必要對住宅建筑進(jìn)行隔聲降噪改造，使住宅室內(nèi)噪聲滿足規(guī)范限值要求。

中環(huán)路高架復(fù)合道路測試路段周邊聲環(huán)境較為復(fù)雜，由地面道路系統(tǒng)、地面立交系統(tǒng)（跨線橋）、高速快速路系統(tǒng)（高架道路）3系統(tǒng)共5層結(jié)構(gòu)組成。高架橋高度約21 m，跨線橋高度約10 m。4棟布置測點的住宅位于高架復(fù)合道路西側(cè)，距高架道路邊線均約25 m，皆側(cè)對高架道路。1#測點距離匝道最近，距匝道中心線22 m，距匝道邊線18 m，距跨線橋邊線11 m。1#－4#測點距西向南匝道中心點的距離分別約為150 m、270 m、360 m、450 m。監(jiān)測時在各布置測點住宅2樓、4樓、6樓臨近道路朝南房間室外布置儀器，同步監(jiān)測。

上海南站附近4棟監(jiān)測住宅位于鐵路東南側(cè)，為臨線第1排住宅，距鐵路線較近，最近約15 m。其中，1#、2#測點主要受鐵路及鐵路編組噪聲影響，3#、4#測點主要受鐵路噪聲影響。1#－4#測點距上海南站中心點的距離分別約為860 m、1 490 m、1 590 m、2 000 m。監(jiān)測時在各測點住宅2樓、4樓、6樓臨近鐵路線的朝北房間室外布置儀器，同步監(jiān)測。

機(jī)場附近5棟測點住宅位于虹橋機(jī)場跑道西北側(cè)，地處北翟路以南、七莘路以東、吳北路以北、東美路以西。其中，3#測點附近有高架復(fù)合道路，因此噪聲源為飛機(jī)和高架復(fù)合道路形成的復(fù)合噪聲源。監(jiān)測時在各測點住宅6樓朝南房間室外布置儀器。測試工況飛機(jī)以起飛為主。各測點的位置見表1。

2.2 監(jiān)測依據(jù)

本次監(jiān)測依據(jù)有《聲學(xué)環(huán)境噪聲的描述、測量與評價第2部分：環(huán)境噪聲聲級測定》GB3222.2-2009、《聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》GB 3096-2008、《民用建筑隔聲設(shè)計規(guī)范》GB 50118-2010、《聲學(xué)建筑和建筑構(gòu)件隔聲測量》GB/T19889-2005、《建筑隔聲測量規(guī)范》GBJ75-1984及《鐵路邊界噪聲限值及其測量方法》GB 12525-1990、《機(jī)場周圍飛機(jī)噪聲測量方法》GBT 9661-1988等。

2.3 測量儀器

測量儀器為AWA6228+型多功能聲級計。測量前后用聲級校準(zhǔn)器進(jìn)行校準(zhǔn)。傳聲器布置位置為：室外距窗外1 m，距樓地面高度1.5 m。連續(xù)監(jiān)測24小時，所有監(jiān)測皆從上午10:00開始啟動至第2天上午10:00結(jié)束。

2.4 測量因子

測量因子有室外聲環(huán)境噪聲小時頻譜Leq、晝間16小時平均等效聲級Ld、夜間8小時平均等效聲級Ln等。噪聲監(jiān)測照片見圖1。

3 城市交通沿線既有住宅室外聲環(huán)境噪聲特征分析

3.1 高架復(fù)合道路附近

4個測點住宅2樓、4樓、6樓室外噪聲小時頻譜（10:00—11:00）見表2。

圖2對各測點室外聲環(huán)境噪聲小時頻譜進(jìn)行了比較。由結(jié)果可知：

(1)4個測點室外噪聲夜間均超標(biāo)（監(jiān)測路段按聲環(huán)境功能區(qū)類別應(yīng)為4 a類，要求晝間等效聲級Ld不大于70 dB（A），夜間等效聲級Ln不大于55 dB（A））；

(2)高架復(fù)合道路沿線住宅室外環(huán)境噪聲主要以中低頻為主，在16 Hz～125 Hz范圍內(nèi)噪聲較大，噪聲峰值出現(xiàn)在63 Hz；在125 kHz～1 kHz范圍內(nèi)，噪聲值基本相同；大于1 kHz后，噪聲急劇減?。?/p>

