莊 敏，韓 勇，周圣川，徐 銘，苗田林

1．中國(guó)海洋大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院，山東 青島 266100

2．青島市環(huán)境保護(hù)局李滄分局，山東 青島 266000

隨著中國(guó)城市化進(jìn)程的不斷加快，交通道路網(wǎng)日趨密集，隨之產(chǎn)生的噪聲污染已成為制約城市人居環(huán)境質(zhì)量提高的重要因素［1］。1995年以來，中國(guó)城市居民對(duì)噪聲的投訴比例占所有環(huán)境投訴的62%，并仍有逐年上升的趨勢(shì)。由于道路交通噪聲污染對(duì)沿線居民的正常生活、工作、學(xué)習(xí)、休息環(huán)境造成干擾且程度和范圍不斷加劇和擴(kuò)大，因此公路交通噪聲污染已經(jīng)成為道路沿線居民最為關(guān)注的環(huán)境污染問題［2-4］。我國(guó)對(duì)城市交通噪聲的研究雖多，但主要集中在噪聲垂向分布規(guī)律及防治［5-10］方面。筆者選取青島市快速路周邊高層建筑物進(jìn)行垂向噪聲實(shí)測(cè)，結(jié)合理論推導(dǎo)得出高層建筑垂直面上交通噪聲峰值點(diǎn)，繼而得出噪聲峰值點(diǎn)與道路中心線之間的連線與水平地面間的角度關(guān)系;從而可以在已知高層建筑到道路中心線距離及建筑物高度的前提下，得出待建或已建高層建筑物交通噪聲的峰值點(diǎn)，為道路沿線高層建筑的交通噪聲污染治理提供參考。

1 研究方法

1.1 研究區(qū)域

東西快速路是青島市歷史上第一條城市快速通道，在城市規(guī)?？焖贁U(kuò)張的過程中，有效緩解了青島市的交通壓力。快速路給人們帶來交通便利的同時(shí)，也帶來了噪音污染，來自于發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)噪聲、排氣噪聲以及鳴笛噪聲等形成了一個(gè)橫跨城市東西的噪聲帶，超過了國(guó)家規(guī)定的城市區(qū)域噪聲標(biāo)準(zhǔn)，居民的日常生活受交通噪聲的影響較大。

選取東西快速路與山東路交界處的山寧商務(wù)酒店及其周邊區(qū)域作為研究對(duì)象，見圖1。該區(qū)域位于城市主干道沿線，噪聲來源主要是交通噪聲，主干道與建筑物間綠化齊全，具備我國(guó)城市主干道沿線的分布特征。酒店周邊的綠化以及道路距離信息主要來源于CAD底圖，樓層的高度信息通過手持紅外測(cè)距儀實(shí)測(cè)得出。

圖1 研究區(qū)域斷面圖

1.2 監(jiān)測(cè)方法及依據(jù)

噪聲數(shù)據(jù)的采集按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中的有關(guān)規(guī)定，在無雨、無雪以及風(fēng)速在5 m/s以下的天氣條件下進(jìn)行，具體日期為9月17日，10月15、20日，11月3、10、26日，監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)在距東西快速路64 m的山寧商務(wù)酒店，在酒店不同樓層等間距布點(diǎn)，布點(diǎn)樓層同時(shí)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，從而獲得同一監(jiān)測(cè)時(shí)段內(nèi)相應(yīng)樓層的交通噪聲值。在每個(gè)樓層監(jiān)測(cè)次數(shù)不超過2次的前提下共獲得1 324組噪聲監(jiān)測(cè)值。

在高層建筑的垂直噪聲值數(shù)據(jù)采集中，利用AWA6270+型噪聲分析儀，采用A計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)，測(cè)量指標(biāo)包括等效聲級(jí)(Leq)以及累計(jì)百分聲級(jí)(L5、L10、L50、L90)等，每 10 min 記錄 1次噪聲值，數(shù)據(jù)的采樣間隔為0.1 s。以監(jiān)測(cè)日期為編號(hào)，布點(diǎn)樓層詳見表1。

監(jiān)測(cè)過程均按照《聲學(xué) 環(huán)境噪聲測(cè)量方法》(GB/T 322—1994)及《公路建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境影響評(píng)價(jià)規(guī)范》(試行)(TJ 7005—1996)中有關(guān)要求進(jìn)行。監(jiān)測(cè)時(shí)只考慮快速路的噪聲影響，原因有2點(diǎn)：監(jiān)測(cè)點(diǎn)都位于朝向快速路的樓面;山東路到監(jiān)測(cè)酒店的距離相對(duì)較遠(yuǎn)且兩者之間還有其他高層建筑及綠化帶，因此來自于山東路的噪聲有所衰減，對(duì)監(jiān)測(cè)樓面的影響很小。

表1 山寧商務(wù)酒店監(jiān)測(cè)布點(diǎn)

