交通噪声对校园环境的影响分析

包丽静，刘 岩

(大连交通大学 交通运输工程学院，辽宁 大连 116028)*

0 引言

大学校园是老师和学生们工作、学习和生活的重要场所.保证良好的声环境非常重要.我国很多高校处于城市交通主干道周围，因此校园声环境受到交通噪声的严重影响.噪声令人烦恼，精神不集中，影响工作效率，妨碍休息和睡眠等.噪声影响睡眠的程度大致与声压级成正比，据资料介绍，噪声值在40 dB(A)时大约10%的人受到影响，在70 dB(A)时受影响的人有50%.40 dB(A)的突然声会惊醒约10%的睡眠者，60 dB(A)的突然声会惊醒约70%的睡眠者［1］.

通过研究校园周围主干道交通噪声对校园声环境的影响，进而得到交通噪声在校园内辐射噪声的分布规律，为校园实施降噪措施提供依据［2］.

1 火车辐射噪声测量

某大学校园同时受A路和B路两条垂直相交的交通主干道和一条为热电厂运输煤炭的弧形专用火车道共同影响，研究火车通过辐射噪声及两条主干道交通噪声特性，是实施降噪措施的重要前提.

1.1 实验布点

根据《铁路机车车辆辐射噪声测量》标准GB/T511-1995，在某大学校内火车通过区域进行火车通过噪声测量.测点位置如图1所示，测点1-1，2-1，3-1 距轨面高 1.2 m，距地面高3.7m;距钢轨外侧距离分别为10、20、30 m.测点1-2，2-2，3-2 距轨面高3.5 m，距地面高6 m，距外轨侧距离分别为10、20、30 m.

图1 火车通过噪声测试位置图

1.2 火车通过噪声频谱分析

火车通过时在1.1中布置的六个测点进行噪声测试，得到六个测点1/3倍频程下噪声频谱分布如图2所示.

火车通过噪声随频率增大声压级先增后减，在中低频时声压级随频率增大缓慢增加，高频域声压级随频率增加而减小且衰减斜率较大.说明火车通过时辐射噪声中高频噪声成分声压级相对较低，而中低频噪声成分声压级较高.频率为8000 Hz以上的声压级在夜间噪声限值45 dB(A)以下.160～2 000 Hz最高噪声已超过环境噪声限值55 dB(A)，可见火车通过时噪声超过限值频率覆盖广，包含整个中频段和部分低频段.其原因可能是因为轨道振动产生的噪声峰值较宽，主要集中在500～1 600 Hz区域.最低噪声在630 Hz和800 Hz两个频段超过噪声限值，中低频噪声的控制尤为重要.由图2可以看出虽然测点3-1，3-2距离噪声源较远但是声压级较高，分析其原因，主要是测点3-1，3-2距离校内学生公寓较近，声反射使测点3-1，3-2处声压级增强.

图2 火车通过(不包含鸣笛声)噪声频谱图

1.3 火车通过噪声与背景噪声对比分析

为了准确分析火车通过噪声对校园环境的影响，无火车通过时在相同外界环境中对相同测点进行噪声测试，得到的噪声称为背景噪声，背景噪声1/3倍频程噪声频谱图如图3所示.

图3 火车通过背景噪声噪声频谱图

从图3得知，背景噪声频谱图与火车通过噪声频谱图大致走向基本相同，但是背景噪声在低频区域先减后增在100 Hz左右出现谷值，而火车通过时测得的噪声在低频段一直处于增长趋势，据此可以推断火车通过时频率为100 Hz左右的噪声对声环境影响较大，实施降噪措施时应重点考虑.

1.4 火车鸣笛噪声分析

因为火车鸣笛声尖锐刺耳，当火车在人口密集处鸣笛时不能忽略火车鸣笛噪声.某大学人口密集且附近货物列车专线距离校园距离较近，距离学生公寓最近距离仅6m.所以有必要考虑火车鸣笛噪声对校园环境的影响.火车鸣笛时对六个点进行噪声测量，得到六个测点的1/3倍频程噪声频谱图如图4所示.

图4 火车鸣笛声频谱图

由图4得知在低频63～200 Hz声压级基本相同，噪声值约35 dB(A)，200 Hz开始声压级急速上升，315 Hz达到第一个峰值点，测点3-2声压级最低约72.2 dB(A)，测点1-1声压级最高约76.6 dB(A)，均已经超过噪声限值.第二个峰值出现在频率1 000 Hz，测点2-1声压级值最高约86.1 dB(A)，测点3-1声压级最低约78.5 dB(A).1 000 Hz以后声压级随频率的增大而减小.鸣笛噪声声压级值较高，对校园环境影响较大，夜间鸣笛易使周围公寓学生惊醒.改变传统的鸣笛联络作业方式，采用新型灯光光闪技术联络作业方式，降低噪声.

