高校校园噪声监测及评价研究
——以广西生态工程职业技术学院为例
2016-07-24张丽微黎良财杨善云陈福坤广西生态工程职业技术学院广西柳州545004
张丽微,黎良财,陈 雷,邓 利,杨善云,陈福坤(广西生态工程职业技术学院,广西柳州 545004)
高校校园噪声监测及评价研究
——以广西生态工程职业技术学院为例
张丽微,黎良财,陈雷,邓利,杨善云,陈福坤
(广西生态工程职业技术学院,广西柳州545004)
摘要:分别在夏季和冬季对校园各个功能区进行为期7天的实地监测,采用等效声级法与改良型污染指数法对监测数据进行评价.结果表明:学院校园环境已经受到噪声污染,其中校前区噪声污染最为严重,无论冬季还是夏季、昼间还是夜间噪声超标值均最大.冬季昼间超过国家标准11.8dB,超标率为21.50%,夜间超过国家标准20.8dB,超标率为46.33%;夏季昼间超过国家标准17.4dB,超标率为31.71%,夜间超过国家标准27.0dB,超标率为60.09%.校园噪声污染等级为中度污染.交通噪声是校园的主要噪声源,针对校园声环境质量现状,提出了噪声污染防治措施.
关键词:校园;声环境;噪声监测;噪声评价
环境噪声污染是指所产生的环境噪声超过国家规定的噪声排放标准,并干扰他人正常生活、工作和学习的现象[1].自20世纪70年代以来,噪声污染被称为城市环境问题的四大公害之一[2].噪声干扰人们的日常生活如语言交流,影响休息睡眠,导致学习工作效率降低,特别是对于正在上课的学生,容易分散学生注意力,使人心情烦躁、学习和工作效率降低、严重干扰正常教学[3].大学校园环境是师生们的露天“起居室”,课间休息、室外阅读、休闲游憩、运动娱乐等等都与之息息相关[4].良好的校园环境可以促进学生的身心健康,使学生精力充沛,保证高质量的完成学习任务.随着学校在校人数的增加和校园机动车数量的增多,校园噪声已经成为影响学生学习与生活的一个重要影响因素[5].因此,加强高校校园声环境建设与管理,对于建设良好的校园环境、建设生态校园,实施素质教育有着重大的意义.《GB3096-2008声环境质量标准》[6]实施后,国内众多研究者对高校校园声环境进行不同功能区、不同时间段内的实地监测,分析校园声环境质量现状,并提出噪声控制措施[3-5,7-10].仅有文献[10]对大学校园的四季噪声进行了监测与对比分析,但没有分析最大声级对噪声的影响.另外,在分析时采用的是污染指数法,没有对噪声的起伏程度及功能区面积对环境噪声的影响.本文通过对广西生态工程职业技术学院冬夏两季为期7天的实地监测,对比分析季节、最大声级、监测时段对噪声的影响,考虑噪声起伏及受影响面积对噪声的影响.对监测结果分析,判断学院声环境质量现状,找出主要污染源,并提出解决措施.
1 研究区概况
广西生态工程职业技术学院位于位于柳州市柳北区沙塘镇,东经109°20′17"~109°24′47",北纬24° 27′20"~24°29′49"之间,校园面积(含教学实验林场)1200 hm2,建成面积46.50hm.全日制在校生7 000多人,校园绿地面积20.1 hm2,常绿阔叶树居多,绿化覆盖率为43.14%.绿化植物约267种,隶属93科189属.
2 研究方法
2.1监测点位的选择
为了解学院环境噪声污染状况,本文根据学院功能区布局将学院分为教研文化区(A点位)、教职工住宅区(B点位)、休闲游憩区(C点位)、后勤服务区(D点位)、学生住宅区(E点位)、体育运动区(F点位)、校前区(G点位)七个功能区,选择有代表性的7个点位进行校园噪声监测,得出各个监测点的声级值,依据《GB3096-2008声环境质量标准》[6],利用等效连续A声级和噪声污染指数对其进行评价,各监测点功能划分及平面布置(见表1和图1).
2.2监测时间的确定
图1 各功能区监测点分布
表1 监测点功能区分布
为了获得季节对学院师生的影响,特选定2014 年11月26日至29日、2015年6月24日至26日冬夏两季进行对比分析.根据《声环境质量标准》GB3096-2008,分为昼间(6:00-22:00)和夜间(22:00-次日6: 00)两个时段.本次测定选定以下六个时段:Ⅰ(7:00-7:20)、Ⅱ(9:40-10:00)、Ⅲ(11:40-12:00)、Ⅳ(16:00-16: 20)、Ⅴ(20:00-20:20)、Ⅵ(22:00-22:20).
