基于Noise System 软件的城市高架桥噪声预测研究

张三香

（厦门市政南方海洋科技有限公司 福建厦门 361000）

0 引言

根据《2022 年中国生态环境状况公报》，2022 年全国交通干线两侧区域夜间声环境功能区达标率仅为70.4%。可见，交通噪声对交通干线两侧敏感建筑（住宅、学习、医院等）的噪声影响越来越明显，相关问题也逐渐受到关注。声屏障作为城市高架桥梁优先考虑的噪声防治措施，如何根据各类敏感建筑物的特点，合理选择其长度、高度、类型至关重要。本文借助Noise System 软件，对拟建道路声屏障的设计进行研究，为各敏感点选择合适的声屏障方案。

1 工程概况

某市政道路按照城市快速路标准建设，设计速度60 km/h，双向六车道，采用沥青混凝土路面。主线桥标准宽度27 m，布置为0.5 m 防撞护栏+12.75 m 机动车道+0.5 m 中分带护栏+12.75 m 机动车道+0.5 m 防撞护栏，桥面离地高度7 m。线路沿线分布有2 个敏感点。本文拟通过Noise System 软件对各敏感点噪声进行预测，并比选多个噪声防治措施方案，以期为各个敏感目标选取最适宜的防治措施。道路沿线敏感目标情况见表1。

表1 道路沿线敏感目标情况一览表

2 预测软件介绍及基础参数选取

（1）Noise System 噪声软件。该预测软件是根据《环境影响评价技术导则 声环境》（HJ 2.4—2021）构建，基于GIS 的三维噪声影响评价系统，综合考虑了预测区域内所有声源、遮蔽物、气象要素等因素在声传播过程的综合效应，给出符合技术导则要求的计算结果。

（2）车流量。本案例预测选用的交通量参数为道路夜间小时交通量，其中小型车、中型车和大型车流量分别为253、78、54 辆/h。

（3）声环境背景值。敏感点A 夜间背景值设定为45.3 dB（A），敏感点B 夜间背景值设定为46.2 dB（A）。

3 敏感点噪声预测结果分析及声屏障方案的选择

3.1 噪声预测公式

敏感点噪声预测所采用的声叠加公式见式（1）。

式中：Leq，预为预测点环境噪声预测值，dB（A）；Leq，贡为预测点交通噪声贡献值，dB（A）；Leq，背为预测点环境噪声背景值，dB（A）。

3.2 敏感点A

敏感点A 为低矮类建筑群，涉及长度200 m。本次研究选取距离拟建道路最近的1 栋建筑物进行噪声预测。软件预测结果显示，在未采取措施的情况下，敏感点A 各楼层噪声预测值在53.6～58.6 dB（A），均超过《声环境质量标准》（GB 3096—2008）中的2 类夜间标准，需采取降噪措施。

3.2.1 声屏障高度选择

根据《声屏障声学设计和测量规范》的相关要求，道路两侧声屏障不宜设置过高，一般不超过6 m［1］。假设道路右侧设置无限长悬臂声屏障（悬臂高0.5 m、宽0.5 m），建立1、2、3、4、5、6 m 等不同高度的声屏障模型，预测不同高度声屏障下敏感点A 噪声预测值，并给出降噪效果，具体见表2 及图1。

图1 不同高度声屏障降噪效果图

表2 设置不同高度声屏障后敏感点A 各楼层噪声预测值 单位：dB（A）

由表2 可知，假设道路设置无限长悬臂声屏障，声屏障高度<3 m 时，敏感点A 部分楼层夜间噪声预测值仍会超过《声环境质量标准》（GB 3096—2008）中的2 类夜间标准（夜间≤50 dB（A））；声屏障高度>4 m 的情况下，敏感点A 各楼层噪声预测值均能满足GB 3096—2008 中的2 类夜间标准。

由图1 可知，声屏障高度越高，降噪效果越好。但在实际建设过程中，考虑到安全、景观及造价问题，声屏障高度不可能无限高。根据表2 预测结果，假设道路设置无限长悬臂声屏障，针对敏感点A 的声屏障高度可考虑设置4～5 m 高。

3.2.2 声屏障延伸长度的选择

实际建设过程中，声屏障长度同样不可能无限长。声屏障长度过短，声屏障端头效应严重，会大大减小声屏障的降噪效果；但声屏障长度过长，也会造成不必要的浪费。因此，在实际评价过程中可利用Noise System 软件建立模型，针对敏感建筑物保护区的具体情况，选定一个合适的长度。

