陳思宇，章斯宇

(中國傳媒大學(xué) 傳播聲學(xué)研究所，北京，100024)

1 引言

隨著校園的使用功能不斷豐富，校園的聲環(huán)境污染日趨成為人們關(guān)注的一個話題。一般強(qiáng)度的噪聲會引起人們煩惱，精神不易集中、影響工作效率、妨礙休息。強(qiáng)噪聲可以引起耳聾，誘發(fā)出各種疾病。噪聲的影響程度取決于噪聲的聲壓級、持續(xù)時長、聲音隨時間的變化情況、頻譜成分等[1]。本文以中國傳媒大學(xué)校園(南北校區(qū))聲環(huán)境為監(jiān)測對象，根據(jù)GB3096-2008聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[2]開展校園環(huán)境噪聲測量與評價。通過網(wǎng)格法進(jìn)行噪聲監(jiān)測和分析，繪制校園噪聲強(qiáng)度分布圖，旨在探究校園內(nèi)噪聲污染情況，及其在一天內(nèi)的變化規(guī)律，為具體的技術(shù)防治提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

2 引言

2.1 測點(diǎn)選擇

測點(diǎn)的設(shè)置有兩種方法：等網(wǎng)格測量法和變網(wǎng)格測量法。本次測量采用變網(wǎng)格測量法，根據(jù)噪聲分布的均勻性和網(wǎng)格密度成反比的原則，即噪聲分布越均勻則網(wǎng)格越稀少，分布越不均勻，網(wǎng)格劃分越密集，結(jié)合校園內(nèi)實際噪聲分布情況，將校園劃分為32個區(qū)域[3]。密集的網(wǎng)格區(qū)域包括教學(xué)辦公區(qū)、住宅生活區(qū)、學(xué)生餐廳區(qū)；較為稀疏的網(wǎng)格區(qū)域包括校園綠化區(qū)、體育運(yùn)動區(qū)。具體的網(wǎng)格劃分情況如圖1所示。

圖1 測點(diǎn)分布圖

共將校園劃分為32個區(qū)，1、4、10、12、18、20、21為住宅生活區(qū)；7、13、14、26、30為學(xué)生餐廳區(qū)；2 、5、15、19、24、27、31、32為教學(xué)辦公區(qū)；3、8、9、11、22、25、28、29為校園綠化區(qū)；6、16、17、23 為體育運(yùn)動區(qū)。因白楊大道位于南北校區(qū)中間，所以對白楊大道的噪聲單獨(dú)測量，從西到東均勻取三個點(diǎn)進(jìn)行測量，測量結(jié)果在繪制噪聲地圖時使用。

根據(jù)GB3096-2008聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的監(jiān)測要求，選取各區(qū)域中心位置作為測點(diǎn)位置，若有障礙物則做適當(dāng)調(diào)整。測量高度距離地面 1.2m 左右，距離任何反射物(除地面)至少3.5m。

2.2 測量時間

根據(jù)GB3096-2008聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的監(jiān)測要求，測試在無雨、雪、雷電的天氣，且風(fēng)速在5m/s以下時進(jìn)行。測量選擇正常工作日(避開節(jié)假日和非正常工作日)，每次測量起始時間以2個小時為間隔，測量時間為1小時，從08：00開始進(jìn)行噪聲采集，采集結(jié)束時間為21：00。各時間段分別是：08：00～09：00；10：00～11：00；12：00～13：00；14：00～15：00；16：00～17：00；18：00～19：00；20：00～21：00。每次每個監(jiān)測點(diǎn)測量30s，由于測點(diǎn)較多，監(jiān)測工作共開展了7天，為保證數(shù)據(jù)的可對比性，每天進(jìn)行測量的時段均保證是在上述范圍內(nèi)，七天內(nèi)校園聲環(huán)境基本相同。

2.3 測量項目

本次噪聲測量采用的監(jiān)測指標(biāo)為連續(xù)等效A聲級 LAeq和不計權(quán)的倍頻帶聲壓級。在每個監(jiān)測點(diǎn)測量噪聲時，如遇到噪聲變化不穩(wěn)定的情況時，測量三次后將測量結(jié)果進(jìn)行能量平均。