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

首先，將交通噪聲監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)導(dǎo)出，統(tǒng)籌分析同一監(jiān)測(cè)編號(hào)下不同樓層的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，由于噪聲的主要來源是城市主干道的交通噪聲，所有樓層的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)有共同的變化規(guī)律。若某1樓層監(jiān)測(cè)點(diǎn)因受到其他因素的影響(如監(jiān)測(cè)儀器接口松動(dòng)、樓梯間過路人的交流、房屋裝修等)，而出現(xiàn)監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)的變化規(guī)律與其余樓層不相符或者出現(xiàn)數(shù)據(jù)驟變的情況，則將該樓層這個(gè)監(jiān)測(cè)值剔除。

其次，利用Grapher數(shù)據(jù)分析軟件對(duì)處理好的數(shù)據(jù)繪制連續(xù)線狀圖。

最后，根據(jù)線狀圖和聲傳播原理對(duì)高層建筑的空間交通噪聲值進(jìn)行分布規(guī)律分析以及噪聲監(jiān)測(cè)值的差異性分析，得出噪聲值的峰值點(diǎn)，再根據(jù)分布規(guī)律及采集監(jiān)測(cè)區(qū)域的距離數(shù)據(jù)，得出峰值點(diǎn)與道路中心線的角度關(guān)系。

2 結(jié)果與分析

2.1 高層建筑交通噪聲峰值點(diǎn)

圖2為不同監(jiān)測(cè)日獲得的交通噪聲分布圖。

圖2 交通噪聲分布圖

當(dāng)噪聲源來源(城市主干道)確定時(shí)，城市主干道周邊高層建筑物上的噪聲分布規(guī)律也是確定的。由圖2可以看出，高層建筑上的交通噪聲值隨著樓層的增加呈現(xiàn)先增加后減小的規(guī)律。

各監(jiān)測(cè)日噪聲峰值點(diǎn)所在的樓層分別為10、9、12、11層。同一建筑噪聲值的差異主要來自于防噪林、地面效應(yīng)以及距離衰減。為了盡量減少由于外部環(huán)境帶來的交通噪聲值間的差值，取監(jiān)測(cè)間隔較短的 MN1015、MN1020、MN1103和MN1110 4次監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，將各層的監(jiān)測(cè)指標(biāo)Leq取平均值，以12層平均值為基準(zhǔn)，噪聲垂直特性分布差異圖如圖3所示。

圖3 監(jiān)測(cè)值的統(tǒng)計(jì)差異圖

高層建筑的交通噪聲值是先增加后減小，在12層(距離地面36.5 m)達(dá)到交通噪聲峰值點(diǎn)。

2.3 峰值點(diǎn)與道路中心線的角度關(guān)系

CAD底圖中的距離信息和實(shí)測(cè)得到的山寧商務(wù)酒店樓層的高度信息如表2所示。

表2 酒店及其周圍的距離信息 m

由表2可知，道路中心線到酒店的距離是64 m，峰值點(diǎn)12層到地面的距離是36.5 m，峰值點(diǎn)與道路中心線的角度約為30°。

2.4 角度驗(yàn)證

另選取青島市東西快速路沿線5個(gè)到快速路距離不等的高層建筑，布設(shè)24個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行交通噪聲值的監(jiān)測(cè)，相關(guān)距離信息如表3所示。將建筑上布設(shè)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置轉(zhuǎn)換為其與道路中心線間的角度關(guān)系。用實(shí)測(cè)到的角度關(guān)系與理論推測(cè)值(30°)相比較，結(jié)果如圖4所示。

表3 測(cè)點(diǎn)的位置及其監(jiān)測(cè)值

圖4 高層建筑的實(shí)測(cè)驗(yàn)證

大部分建筑物峰值點(diǎn)與道路中心線間角度關(guān)系的預(yù)測(cè)精度在±0.5°之間，說明研究所得角度關(guān)系對(duì)于高層建筑峰值點(diǎn)樓層高度的預(yù)測(cè)精度比較高。

距快速路中心線44 m處的高層建筑實(shí)測(cè)值的角度關(guān)系是40°，相比預(yù)測(cè)值(30°)誤差甚大。主要是因?yàn)榇颂幍目焖俾肥歉呒苈?，距水平地?2 m，根據(jù)聲傳播及疊加原理，該處高層建筑物峰值點(diǎn)的位置高于非高架路沿線建筑物12 m。

由實(shí)測(cè)結(jié)果可知此建筑的峰值點(diǎn)位于12層，根據(jù)表4中的距離信息計(jì)算得知，若不考慮高架路的影響，距離快速路中心線44 m的高層建筑噪聲峰值點(diǎn)應(yīng)位于9層，若考慮高架路的影響，峰值點(diǎn)的高度為(2.8×9+12)m，即為此建筑的12層。

表4 距離信息 m

4 結(jié)論

1)研究結(jié)果充分考慮了城市主干道周邊的綠化分布，不僅能得出交通噪聲的分布規(guī)律，還可以得出高層建筑上的噪聲峰值點(diǎn)。

2)在城市主干道周邊的高層建筑，其交通噪聲峰值點(diǎn)與道路中心的連線和水平地面間存在角度關(guān)系，約為30°。

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