(3)3#測點臨近十字路口，因此該處室外噪聲相較而言最大；

(4)豎向上，1#測點住宅各樓層噪聲值基本相同，其余測點住宅6樓噪聲值最大。這是因為1#測點臨近匝道、跨線橋和高架橋，各樓層位置均有噪聲源影響。其余測點臨近跨線橋和高架，4樓以下位置處于跨線橋和高架橋以下，6樓位置處于高架道路以下、跨線橋以上，跨線橋聲屏障作用不明顯。圖3給出4#測點室外聲環(huán)境噪聲小時頻譜（10:00—11:00）。

圖1 城市交通沿線既有住宅室外聲環(huán)境噪聲監(jiān)測

表2 高架復(fù)合道路沿線既有住宅室外聲環(huán)境噪聲小時頻譜（10:00—11:00）及Ld、Ln監(jiān)測結(jié)果Leq

圖2 高架復(fù)合道路沿線測點室外聲環(huán)境噪聲小時頻譜Leq（10:00—11:00）

圖3 高架復(fù)合道路沿線4#測點室外聲環(huán)境噪聲小時頻譜Leq（10:00—11:00）

3.2 鐵路沿線既有住宅室外聲環(huán)境噪聲特征

鐵路沿線測點室外聲環(huán)境噪聲小時頻譜（10:00—11:00）及Ld、Ln監(jiān)測結(jié)果見表3。圖4對各測點室外聲環(huán)境噪聲小時頻譜進(jìn)行了比較。由結(jié)果可知：

(1)4棟住宅各樓層室外夜間噪聲超標(biāo)（監(jiān)測位置按聲環(huán)境功能區(qū)類別應(yīng)為2類，要求晝間等效聲級Ld不大于60 dB（A），夜間等效聲級Ln不大于50 dB（A））；

(2)4棟住宅各樓層的噪聲頻譜規(guī)律基本相同，以中低頻為主，峰值出現(xiàn)在16 Hz～63 Hz。隨著頻率的增大噪聲值開始緩慢減小，125 kHz～1 kHz范圍內(nèi)，噪聲值大致相等，大于1 kHz時，噪聲值急劇減小；

原因分析：測點住宅皆距離車站較近，列車處于啟動或低速行駛狀態(tài)，此時，主要聲源為車輛動力設(shè)備噪聲。車輛動力設(shè)備噪聲主要為低頻噪聲。隨著車速的增加，輪軌噪聲成為主要噪聲源，速度越快，輪軌噪聲越大。輪軌噪聲主要以中低頻成分為主；

(3)除1#測點在低頻（＜63 Hz）范圍內(nèi)噪聲較大外，四個測點在相同高度樓層上各頻率的噪聲值大致相同；

(4)豎向上，對于1#測點，在16 Hz～250 Hz范圍內(nèi)，2樓的噪聲值最大。隨著高度的增大，噪聲值先減小后增大，250 kHz～2 kHz范圍內(nèi)，各層噪聲值大致相等，大于2 k Hz后，噪聲值急劇減小，其中2樓的噪聲值減小最快，4樓與6樓減小程度基本相同。對于2#至4#測點，在16 Hz～500 Hz范圍內(nèi)，2樓的噪聲值最大，4樓和6樓的噪聲值基本相同。大于500 Hz后，各層噪聲隨頻譜的變化規(guī)律基本相同。圖5給出1#、2#測點住宅室外聲環(huán)境噪聲小時頻譜。

表3 鐵路沿線既有住宅室外聲環(huán)境噪聲小時頻譜（10:00—11:00）及Ld、Ln監(jiān)測結(jié)果Leq

圖4 鐵路沿線測點室外聲環(huán)境噪聲小時頻譜Leq（10:00—11:00）

圖5 鐵路沿線2#測點住宅室外聲環(huán)境噪聲小時頻譜Leq（10:00—11:00）

3.3 機(jī)場附近既有住宅室外聲環(huán)境噪聲特征

機(jī)場附近既有住宅室外聲環(huán)境噪聲小時頻譜（10:00—11:00）及Ld、Ln監(jiān)測結(jié)果見表4。

圖6給出各測點室外噪聲小時頻譜。由結(jié)果可知：

圖6 機(jī)場附近測點室外噪聲小時頻譜Leq（10:00—11:00）

(1)機(jī)場附近住宅室外聲環(huán)境噪聲的頻譜規(guī)律基本相同，主要集中在中低頻段，在31.5 Hz出現(xiàn)較小峰值。125 kHz～1 kHz范圍內(nèi)，噪聲值大致相同，有緩慢減小趨勢，1 kHz以后，噪聲值急劇減小。