2 火车通过时声屏障的降噪作用分析

2.1 实验布点

根据声屏障和铁轨、区民楼的相对位置，参考HJ/T90-2004《声屏障声学设计和测量规范》，室外测试在受声点一侧距声屏障0～10 m之间选定5 个点，距离轨面高度分别为 2.4、4.8 m，间隔距离为4 m.在靠近声源一侧选定1个点，距声屏障35 cm，高度为65 cm.测试的声屏障为倒L型，声屏障距轨道中心线3.4 m，长500 m，高6.0 m.测试布点情况如图5所示.

图5 测试布点图

2.2 实验数据分析

按照图5所示方法进行布点测试，测试时间20 min此时间段包括火车鸣笛噪声.各测点噪声频谱如图6所示.

图6 火车通过噪声透过声屏障噪声频谱分析

由图6可以看出六个测点声压级随频率增大整体先增后减.测点MIC1在1250Hz出现峰值为70.56 dB(A)，在 315 Hz和630 Hz出现峰值，声压级值分别为64.37和68.35 dB(A).分析峰值原因为鸣笛噪声瞬时声压级较大，且鸣笛噪声在315 Hz和630 Hz两个中心频率点存在次峰值.透过声屏障的测点噪声峰值出现在测点MIC6，频率630Hz声压级49.49 dB(A)，小于Ⅰ类区域环境噪声限值55 dB(A).从图中可以看出630 Hz以后测点MIC2、MIC3、MIC4、MIC5 噪声声压级值开始减小，且声压级减小的速度大于声屏障与声源之间的测点，因此对630 Hz以上的噪声降噪效果比较好.

图7 声屏障对各测点隔声量频谱图

由图7可知，随着频率升高声屏障隔声量增大.在100～500 Hz之间，各测试点的隔声量无太大区别;500 Hz以后各测试点的隔声量之间的差值逐渐变大.相同条件下，低频区域各测试点隔声量差别不大，而在高频区域，各测试点的隔声量却相差很大，分析其原因主要是声屏障内填充多孔性吸声材料，该材料对高频噪声的吸收效果较好，但对低频噪声的吸收能力较弱.不同测点中，测点MIC4在各个频率段都有较大的隔声量，尤其在125 Hz以后MIC4隔声量较大.

3 交通干道噪声测试分析

3.1 测试布点

某高校处于市中心，与A路、B路两条交通主干道相邻.主干道交通流量大，运行车辆产生非稳态噪声影响校园内师生的正常工作和学习.根据《城市区域环境噪声测量方法》GB/T14623-93同时考虑学校周围环境进行布点.在校园与B路交界附近设置A、B、C三个测点，校园与A路交界设置D、E两个测点.每个测点沿垂直于道路方向设置3个传声器，3个传声器与道路的垂直距离分别为1.2、20、50m.传声器高度均设置为1.6 m，仿人站立时高度.测量在无雪无雨，风速小于5.5 m/s时进行.每次测试连续测试时间20 min.A、B、C、D、E 测点分别位于学校西门，A路高架桥起点处，高架桥与A教学楼共同位置点，校正门，B教学楼与B路对应位置.具体布点位置如图8所示.

图8 测点位置图

3.2 数据分析

各个传声器等效连续A声级值如表1所示.早高峰时段测点 D各传声器值最高，分别为76.8、69.3、67.2 dB(A);平峰时段各传声器最大声压级值均出现在测点 A，声压级值分别为74.8、65.9、63.5 dB(A).B 路靠校园一侧为入市方向，早高峰车辆较多，校门口有信号灯车速较低，驻停时间较长所以噪声值较高.而平峰时段A路较长距离内无信号灯车速较快且重型货车较多所以噪声值较高.所有传声器噪声值均超过《声环境质量标准》(GB 3096-2008)中对Ⅰ类声环境功能区域的噪声限定值55 dB(A)，应采取降噪措施.建议学校将栅栏式围墙改为有一定高度的实体围墙，可以降低一部分噪声.

表1 各测点等效连续A声级值 dB(A)

4 结论

(1)火车通过时在校园内辐射噪声，160～2000Hz最高噪声值超过环境噪声限值55 dB(A)，火车通过噪声值包含整个中频段和部分低频段.声屏障有一定的降噪作用，在测试区域经过声屏障降噪后噪声全部低于Ⅰ类区域环境噪声限值，因此在校园与火车道之间采用声屏障降噪是可行的;

(2)火车鸣笛噪声在频段内出现了两个明显峰值，315 Hz达到第一个峰值点，测点3-2声压级约72.2 dB(A)，测点1-1 声压级约 76.6 dB(A)，均已经超过噪声限值.第二个峰值出现在频率1000Hz，测点2-1声压级值最高约86.1 dB(A)，测点3-1声压级最低约78.5 dB(A).鸣笛噪声声压级值较高，对环境影响较大，改变传统的鸣笛联络作业方式，采用新型灯光光闪技术等联络作业方式，降低噪声;

(3)A路与B路产生的交通噪声，早高峰和平峰时各个测点都超过了限值.可以将学校的栅栏墙改成有一定高度的实体墙，降低一部分噪声.

［1］马大猷.声学手册(修订版)［M］.北京:科学出版社，2004:710.

［2］阮学云，李志远，魏浩征.高校新校区交通噪声预测评价［J］.噪声与振动控制，2012(3):159-162.