临街高层建筑垂向交通噪声预测及修正

时间：2024-08-31

徐碧云

（福建省华厦能源设计研究院有限公司福建福州 350003）

0 引言

环境噪声是指在工业生产、建筑施工、交通运输和社会生活中所产生的干扰周围生活环境的声音。根据生态环境部公布的《中国环境噪声污染防治报告》中调查数据显示：2018年，全国324个地级及以上城市开展了环境噪声监测和评价，结果表明，全国城市功能区声环境昼间监测总点次达标率为92.6%，夜间监测总点次达标率为73.5%，昼间区域声环境质量等效声级平均值为54.4 dB，夜间为46.0 dB，昼间道路交通噪声等效声级平均值为67.0 dB，夜间为58.1 dB，在各类功能区中交通干线两侧区域的达标率最低［1］。交通噪声已成为城市噪声污染的主要原因，尤其对道路沿线的敏感点影响最为突出。许霄云等通过对福州市鼓楼区主要城市道路的噪声水平进行监测，监测结果显示鼓楼区的交通噪声超标状况严重［2］。而临街建设的住宅楼较多，对交通噪声的防治显得尤为重要。

本次试验旨在通过对测点噪声实测值与预测值的对比，分析二者之间存在差异的可能原因，为交通噪声预测参数选取提供参考意见，从而尽量缩小预测值与实测值之间的误差，使得在此基础上提出的污染治理措施更切实可行。

1 测点选择

1.1 试验道路

选福州市三环路作为试验道路。三环路位于福州市城市外环，属于城市快速路。本次试验路段位于洪塘大桥至湾边大桥间，道路包括三环主路及辅路，道路宽65 m，其中主路宽42 m，双向六车道；左侧辅路宽8 m，单向两车道；右侧辅路宽15 m，单向两车道；主路设计车速80 km/h，辅路车速40 km/h。

1.2 敏感建筑物

选取三环路东侧洪塘新村临路第一排建筑2#、4#楼作为影响点进行监测，建筑物均垂直于三环路，建筑物对面为公园绿地。2#楼为地下1层、地上26层的商住楼，其中地上一、二层为商业店铺，以上为住宅。4#楼为地下1层、地上32层的商住楼，其中地上一、二层为商业店铺，以上为住宅。

2 实测方案

2.1 测量仪器

测量设备为杭州爱华AWA6228声级计，测量前以AWA6222A型声级校准器进行校准。

2.2 监测点位

建筑物临路一面多为墙体，本次监测点选择在建筑侧面离三环路最近的过道窗口，每层楼均保持在同一点进行监测。监测时窗户打开，将噪声仪伸出窗外进行测量。

2#楼测点与三环路辅路水平距离约50m，4#楼测点与三环路辅路水平距离约46 m。

2.3 监测方法

监测时间为2020年4月8日—15日期间，天气晴朗，风速小于 2 m/s，监测时段选取 9∶00～11∶00 和 15∶00～17∶00，尽量避免天气因素影响。根据《声环境质量标准》（GB3096—2008）附录3中相关监测要求，每个测点连续监测20 min等效声级LeqA［3］。由于条件限制，无法做到各楼层同时测量，本次为各点逐一监测，监测同时记录实时车流情况。

3 预测方法

3.1 预测模式

目前我国环境影响评价中道路交通噪声预测主要应用《环境影响评价技术导则声环境》（HJ2.4—2009）附录A中规定的公路（道路）交通运输噪声预测模式［4］。

（1）第i类车等效声级的预测模式

（2）总车流等效声级

3.2 预测参数确定

3.2.1 线路因素引起的修正量（ΔL1）

（1）纵坡修正量（ΔL坡度）。 β 为公路纵坡坡度（%），试验路段三环主路坡度为0，修正量为0；三环辅路坡度为0.5%，以下式计算其纵坡修正量：大型车：ΔL坡度=98×β（dB）；中型车：ΔL坡度=73×β（dB）；小型车：ΔL坡度=50×β（dB）。

（2）路面修正量（ΔL路面）。三环路为沥青路面，ΔL 路面取值为0。

3.2.2 声波传播途径中引起的衰减量（ΔL2）

本次选取的测点与道路之间不存在声屏障，也不属于声影区，声波传播途径中引起的衰减量主要考虑空气吸收及地面效应引起的衰减。

（1）空气吸收引起的衰减（Aatm）

式中：a为温度、湿度和声波频率的函数，监测时期平均气温约20～25℃，相对湿度75%～78%，预测时采用气温20℃、相对湿度70%、倍频带中心频率500 Hz的大气吸收衰减系数α为2.8 dB/km。