声屏障设计长度为敏感建筑物区域长度加两端附加长度，附加长度不宜＜50 m［2］。在选用同一种材质、结构及厚度声屏障的前提下，基于不同高度（4.0、4.5、5.0 m）的声屏障模型，通过调整声屏障延伸长度，采用软件计算出满足敏感点A 降噪效果的延伸长度，详见表3。

表3 设置不同高度、不同延伸长度声屏障后敏感点A 噪声预测结果 单位：dB（A）

根据表3 预测结果，满足敏感点A 声环境需求的声屏障方案有3 个：①设置4.5 m 高悬臂声屏障，两端各延长200 m；②设置5.0 m 高悬臂声屏障，两端各延长150 m。敏感点A 保护长度为200 m，计算可得方案一需设置声屏障面积为2 700 m2，方案二需设置声屏障面积为2 500 m2，详见表4。声屏障价格以单位面积收费，方案二既能满足敏感点声功能需求，又比较经济实惠。因此，选择方案二为敏感点A 声屏障设计方案。

表4 敏感点A 噪声措施方案

3.3 敏感点B

敏感点B 为高层建筑，预测时分别预测各楼层噪声预测值。根据软件预测结果，敏感点B 噪声各楼层噪声预测值随着楼层的升高先增加后降低，第3 层达到最大值；从第2 层开始夜间噪声预测值均超过相应声功能区夜间标准，需采取降噪措施。

一般情况下，声屏障高度越高，其声影区越大，声影区内降噪效果明显，而在照明区内声屏障基本不起作用。敏感点B为高层建筑，为尽量让各楼层均位于声影区范围内，本次研究直接考虑单侧设置6 m 悬臂声屏障的情况下，敏感点B 各楼层噪声预测值是否能满足相应的声功能区标准。

根据软件预测结果，在采取单侧设置无限长6 m 高悬臂声屏障（悬臂高0.5 m、宽0.5 m，半封闭声屏障）的情况下，7 层以下均可满足相应声功能区标准，8 层以上超过相应的声功能区标准。由此可见，半封闭声屏障仅对声影区内的部分楼层有一定的降噪效果，无法满足敏感点B 各楼层均符合相应声功能区的要求，可考虑设置全封闭声屏障。

全封闭声屏障是指在道路上安装的隧道式声屏障［2］，可将道路与敏感建筑物完全隔离开，有效降低交通噪声对外界环境的影响。为满足车辆限高和安全行驶要求，全封闭声屏障的高度≥4.5 m［2］。为更好地与6 m 半封闭声屏障降噪效果对比，本次研究考虑设置6 m 高全封闭声屏障。由于Noise System 软件无全封闭声屏障模型，采用以道路两侧各采取6 m 悬臂声屏障［悬臂高0.5 m、宽13.5 m（半路幅宽）］构建全封闭声屏障模型进行预测。

根据预测结果，采取全封闭声屏障后，对敏感点B 所有楼层均有一定的降噪效果，各楼层均可达到相应的声功能区标准。因此，为保证敏感点B 各楼层均满足相应的声功能区标准，敏感点B 对应路段应设置全封闭声屏障。

采取各类声屏障后敏感点B 各楼层噪声预测结果详见表5 和图2，各措施降噪效果详见图3。

图2 采取声屏障前后敏感点B 各楼层噪声预测结果对比图

图3 降噪效果对比图

表5 采取声屏障前后敏感点B 各楼层噪声预测结果 单位：dB（A）

4 结论

（1）低矮建筑类型，声屏障降噪效果与声屏障高度及长度息息相关。实际环境影响评价过程中，可通过Noise System 软件建立模型模拟实际情况，为敏感点路段声屏障设计提供合理的高度及长度参考数据，选取满足相应声功能区要求且经济可行的最优方案。

（2）半封闭声屏障仅对其声影区内的敏感点具有降噪效果，若敏感点为高层建筑，为保证高层住宅的声环境质量，可考虑设置全封闭声屏障。

（3）本文选取某市政高架桥梁为案例，采用Noise System建立仿真模型，研究沿线敏感点的声屏障方案。针对本次研究对象，道路临敏感点A 一侧可选择设置半封闭悬臂声屏障，声屏障高度5 m、两端各延长150 m；临敏感点B 路段选择设置6 m高全封闭声屏障；能有效减小交通噪声对敏感点的影响，保证各敏感点声环境质量达相应的声功能区标准。