由于我国城镇经济的发展以及人口数量的日益增长,城市干道数量与车流量呈大幅增加的趋势,因此交通干道噪声所带来的污染日益加重。 江苏省生态环境厅发布的近5年的城市声环境质量报告显示,江苏省主要环境噪声源有4类,交通噪声位居第二,且存在噪声超标的问题。2019年南京主城区12条快速路两侧共分布35万人口,且道路两侧住宅发生噪声投诉的比例超过10%,随着城市发展,该比例持续上升。由此可见,道路两侧住宅噪声污染已非常严重。长期暴露在该环境下,不仅会影响人们的生活、休息和睡眠,而且对人体也是一种慢性损伤,可能会引起多种疾病,尤其是道路两侧居民受影响最大,临街交通噪声污染已经成为市区环境中的“热点”问题。
由于我国城镇经济的发展以及人口数量的日益增长,城市干道数量与车流量呈大幅增加的趋势,因此交通干道噪声所带来的污染日益加重。
江苏省生态环境厅发布的近5年的城市声环境质量报告显示,江苏省主要环境噪声源有4类,交通噪声位居第二,且存在噪声超标的问题。2019年南京主城区12条快速路两侧共分布35万人口,且道路两侧住宅发生噪声投诉的比例超过10%,随着城市发展,该比例持续上升。由此可见,道路两侧住宅噪声污染已非常严重。长期暴露在该环境下,不仅会影响人们的生活、休息和睡眠,而且对人体也是一种慢性损伤,可能会引起多种疾病,尤其是道路两侧居民受影响最大,临街交通噪声污染已经成为市区环境中的“热点”问题。
现在国外应用最广泛的道路交通噪声预测模型是FHWA(美国)、CRTN(英国)、RLS(德国),这些国家不仅对城市环境噪声做出明确的控制政策,还根据交通设施制定了一系列法律法规。随着我国对噪声问题的关注,国内学者对交通噪声、住宅声环境改善问题进行了深入研究。
以南京市某快速路两侧小区住宅作为噪声测量地点,通过测定道路声环境、小区声环境、不同朝向功能房间(临街和非临街)开窗和关窗的室内噪声水平,深入分析了城市道路两侧小区住宅声环境现状,为城市道路两侧住宅的隔声降噪提供参考。
1 声环境监测
1.1 测量地点
某快速路是南京市重要的交通主干线,双向六车道,设计时速80km/h;辅道为城市主干道,设计时速40km/h;快速路上方为地铁高架线,地铁运行时间为每天5:00~23:00,设计最高时速为100km/h。根据现场调研,测试小区西侧、南侧和北侧均为规划城市支路,双向两车道,车流量较小且车速较低;东侧为快速路和地铁高架线,测试小区距离快速路辅道边界线最近距离约30m,距离地铁高架结构边界最近距离约56m。该小区包括多栋高层住宅楼、多层住宅楼以及配套,测试住宅室内南向卧室和活动室外窗类型为断热铝合金中空玻璃窗5高透Low–E+19A+5(内置遮阳百叶),其余外窗为断热铝合金中空玻璃窗6高透Low–E+12A+6。
1.2 测试内容
本研究为了重点分析快速路对临街住宅的噪声影响,采用专业噪声测试设备(AWA6228+型多功能声级计),对快速路和测试小区进行监测,主要评价快速路、测试小区、住宅室内功能房间声环境水平。
2 城市道路两侧住宅声环境评价
2.1 快速路声环境分析
为了研究快速路的声环境水平,对快速路进行了48h的噪声监测,监测数据如图1所示。从图1噪声变化趋势图可以看出,快速路的噪声整体表现出与城市日常生产、生活和作息规律相似的变化特征:昼间噪声值为65~80dB,夜间噪声值为50~65dB。此波动产生的主要原因是受到交通量的影响,正值上下班高峰期时噪声值达到波峰;夜间尤其是凌晨时,由于交通量骤减,噪声值达到波谷,说明交通量对道路噪声水平干扰严重。 从表1可见,连续两天的道路噪声监测数据均超过了GB3096—2008《声环境质量标准》中规定的4a类声环境功能区昼间噪声70dB(A)、夜间噪声55dB(A)的限值。 测量数据显示,道路昼间的噪声平均水平分别为70.24dB、70.36dB,昼间噪声值超标约0.5dB。 夜间噪声平均水平分别为64.93dB、64.57dB,夜间噪声值超标约10dB,夜间噪声超标严重。 通过监测得所测快速路路段的声环境质量不符合标准,环境噪声超标严重。
(a)
(b)
图1 道路噪声随时间变化趋势
(a)第1天;(b)第2天
表1 道路噪声水平比较
为了降低道路噪声对临街住宅的干扰,可采取设置降噪声屏障、噪声防护平台等措施;对于新建道路,可使用吸声材料建设降噪路面,从而达到降噪的效果。
2.2 小区声环境分析
为了研究水平退让距离对建筑环境噪声的影响,在测试小区内放置测量仪器,从靠近快速路方向的小区围墙开始间隔30m布点,共布设5个监测点。不同间距的小区声环境水平随时间变化的趋势如图2 所示。0~120m测点声环境水平分别65.40~65.90dB、64.10~64.30dB、57.60~ 64.00dB、53.10~57.60dB、51.30~ 55.40dB,不同间距测点的噪声平均值分别为65.66dB、64.19dB、60.75dB、56.05dB、54.09dB。随着水平退让距离的增加,住宅小区声环境均有不同程度的降低,退让30m时声环境水平有小幅度降低,退让60m时声环境下降显著。通过分析发现,水平退让30m时声环境水平超标达5dB,退让60m时声环境水平基本满足GB3096—2008《声环境质量标准》中规定的2类声环境功能区昼间噪声60dB(A)限值。