(2)2#測點Ld、Ln值最高，其余測點的Ld、Ln值大致相同。晝間噪聲級在dB之間，夜間在dB之間。這是因為測點距離機(jī)場跑道最大為1公里左右，仍在飛機(jī)噪聲影響的主要范圍內(nèi)，2#測點距離機(jī)場最近，因此噪聲值較大。

4 城市交通沿線既有住宅室外聲環(huán)境噪聲頻譜比較

為進(jìn)一步了解城市高架復(fù)合道路、鐵路、機(jī)場附近既有住宅室外聲環(huán)境噪聲頻譜的異同，圖7將高架復(fù)合道路附近2#測點住宅2樓、鐵路附近3#測點住宅2樓、機(jī)場附近1#、3#測點住宅6樓室外聲環(huán)境噪聲監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行比較。

圖7 城市交通附近既有住宅室外噪聲小時頻譜比較（10:00—11:00）

由圖7可知，高架復(fù)合道路沿線、鐵路沿線、機(jī)場附近、同時在機(jī)場與高架復(fù)合道路附近的既有住宅室外聲環(huán)境噪聲特征基本相同：噪聲皆以中低頻為主，除高架復(fù)合道路的峰值出現(xiàn)在63 Hz外，其余幾種類型的峰值出現(xiàn)在31.5 Hz。在125 Hz～1 kHz范圍內(nèi)，噪聲值大致相等，1 kHz以后噪聲隨頻率的增大而急劇減小。

5 結(jié)語

本文對道路交通、軌道交通、飛機(jī)噪聲的產(chǎn)生機(jī)理及影響因素進(jìn)行分析，并利用專業(yè)噪聲測量設(shè)備及噪聲頻譜分析設(shè)備，對既有住宅建筑室外聲環(huán)境噪聲進(jìn)行監(jiān)測，深入分析各類城市交通沿線既有住宅建筑室外聲環(huán)境噪聲頻譜特征，為城市交通沿線既有住宅建筑隔聲降噪設(shè)計提供支持。

表4 機(jī)場附近既有住宅室外聲環(huán)境噪聲小時頻譜（10:00—11:00）及Ld、Ln監(jiān)測結(jié)果Leq

經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)，城市道路交通、軌道交通、飛機(jī)、飛機(jī)與高架道路復(fù)合噪聲的頻譜特征基本相同。因此，適用于其中某類交通沿線既有住宅的隔聲降噪改造技術(shù)在其他類交通沿線既有住宅隔聲降噪改造中也將具有較好的適用性。

參考文獻(xiàn)：

[1]王亞平，蓋磊.城市高架復(fù)合道路交通噪聲垂直面聲場研究[J]. 噪聲與振動控制，2012，32(2)：136-141.

[2]仇豐，施麗莉.高架復(fù)合道路交通噪聲時空分布規(guī)律研究[J]. 環(huán)境監(jiān)測與管理技術(shù)，2009，21(3)：62-64.

[3]孫維娜，李莉，羅雁云.軌道交通列車不同運(yùn)行速度下噪聲特性對比研究[J].華東交通大學(xué)學(xué)報，2014，31(2)：32-37.

[4]張海濱，蔣偉康，萬泉.城市軌道列車噪聲輻射特性的試驗研究[J]. 振動與沖擊，2010，29(11)：83-89.

[5]張青，閆國華，方括.機(jī)場附近的噪聲環(huán)境和住宅的隔聲改造[J]. 噪聲與振動控制，2011，31(2)：75-80.

[6]王文團(tuán)，李恒慶，盧守舟，等.機(jī)場周圍飛機(jī)噪聲影響規(guī)律的研究[J]. 中國環(huán)境監(jiān)測，2008，24(6)：92-96.