2.4 測量儀器

采用BSWA801聲振動分析儀，其符合“1”型測量儀器要求。所使用的測量傳聲器MP201，靈敏度50mv/pa。

3 校園環(huán)境噪聲測量結(jié)果及分析

3.1 環(huán)境噪聲測量結(jié)果

將監(jiān)測期間獲得的數(shù)據(jù)按照各時段進(jìn)行分組，共得到晝間噪聲數(shù)據(jù)七組。每一組按照2.1的區(qū)域劃分進(jìn)行分組，將每組所有測量數(shù)據(jù)計算能量平均值，得到各時段內(nèi)各監(jiān)測區(qū)域的平均等效連續(xù)A聲級。統(tǒng)計測量時段內(nèi)各區(qū)域所有超標(biāo)點(diǎn)數(shù)，計算總超標(biāo)率，結(jié)果如表1所示。

表1 校園各時段環(huán)境噪聲監(jiān)測結(jié)果

根據(jù)GB3096-2008聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，中國傳媒大學(xué)校園聲環(huán)境屬于1 類聲環(huán)境功能區(qū)，日間環(huán)境噪聲限值為55dB。由表1可得，校園環(huán)境平均噪聲水平為57dB，比規(guī)定的限值高2dB，超標(biāo)點(diǎn)數(shù)較多，已經(jīng)存在噪聲污染。住宅生活區(qū)最安靜，體育運(yùn)動區(qū)最吵鬧，最大噪聲級與最小噪聲級相差9.8dB。校園聲環(huán)境質(zhì)量存在如下幾個方面的特點(diǎn)：

1)從時段上看，校園內(nèi)早十點(diǎn)噪聲污染最為嚴(yán)重，所有區(qū)域均存在超標(biāo)現(xiàn)象。晚八點(diǎn)噪聲污染最輕，超標(biāo)區(qū)為學(xué)生餐廳區(qū)、教學(xué)辦公區(qū)和體育運(yùn)動區(qū)。各個時段均存在噪聲污染超標(biāo)現(xiàn)象，但僅僅略高于標(biāo)準(zhǔn)值，超標(biāo)不嚴(yán)重。

2)從監(jiān)測區(qū)域上看，學(xué)生餐廳區(qū)一天內(nèi)噪聲污染最嚴(yán)重，各個時段的噪聲平均值均超標(biāo)，總的超標(biāo)率為66%。住宅生活區(qū)一天內(nèi)噪聲污染最輕，但超標(biāo)率仍達(dá)到37%。校園的主要功能為教學(xué)辦公，此區(qū)域的噪聲值超標(biāo)率為52%，由此看來，校園環(huán)境噪聲已經(jīng)對教學(xué)環(huán)境造成了不良影響。

3.2 NR曲線

A計權(quán)聲壓級是噪聲評價的一種單值評價量，是噪聲所有頻率成分的綜合反映。若想較細(xì)致地對各倍頻程的噪聲進(jìn)行評價，探究不同頻率的噪聲的聲級對人造成的聽力損失、語言干擾和煩惱的程度，可以參考噪聲評價曲線。噪聲評價曲線是1961年由國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)提出的，也稱噪聲評價數(shù)NR。它的噪聲級范圍為0dB ～ 130dB，每5dB為一檔，適用于中心頻率31.5Hz ～ 8000Hz的九個3倍頻程。

噪聲評價曲線按噪聲級由低到高的順序進(jìn)行編號，NR曲線的號數(shù)稱為噪聲評價數(shù)。規(guī)定NR值等于中心頻率為1000Hz的倍頻程聲壓級的分貝整數(shù)。由于高頻噪聲比低頻噪聲對人的干擾程度更大，所以高頻噪聲的倍頻程聲壓級應(yīng)控制在較低水平，低頻噪聲的倍頻程聲壓級則適當(dāng)提高。在NR曲線的同一條曲線上各倍頻程噪聲可以認(rèn)為是具有相同干擾程度[4]。

