張 青,閆國華
(中國民航大學航空工程學院,天津300300)
減少機場噪聲,是中國民航總局機場司迫切需要解決的問題之一。當前,中國有40多個民用機場存在機場噪聲問題,居住在機場附近居民的抱怨和抗議,曾導致個別機場受到處罰。并且在未來,會新建或擴建更多的機場。在世界范圍內(nèi),土地使用減噪措施已經(jīng)被廣泛地使用,由機場當局向噪聲污染限制區(qū)域內(nèi)的符合條件的居民和公共建筑業(yè)主(如醫(yī)院、療養(yǎng)院和學校)提供一部分必需資金來進行隔音處理。這項計劃可由聲暴露等值線區(qū)域來控制,且相對于機場位置,可分成內(nèi)部和外部聲暴露等值線區(qū)域,以便提供不同程度的隔音措施和經(jīng)費(例如安裝雙重或三重玻璃窗或第二個玻璃)。針對已經(jīng)存在土地使用和機場噪聲沖突的情況下,通過對機場社區(qū)附近房屋采取隔音措施,把不相容土地使用轉(zhuǎn)變?yōu)樵肼曄嗳菪允褂?,也就是把受噪聲影響的土地使用,轉(zhuǎn)變?yōu)閷υ肼暡幻舾械耐恋厥褂谩?/p>
自20世紀60年代中期,大量的世界機場當局(在美國超過300個機場)已在機場噪聲兼容性項目上花費了大量的資金。而這些項目包括家庭噪聲隔絕、征用土地和家庭搬遷援助。其結(jié)果是,在美國數(shù)以千計的居民從機場附近受高噪聲影響的區(qū)域中搬出來重新安置。在對這個個案研究時,我們審查了已參加經(jīng)典機場噪聲相容性項目的10個美國機場和10個其他地區(qū)的機場,以評估經(jīng)驗教訓和挑戰(zhàn)。而這些挑戰(zhàn)是通過那些對執(zhí)行土地使用規(guī)劃和機場控制負責的人來實現(xiàn)的。
“噪聲減少”措施,是要減少飛機噪聲或使噪聲遠離噪聲敏感區(qū),包括5個主要種類:
(1)優(yōu)先跑道使用的選擇;
(2)飛行程序的改變(包括功率和爬升速率);
(3)飛行航跡的改變;
(4)機場使用限制(對所有飛機在時間和操作頻率的限制,飛機的噪聲等級);
(5)機場布局的改變,從而使噪聲遠離敏感區(qū)(新的或修改的跑道,試車區(qū)域或隔音柵欄)。如表1所列。
表1 噪聲相容性措施
隔聲計劃對現(xiàn)有的私人住宅和其他對噪聲敏感的使用(如學校,教堂)進行隔音,作為對資產(chǎn)所有者參與的回報,其可獲得航空通行權(quán)。在社區(qū)周圍,使用隔音墻/隔音柵欄以減少與飛機噪聲相關(guān)的噪聲。
測量建筑圍護構(gòu)件聲學性能參數(shù),叫做聲透射級或隔聲等級STC[1]。STC是ASTME413:2004(隔聲等級分類)中定義的一種利用ASTME90:2004《建筑和建筑構(gòu)件空氣聲隔聲性能實驗室測試方法》測得的傳聲損失(TL,Sound Transmission Loss)計算而得的隔聲性能單值評價指標,在美洲地區(qū)使用較為普遍,頻率為125~4 000 Hz。對于環(huán)境噪聲來講,STC一般比實際構(gòu)件的隔聲性能夸大了5~10 dBA。也就是,如果構(gòu)件的隔聲量為STC 30那么對于環(huán)境噪聲來講只能隔掉20 dBA。
(1)第一階段隔音。增加建筑物的隔聲量,第一步是使用密封條、非硬化堵縫、門檻密封條,密封所有泄漏路徑的縫隙??諝庑孤┞窂?,是通常存在于門和窗戶周圍,較小的縫隙和裂縫??锥础⒖p隙以及穿透造成的漏聲,這些開孔的隔聲量為STC 0[2]。一般建筑中,通過處理泄漏路徑或密封縫隙,而不需要改造的窗戶,門或其他建筑元素,大概是5 dBA左右。
