青岛市主干道沿线高层建筑的交通噪声研究

庄 敏，韩 勇，周圣川，徐 铭，苗田林

1．中国海洋大学信息科学与工程学院，山东 青岛 266100

2．青岛市环境保护局李沧分局，山东 青岛 266000

随着中国城市化进程的不断加快，交通道路网日趋密集，随之产生的噪声污染已成为制约城市人居环境质量提高的重要因素［1］。1995年以来，中国城市居民对噪声的投诉比例占所有环境投诉的62%，并仍有逐年上升的趋势。由于道路交通噪声污染对沿线居民的正常生活、工作、学习、休息环境造成干扰且程度和范围不断加剧和扩大，因此公路交通噪声污染已经成为道路沿线居民最为关注的环境污染问题［2-4］。我国对城市交通噪声的研究虽多，但主要集中在噪声垂向分布规律及防治［5-10］方面。笔者选取青岛市快速路周边高层建筑物进行垂向噪声实测，结合理论推导得出高层建筑垂直面上交通噪声峰值点，继而得出噪声峰值点与道路中心线之间的连线与水平地面间的角度关系;从而可以在已知高层建筑到道路中心线距离及建筑物高度的前提下，得出待建或已建高层建筑物交通噪声的峰值点，为道路沿线高层建筑的交通噪声污染治理提供参考。

1 研究方法

1.1 研究区域

东西快速路是青岛市历史上第一条城市快速通道，在城市规模快速扩张的过程中，有效缓解了青岛市的交通压力。快速路给人们带来交通便利的同时，也带来了噪音污染，来自于发动机的振动噪声、排气噪声以及鸣笛噪声等形成了一个横跨城市东西的噪声带，超过了国家规定的城市区域噪声标准，居民的日常生活受交通噪声的影响较大。

选取东西快速路与山东路交界处的山宁商务酒店及其周边区域作为研究对象，见图1。该区域位于城市主干道沿线，噪声来源主要是交通噪声，主干道与建筑物间绿化齐全，具备我国城市主干道沿线的分布特征。酒店周边的绿化以及道路距离信息主要来源于CAD底图，楼层的高度信息通过手持红外测距仪实测得出。

图1 研究区域断面图

1.2 监测方法及依据

噪声数据的采集按照国家标准中的有关规定，在无雨、无雪以及风速在5 m/s以下的天气条件下进行，具体日期为9月17日，10月15、20日，11月3、10、26日，监测点设在距东西快速路64 m的山宁商务酒店，在酒店不同楼层等间距布点，布点楼层同时进行监测，从而获得同一监测时段内相应楼层的交通噪声值。在每个楼层监测次数不超过2次的前提下共获得1 324组噪声监测值。

在高层建筑的垂直噪声值数据采集中，利用AWA6270+型噪声分析仪，采用A计权网络进行数据监测，测量指标包括等效声级(Leq)以及累计百分声级(L5、L10、L50、L90)等，每 10 min 记录 1次噪声值，数据的采样间隔为0.1 s。以监测日期为编号，布点楼层详见表1。

监测过程均按照《声学 环境噪声测量方法》(GB/T 322—1994)及《公路建设项目环境影响评价规范》(试行)(TJ 7005—1996)中有关要求进行。监测时只考虑快速路的噪声影响，原因有2点：监测点都位于朝向快速路的楼面;山东路到监测酒店的距离相对较远且两者之间还有其他高层建筑及绿化带，因此来自于山东路的噪声有所衰减，对监测楼面的影响很小。

表1 山宁商务酒店监测布点

1.3 数据处理与分析

首先，将交通噪声监测数据导出，统筹分析同一监测编号下不同楼层的监测数据，由于噪声的主要来源是城市主干道的交通噪声，所有楼层的监测数据有共同的变化规律。若某1楼层监测点因受到其他因素的影响(如监测仪器接口松动、楼梯间过路人的交流、房屋装修等)，而出现监测点数据的变化规律与其余楼层不相符或者出现数据骤变的情况，则将该楼层这个监测值剔除。

其次，利用Grapher数据分析软件对处理好的数据绘制连续线状图。

最后，根据线状图和声传播原理对高层建筑的空间交通噪声值进行分布规律分析以及噪声监测值的差异性分析，得出噪声值的峰值点，再根据分布规律及采集监测区域的距离数据，得出峰值点与道路中心线的角度关系。

2 结果与分析

2.1 高层建筑交通噪声峰值点

图2为不同监测日获得的交通噪声分布图。

图2 交通噪声分布图

当噪声源来源(城市主干道)确定时，城市主干道周边高层建筑物上的噪声分布规律也是确定的。由图2可以看出，高层建筑上的交通噪声值随着楼层的增加呈现先增加后减小的规律。

各监测日噪声峰值点所在的楼层分别为10、9、12、11层。同一建筑噪声值的差异主要来自于防噪林、地面效应以及距离衰减。为了尽量减少由于外部环境带来的交通噪声值间的差值，取监测间隔较短的 MN1015、MN1020、MN1103和MN1110 4次监测数据，将各层的监测指标Leq取平均值，以12层平均值为基准，噪声垂直特性分布差异图如图3所示。

图3 监测值的统计差异图

高层建筑的交通噪声值是先增加后减小，在12层(距离地面36.5 m)达到交通噪声峰值点。

2.3 峰值点与道路中心线的角度关系

CAD底图中的距离信息和实测得到的山宁商务酒店楼层的高度信息如表2所示。

表2 酒店及其周围的距离信息 m

由表2可知，道路中心线到酒店的距离是64 m，峰值点12层到地面的距离是36.5 m，峰值点与道路中心线的角度约为30°。

2.4 角度验证

另选取青岛市东西快速路沿线5个到快速路距离不等的高层建筑，布设24个监测点进行交通噪声值的监测，相关距离信息如表3所示。将建筑上布设的监测点位置转换为其与道路中心线间的角度关系。用实测到的角度关系与理论推测值(30°)相比较，结果如图4所示。

表3 测点的位置及其监测值

图4 高层建筑的实测验证

大部分建筑物峰值点与道路中心线间角度关系的预测精度在±0.5°之间，说明研究所得角度关系对于高层建筑峰值点楼层高度的预测精度比较高。

距快速路中心线44 m处的高层建筑实测值的角度关系是40°，相比预测值(30°)误差甚大。主要是因为此处的快速路是高架路，距水平地面12 m，根据声传播及叠加原理，该处高层建筑物峰值点的位置高于非高架路沿线建筑物12 m。

由实测结果可知此建筑的峰值点位于12层，根据表4中的距离信息计算得知，若不考虑高架路的影响，距离快速路中心线44 m的高层建筑噪声峰值点应位于9层，若考虑高架路的影响，峰值点的高度为(2.8×9+12)m，即为此建筑的12层。

表4 距离信息 m

4 结论

1)研究结果充分考虑了城市主干道周边的绿化分布，不仅能得出交通噪声的分布规律，还可以得出高层建筑上的噪声峰值点。

2)在城市主干道周边的高层建筑，其交通噪声峰值点与道路中心的连线和水平地面间存在角度关系，约为30°。

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