（2）地面效应衰减（Agr）。敏感建筑与路面之间设有约30 m绿化带，地面类型属于大部分为疏松地面的混合地面，地面效应引起的倍频带衰减可用下式计算：

若Agr计算出负值，则Agr可用“0”代替。

3.2.3 由反射等引起的修正量（ΔL3）

本选取的预测点对面不存在其他反射物体，因此不考虑由反射等引起的修正量。

4 实测结果与预测值对比

由于车速和车流量都与噪声值之间存在显著相关［5］，为避免因车流量波动产生的误差，每个预测值均以该点监测时段实时车流量观测数据进行预测。实测结果与预测值对比情况见表1、表2，二者差异对比图见图1。根据对比结果，各楼层噪声预测值均大于实测值，误差值在2.9～9.5 dB，而且低楼层的相对于高楼层的来说误差值更大。

5 存在差异分析

交通噪声垂向分布受影响因素较多，包括建筑立面对噪声的反射及散射、车辆状况、路面材质、绿化带植被对噪声的吸收、其他物体遮挡等多方面影响。在本次预测过程中已考虑了路面材质、坡度等修正量，还考虑了地面效应以及空气吸收引起的衰减。根据测点周边实际情况调查，测点周边100 m范围内无交叉路口，不考虑交叉路口的噪声修正；三环路对面无其他建筑物，不存在因建筑物反射形成声谷地形的混响声场；预测点与路面距离约50 m，距离较远，路面反射声影响较小。由于车辆状况较不稳定，无法采取参数计算进行修正，预测中与实测数据间存在差异的可能性原因考虑绿化带植被对噪声的吸收及其他物体遮挡的影响。试验尝试参照经验公式进行修正，对修正后的预测值与实测值再次进行对比。

表1 2＃楼各楼层实测结果与预测结果对比情况

表2 4＃楼各楼层实测结果与预测结果对比情况

5.1 绿化林带噪声衰减作用

三环路道路中心线、路缘两侧以及道路与敏感建筑之间均设有绿化带，绿化植被可通过吸声、反射等作用起到隔声降噪的效果（示意图见图2）。

有研究表明绿化带隔声效果与植被的厚度和叶片的密度等密切相关［6］，根据许霄云等对福州市城市道路及植物群落的降噪特性研究的研究结果，福州市现有城市道路绿化带多为乔灌结合方式，植被三维绿量的总量与噪声的衰减量无明显关系，但是路缘绿化带三维绿量与噪声衰减量显著相关［7］。因此，本次绿化带降噪修正仅考虑主路路缘及敏感目标前的绿化带引起的噪声衰减量。绿化带均为乔灌木结合，灌木丛高度约0.8 m，乔木多为5～8 m。根据《环境影响评价技术导则声环境》（HJ2.4—2009）中绿化林带噪声衰减计算公式进行计算。

交通噪声倍频带中心频率取500 Hz，根据位置关系，受绿化带影响的高度为18.2 m以下范围，其中2 m以下主要受灌木丛影响。根据样地实际情况，灌木丛生长茂密，密叶系数取1.0；乔木较为稀疏，且多为近一两年新种乔木，枝叶不甚繁盛，因此乔木带密叶系数取0.6。受绿化带影响的各楼层衰减量计算结果见表3、表4。

表3 修正后2＃楼各楼层实测结果与预测结果对比情况

5.2 相邻建筑物的遮挡作用

小区内相邻建筑物之间存在相互遮挡，可对交通噪声产生一定的衰减作用，本次试验小区临街共有4栋高层建筑，其中2#楼测点南侧为自身建筑遮挡，北侧则被3#楼遮挡，3#楼楼高与2#楼相当，可参照《环境影响评价技术导则声环境》（HJ2.4—2009）中有限长道路进行修正，详见图3。而4#楼北侧则为约5 m高的高地，上方有2～3层的建筑，4#楼北侧的遮挡作用参照有限长声屏障进行修正，详见图4。

有限长声屏障修正量首先计算无限长声屏障修正量后，再根据遮蔽角进行修正。无限长声屏障的衰减计算公式如下：

式中：Abar为无限长声屏障衰减量，dB；f为声波频率，取500 Hz；δ为声程差，m；c为声速，20℃时声在空气中的传播速度取346 m/s。

经计算出无限长声屏障噪声衰减量后，对照修正图查出有限长声屏障的修正值。遮蔽角百分率约60%，经查，4#楼受低矮建筑物影响的各楼层衰减量计算结果见表4。其中1～6F计算结果超出有限长声屏障修正图范围，以上述有限长道路进行修正。

表4 修正后4＃楼各楼层实测结果与预测结果对比情况