(2)第二階段隔音。普通建筑物門和窗戶的隔聲量,比周圍的墻壁低一些,它們通常在隔音的第二階段改造。單層玻璃的隔聲量為STC 25~30,第二階段應該提高玻璃對高噪聲的隔聲量,可以使用雙層玻璃完全分離的方法,形成雙層窗系統(tǒng)提高隔聲,間距至少大于50 mm,大于100 mm更好[3]。大的空氣層使兩層玻璃獨立振動,可能會增加高達10 dBA的隔聲量。在這個隔音階段,通常需要安裝隔聲板在通風孔、煙囪和廚房管道。
(3)第三階段隔音。如果前兩個階段沒有提供足夠的噪音降低量,則需要對建筑物的墻壁和屋頂進行隔聲改造,將其改造成雙層墻結(jié)構(gòu)。
作為機場改進計劃的一部分,為機場附近的住宅和學校做隔聲處理。這些住宅和學校在飛機起降時24 h平均噪級(稱為晝夜等效噪聲級)高于65 dBA。該計劃的目的,是使噪聲減少10~15 dBA。它與飛機產(chǎn)生的噪聲水平有關(guān),此外就要靠現(xiàn)有的建筑構(gòu)造來實現(xiàn)了。
人們常用一種雙層墻為房屋增加隔聲量,即再加一層石膏板墻,在空腔內(nèi)填一層玻璃棉并留出2.5 cm空氣層。墻體設(shè)計如圖1所示。這里提出的房間雙層墻結(jié)構(gòu),包括使用彈性吊件吊裝的石膏板頂棚構(gòu)造,如圖2所示。
圖1 典型雙層墻設(shè)計圖
圖2 典型頂棚設(shè)計圖
如果安裝了中央空調(diào),住戶的窗戶可長年關(guān)閉。另一種空調(diào)選擇是在墻上安裝空調(diào)彎頭,為了冬季保溫還需加保溫蓋板[4]。
典型的雙懸窗和沒有風雪護窗的對開外窗,可以對外界噪聲提供22~27 dBA的衰減。這個衰減量,是在實際安裝情況下,通過對室內(nèi)外聲壓級的真實測量數(shù)值差來確定的[5]。它通常比實驗室數(shù)據(jù)(如STC或TL)低,因為與實驗室情況不同,實際安裝不可能完全密封,也沒有考慮所測量房間內(nèi)的吸聲情況。更換的窗,是具有兩層間隔為10 cm的雙層窗(如圖3)。
圖3 典型雙層隔音窗設(shè)計圖
典型的外戶門和推拉門,一般可以衰減26~29 dBA的噪聲.更換門為實心且全部有密封墊,可以降低34~38 dBA的噪聲。這些更換了門窗的房子,與標準構(gòu)造的房子相比,得到了平均為9 dBA的附加降噪量。
通過隔聲降低噪聲來達到住宅室內(nèi)的隔音標準,為既有房屋隔音改造的評價提供了一個基本分析框架如表2。
表2 室內(nèi)噪聲控制設(shè)計方法
簡要介紹了噪聲相容性措施和機場周邊建筑物隔音的方法,應采用經(jīng)濟合理建筑物隔聲技術(shù)降低飛機噪聲來達到住宅室內(nèi)的隔音標準,分別對機場附近房屋的建筑圍護結(jié)構(gòu)樓板、窗戶、門、墻壁、頂棚應用隔聲技術(shù),增加各種結(jié)構(gòu)的隔聲量,減少飛機噪聲對機場附近居民日常生活的影響,為他們提供一個安靜的生活環(huán)境。
[1]康玉成.建筑隔聲設(shè)計—空氣聲隔聲技術(shù)[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2004.
[2]鐘祥璋.建筑吸聲材料與隔聲材料[M].北京:化學工業(yè)出版社,2004.
[3]劉正權(quán),彭 超,劉海波,董人文.門窗幕墻及其玻璃空氣聲隔聲性能評價指標 [J].門窗,2009,(6):14-15.
[4]項端祈.實用建筑聲學[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,1993.
[5]秦佑國,王炳麟.建筑聲環(huán)境[M].北京:清華大學出版社,1999.