測量得到的倍頻程噪聲數(shù)據(jù)按照區(qū)域劃分后，將各時段的數(shù)據(jù)計算能量平均，記錄在表2中。將結(jié)果對照NR曲線，可對各個區(qū)域的噪聲進(jìn)行評價，如圖2所示。

表2 校園環(huán)境噪聲倍頻程監(jiān)測結(jié)果 單位：dB

(a)住宅生活區(qū) (b)學(xué)生餐廳區(qū)

(c)教學(xué)辦公區(qū) (d)校園綠化區(qū)

(e)體育運(yùn)動 (f)整體校園

由圖2可知，校園內(nèi)各區(qū)域及整體校園環(huán)境噪聲評價指數(shù)均為NR55。在1000Hz處各區(qū)域均有有一個較為明顯的峰值，這說明校園內(nèi)中頻段的噪聲帶給人的煩惱度要明顯高于其他頻段。雖然低頻的噪聲聲壓級要高于高頻，但各區(qū)域內(nèi)低頻噪聲造成的煩惱要明顯低于高頻。住宅生活區(qū)、校園綠化區(qū)在高頻處曲線有上升趨勢，導(dǎo)致整體校園在高頻處也上升，說明在這些區(qū)域高頻噪聲較為嚴(yán)重。校園內(nèi)的蟬鳴聲嚴(yán)重，可能是造成中、高頻聲較高的原因之一。

3.3 噪聲污染指數(shù)評價

噪聲污染指數(shù)評價法是目前廣泛應(yīng)用于噪聲評價的一種方法，其將平均等效聲級與基準(zhǔn)值的比值與噪聲污染等級進(jìn)行對比，得出污染的程度或級別。為了準(zhǔn)確描述校園總體聲環(huán)境質(zhì)量水平，本文采用該方法[5]。計算公式如下：

式中：PN為城市噪聲污染指數(shù)值；Leqi為第i個監(jiān)測點(diǎn)全天平均等效連續(xù)A聲級；Lb為等效 A 聲級的基準(zhǔn)值，一般取75dB。

根據(jù)國家 《聲環(huán)境質(zhì)量評價方法技術(shù)規(guī)定》，城市區(qū)域環(huán)境噪聲污染等級劃分見表3。按照污染指數(shù)計算公式計算校園內(nèi)不同區(qū)域內(nèi)的噪聲污染等級，見表4。

表3 城市區(qū)域環(huán)境噪聲污染等級劃分

從表4中的評價結(jié)果來看，中國傳媒大學(xué)校園總體噪聲環(huán)境平均噪聲污染指數(shù)為0.74，總體表現(xiàn)為‘一般安靜’。住宅生活區(qū)與教學(xué)辦公區(qū)基本上處于一般安靜水平，學(xué)生餐廳區(qū)、教學(xué)辦公區(qū)、體育運(yùn)動區(qū)有3個或4個時段都處于吵鬧水平，這對校園總體噪聲水平造成一定影響，使總體噪聲水平在十點(diǎn)時段達(dá)到了吵鬧水平。但對住宅生活區(qū)、教學(xué)辦公的影響不大，即由噪聲指數(shù)來看，噪聲基本未對學(xué)生的學(xué)習(xí)與休息造成影響。

表4 中國傳媒大學(xué)校園噪聲環(huán)境質(zhì)量評價結(jié)果

3.4 繪制校園地圖

為了進(jìn)一步探究校園噪聲的主要污染區(qū)域，以及不同區(qū)域受周邊區(qū)域的影響情況，繪制噪聲地圖。以各監(jiān)測點(diǎn)平均等效連續(xù)A 聲級數(shù)據(jù)和衛(wèi)星地圖為基礎(chǔ)，利用 Surfer軟件繪制校園噪聲地圖，如圖3。根據(jù)GB/T3222-1994聲學(xué)-環(huán)境噪聲測量方法，按照5dB一檔進(jìn)行劃分[6]。結(jié)合實際測量數(shù)據(jù)，將噪聲等級分為五個等級，并在地圖上使用不同的色彩的噪聲帶表示不同的噪聲級，具體設(shè)45dB～50 dB 為淡綠色，50 dB ～55 dB 為黃色，55 dB ～60 dB 為橙色，60 dB ～65 dB 為朱紅色，65 dB ～70 dB為洋紅色[7]。顏色越深表示聲壓級越高。