(a)
(b)
图2 不同间距的声环境水平随时间变化趋势
(a)散点图;(b)箱形图
通过上述研究结果显示从小区围墙开始水平退让60m时,小区声环境水平基本满足GB3096—2008《声环境质量标准》中规定的限值。由于城市用地紧张,小区选址时不可能无条件地进行水平退让,可在合理的退让范围内结合隔声措施,如进行降噪声屏障、城市绿化、小区绿化等降噪处理,也可以合理布置沿街建筑,使临街建筑形成屏障,以降低噪声对住宅小区的影响。
2.3 住宅声环境分析
为了研究住宅内部声环境水平,分别进行室内外声环境对比、不同朝向的功能房间的噪声水平对比、开启和关闭隔声窗室内噪声水平的比较,其分析结果如下。
2.3.1 室内外声环境对比
为了分析室内外声环境的噪声水平,同时测量了卧室和衣帽间的室内外噪声,测点布置如图3所示,其测量结果见表2。南向卧室室外噪声平均水平为65.80?dB,北向衣帽间的室外噪声平均水平为65.97?dB,两测点的噪声水平较为平稳,变化较小,且与上述小区声环境分析中0?m测点的噪声值相当,说明快速路交通噪声为该住宅室内噪声的主要来源。从噪声测量数据分析发现,衣帽间室外的噪声水平略高于卧室室外,而且衣帽间室外测点面向车流来向,可得同一栋建筑面向紧邻车道车流来向的立面接收噪声更多。
图3 室内外声环境测点布置示意
表2 临街住宅室内外声环境水平比较
在关闭窗户的状态下,南向卧室的室内噪声平均值为54.33dB,最大噪声值为64dB,比同向室外噪声水平降低约10dB;北向衣帽间的室内噪声平均值为62.09dB,最大噪声值为65.70dB,比同向室外噪声水平降低约4dB。南北向房间围护结构的隔声量差距较大(约6dB),分析其主要影响因素为:外窗类型(玻璃型号和开启方式)和窗墙比。南向卧室的外窗采用断热铝合金中空玻璃窗5高透Low–E+19A+5(内置遮阳百叶)且窗墙比较小;北向衣帽间的推拉门采用断热铝合金中空玻璃窗6高透Low–E+12A+6且窗墙比较大,从而卧室的隔声效果更好。
研究显示,该住宅卧室昼间噪声水平在45dB以上,超过了GB50118—2010《民用建筑隔声设计规范》中规定的卧室昼间噪声限值,即住宅昼间噪声水平不超过45dB(A)的标准。
2.3.2 不同朝向室内声环境对比
为研究不同朝向室内声环境水平,同时测量了不同功能房间的噪声,其测量结果如图4所示。测量结果显示,关闭窗户时,卫生间(临街侧)、卧室(临街侧)、客厅、餐厅、活动室的室内噪声水平分别为64.12dB、53.51dB、53.41dB、50.25dB、47.16dB,卫生间和卧室的室内噪声相差约10dB,卧室和活动室的室内噪声相差约7dB。由此可看出,临街侧面向道路开设洞口的房间室内噪声高于同侧未开洞房间,临街侧的室内噪声水平高于非临街侧,该结论与众多学者的研究相符合。因此在建筑设计阶段,应控制功能房间开设洞口的朝向,尤其是临街住宅的功能房间。
图4 不同朝向室内噪声水平比较
2.3.3 开启和关闭窗户状态下室内声环境对比
研究中对不同朝向房间进行了关闭和开启窗户的室内噪声水平对比,如图5所示。
图5 开启和关闭窗户室内噪声水平比较
测量结果显示,开启窗户时,卫生间室内的平均噪声水平最高,为65.57dB;卧室、客厅、餐厅、活动室的室内平均噪声水平相当,约为64.2dB。但关闭窗户后卫生间、卧室、客厅、餐厅、活动室的室内平均噪声水平分别降至64.12dB、53.51dB、53.41dB、50.25dB、47.16dB。关闭窗户后,功能房间室内噪声下降显著,除卫生间(–1.45dB)外,其余房间室内平均噪声水平均降低10dB;活动室室内平均噪声水平降低最显著,达17dB。这表明,窗户作为隔声薄弱部位,是影响整体墙隔声量的主要因素,这与组合墙体隔声性能计算公式的影响因素相符。
研究结果显示,房间朝向、开设洞口的位置及外窗类型对室内噪声水平影响较大。因此住宅在平面设计时应避免卧室、起居室等房间临街设置,且宜尽量避免面向临街侧开设洞口;若无法避免临街,可设置封闭外阳台形成缓冲隔声空间。建筑外窗应进行精细化设计,尤其是临街侧外窗应该选用高性能门窗,如隔声窗,且提高施工工艺,增大隔声量,从而使室内声环境水平符合限值要求。
3 结束语
利用专业噪声测量设备对快速路、测试小区、住宅室内功能房间声环境进行监测,深入分析探讨了城市道路两侧小区住宅声环境现状,为南京市城市快速路两侧居住区声环境及交通噪声研究提供数据样本。通过对监测数据分析发现,监测区域均存在噪声超标现象。针对不同环境噪声超标现象提出了相对应的隔声降噪措施,可为城市道路两侧住宅建筑降噪隔声措施提供参考。
摘自《建筑技术》2024年1月,朱坚,左萍萍
来源:建筑技术杂志社