中國傳媒大學(xué)坐落于北京市朝陽區(qū)，三面環(huán)路，南北側(cè)為交通主干道，車流量均較大。白楊大道橫穿校園，平時經(jīng)過的車輛多是小型車輛、摩托車及自行車，在上下學(xué)、用餐時間達(dá)到車流量高峰。

由噪聲地圖可以看出南側(cè)校園噪聲污染主要集中在臨近京通快速路區(qū)域，且整體污染情況明顯高于北側(cè)校園。校園超標(biāo)區(qū)域主要為邊緣區(qū)域、校園東北角位置，中心區(qū)域的噪聲污染較輕，只有星光超市、白楊大道處噪聲值較高，但并未對周圍區(qū)域產(chǎn)生較大影響。

在用餐高峰時段，如12點(diǎn)、16點(diǎn)監(jiān)測時段，餐廳區(qū)域的噪聲級會明顯提高。在戶外運(yùn)動高峰時段，如10點(diǎn)、20點(diǎn)監(jiān)測時段，體育運(yùn)動區(qū)的噪聲級會明顯提高。在正常教學(xué)時段，如：8點(diǎn)、14點(diǎn)、18點(diǎn)監(jiān)測時段，教學(xué)辦公區(qū)的噪聲污染較輕。在休息時段，如：8點(diǎn)、12點(diǎn)、20點(diǎn)監(jiān)測時段，住宅生活區(qū)的噪聲污染較輕。由此可得，雖然臨近道路位置噪聲超標(biāo)嚴(yán)重且校園內(nèi)各區(qū)域均有超標(biāo)現(xiàn)象，但聲級較高的測點(diǎn)距離教學(xué)樓和學(xué)生宿舍、居民住宅距離較遠(yuǎn)，不影響日常教學(xué)與休息。

4 校園環(huán)境噪聲污染原因及措施

4.1 校園環(huán)境噪聲污染原因

綜上所述，校園聲環(huán)境質(zhì)量在不同區(qū)域存在著不同程度的污染，主要噪聲源為車流噪聲和人流噪聲。

學(xué)校附近的交通干道對校園聲環(huán)境質(zhì)量產(chǎn)生一定影響。學(xué)校正門為交通主干道，并設(shè)有地鐵站，過往車輛密集，汽車鳴笛與地鐵?？慷紩觿W(xué)校噪聲污染。結(jié)合噪聲地圖來看，南側(cè)臨道一側(cè)噪聲污染最為嚴(yán)重，基本全部超標(biāo)。學(xué)校西門是校園車輛出入的另一個出入口，也是摩托車的主要行駛路段，并且學(xué)生上下課都會經(jīng)過此路段，車流和人流造成了鄰近區(qū)域的環(huán)境噪聲超標(biāo)；學(xué)校北門雖然也臨靠道路，但由地圖的分析結(jié)果可以看出，此處的交通噪聲未對校園聲環(huán)境產(chǎn)生過多影響。主要是因為此處為十字路口，有明顯的交通信號標(biāo)識，車輛按序行駛，鳴笛現(xiàn)象較少。

(a)8點(diǎn) (b)10點(diǎn)

(c)12點(diǎn) (d)14點(diǎn)

(e)16點(diǎn) (f)18點(diǎn)

(g)20點(diǎn)

人流量也是造成噪聲超標(biāo)的主要原因。校園的人流量較大，且在上下課期間達(dá)到高峰，因而教學(xué)辦公區(qū)的環(huán)境噪聲在十點(diǎn)、十二點(diǎn)、十四點(diǎn)、十六點(diǎn)的測量時段內(nèi)要明顯高于其他時段。同時，校園要進(jìn)行一些必要的學(xué)生活動，這會進(jìn)一步給校園的聲環(huán)境增加負(fù)擔(dān)。操場、體育館、游泳館等是學(xué)生校園活動的主要場所。早上、傍晚均有進(jìn)行體育活動的學(xué)生與居民，此時戶外環(huán)境噪聲聲級均較高。

在監(jiān)測過程中，未遇到建筑施工噪聲，所以本文所研究的對象不包括此類噪聲所造成的影響。

4.2 校園環(huán)境噪聲控制措施

綜上所述，雖然我校的校園噪聲處于一般安靜水平，但是在全天各時段內(nèi)均有部分區(qū)域噪聲超標(biāo)，且南側(cè)臨道區(qū)域超標(biāo)嚴(yán)重。由于校內(nèi)外交通與人員活動是校內(nèi)的主要噪聲源。因此，有效控制噪聲源及噪聲傳播途徑是改善校內(nèi)聲環(huán)境質(zhì)量狀況的關(guān)鍵，具體措施如下：

1.減少校外交通污染。因校園南、北門為主要行車道，采取分流、限制車輛行駛等方案均欠佳，且這些行駛路段暢通，機(jī)動車鳴笛現(xiàn)象較少，并非主要噪聲污染源。建議市政部門進(jìn)行道路建設(shè)時盡量采用低噪聲材料鋪設(shè)，以減輕這些路段的噪聲。在南側(cè)區(qū)域應(yīng)主要控制地鐵噪聲，建議在地鐵站附近進(jìn)行一定吸聲或隔聲處理，如設(shè)置類似高鐵軌道兩旁的聲屏障，緩解交通噪聲污染。白楊大道位置應(yīng)主要控制汽車、摩托車鳴笛，可采取增加警示牌的方法。

2.增加校園綠化面積。雖然我校綠化面積較為充足，但植被高度較為單一，不利于減緩噪聲污染。建議加強(qiáng)校園周圍綠化，增加植物層次，構(gòu)成各種樹種高低配合的群落，或在外墻、欄桿處種植攀爬植物和藤蘿植物，提高墻體的吸聲能力。主要應(yīng)用在南、北、西側(cè)校園邊緣區(qū)域，減少這些位置受交通噪聲的影響。校園中部區(qū)域情況較為良好，可暫不考慮。

3.校內(nèi)噪聲管理。首先進(jìn)入校園的車輛應(yīng)限制車速，禁止鳴笛。在條件允許的情況下，進(jìn)行校園內(nèi)部建設(shè)時，將車輛行駛路面更換為低噪聲環(huán)保型瀝青路面，其降噪效果可達(dá)3～5dB，能夠?qū)⑿?nèi)白天道路行駛區(qū)域的噪聲降至55dB左右。其次，應(yīng)做好校園噪聲危害宣傳工作，培養(yǎng)學(xué)生形成良好的公眾場合行為習(xí)慣，做到不大聲喧嘩，從而降低人為噪聲對學(xué)生學(xué)習(xí)生活的影響[8]。

4 結(jié)論

利用變網(wǎng)格布點(diǎn)法對中國傳媒大學(xué)校園進(jìn)行噪聲監(jiān)測，參照環(huán)境噪聲相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)，通過噪聲評價曲線、噪聲污染指數(shù)，繪制噪聲地圖三種評價方法，分別對校園內(nèi)環(huán)境噪聲的污染情況進(jìn)行評價，為校園噪聲治理提供參考依據(jù)。結(jié)果表明，中國傳媒大學(xué)校園噪聲平均強(qiáng)度略高于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定限值，噪聲評價指數(shù)NR55，噪聲污染指數(shù)屬于“一般安靜”水平，不同區(qū)域的噪聲水平差異較大，個別區(qū)域的噪聲污染情況嚴(yán)重，南校區(qū)的噪聲強(qiáng)度要高于北校區(qū)，主要受校園南側(cè)主干道影響。學(xué)生公寓、餐廳、操場等區(qū)域噪聲污染較輕，主要受人流量影響。建議通過控制噪聲源、增加校園綠化等方法改善校園環(huán)境噪聲?？筛鶕?jù)各時段的噪聲監(jiān)測結(jié)果，有針對性的在不同位置采取專門的噪聲控制措施。