2.3监测方法、仪器与条件
测量仪器采用国产HS5633型声级计,其性能符合GB3785和GB/T17181的规定.测量前,需检查声级计的电池电压是否足够,并对声级计进行核准.测量时传声器加风罩,手持声级计,传声器距离身体不小于0.5m,并尽量远离其它反射物,如建筑物等,传声器距地面高1.2m.测量选在无雨时进行,风速为5m/s以上应停止测量[6].测量数据直接由声级计每隔5秒读一瞬时A声级,连续读取200个数据,记录于环境噪声测量记录表中,同时完善测定日期、时间、测定人员、测定地点、气象条件,并且在记录下备注测定地点的周围声学环境,如车流量、有无高大树木、有无突发噪声、主要噪声源等,还应判断主要噪声来源(如交通噪声、工业噪声、施工噪声、社会生活噪声).
2.4评价方法
2.4.1等效声级法
所测的环境噪声使用等效声级来表示,它是指在规定的时间T内A声级的能量平均值,用Leq表示,单位dB(A)使用下式(1)进行计算[6]:
式中: LA—t时刻的瞬时A声级;T—规定的监测时间段.
2.4.2改良型污染指数法
根据国家《声环境质量评价方法技术规定》,城市区域环境噪声污染等级划分见表2.各年PSRN值的计算结果按表2的方法进行分级[11-12].
式中:PSRN—改良型污染指数值;Li—第i类型区平均等效A声级;Wi—第i类型区占全城噪声监测总面积的比例,即面积系数;Ai—第i类型区噪声起伏系数,取L10与L50的比值;Lb—等效A声级的基准值,取75dB.
3 结果分析与评价
3.1等效声级法结果评价
对不同监测点测定时段内的相同时段的等效声级求平均值,可得该监测点在不同时段上的等效声级各监测点在不同时段上的等效声级监测值见表3,各监测点在不同时段上等效声级的日平均值及超标率见表4[3].
表3 校园内不同时间点不同地点噪声声压级
DEFG Leq Lmax Leq Lmax Leq Lmax Leq Lmax 51.9 64.8 61.9 74.0 55.6 49.7 73.0 100.4 61.9 78.3 62.1 75.8 58.2 44.6 73.0 89.5 65.0 81.4 62.0 75.0 61.2 28.8 75.5 109.5 58.6 72.9 58.2 72.5 61.1 42.1 70.6 93.9 64.6 83.6 63.4 92.5 70.9 50.7 70.2 93.9 61.2 77.2 56.9 71.2 59.8 41.3 72.0 96.5
表4 各监测点昼间夜间等效声级日平均值
依据声环境质量标准(GB3096-2008),大学校园1类标准,昼间和夜间的环境噪声限值分别为55dB、45dB.采用等效声级法对上述数据进行分析,等效声级法就是把实地监测所得的Leq值对照声环境质量标准,评价该区域的声环境质量是否符合标准[3],得出如下结论.
3.1.1功能区对声环境质量的影响
通过对表3、4的分析,不难看出,教研文化区、体育运动区、教职工住宅区声环境质量较好,后勤服务区与校前区声环境质量很差.其中,校前区的校门口无论冬季还是夏季、昼间还是夜间噪声超标值均最大.冬季昼间超标值达11.8dB,超标率为21.50%,夜间超标值为20.8dB,超标率为46.33%;夏季昼间超标值达17.4dB,超标率为31.71%,夜间超标值为27.0dB,超标率为60.09%.噪声主要来自校门口通往沙塘镇的马路的交通噪声与师生课间活动的吵闹声,校门口周围商铺经营的吵杂声也影响到了公路两侧商铺居民与邻近马路的女生公寓区内学生的正常生活和休息.后勤服务区噪声超标时段主要分布在就餐高峰期(11:40-12:00),超过国家标准值的10.7dB,又因其靠近篮球场,夏季学生的运动时段(20:00-20:20)的喧哗声使其超过国家标准值的9.6dB.
3.1.2不同季节对声环境质量的影响
通过对表3、4的分析发现,夏季各点位的超标现象多于冬季.夏季各点位无论昼间值还是夜间值均超过国家标准,夏季昼间最大超标值为校前区的17.4dB,超标率为31.71%,夜间最大超标值为校前区的27.0dB,超标率为60.09%.昼间最小超标值为教研文化区的2dB,超标率为3.55%,夜间最小超标值为休闲游憩区的3.4dB,超标率为7.52%,这与休闲游憩区广植马尼拉草有关.
冬季教研文化区、休闲游憩区、体育运动区、教职工住宅区昼间声环境达标,原因是冬季温度低,人员活动较少,再加上以上区域有较多的植被作为声屏障,有明显的吸声降噪作用[7].
3.1.3昼间值、夜间值声环境质量分析
通过对表3、4的分析得出,无论冬季还是夏季,夜间的声环境质量状况较差,所有点位的噪声值均超过国家标准,冬季夜间最大超标值为校前区的20.8dB,超标率为46.33%;夏季夜间最大超标值为27.0dB,超标率为60.09%.严重影响了附近居民及女生公寓区内学生的正常生活和休息.冬季夜间最小超标值为教研文化区,超标值为0.6dB,超标率为1.36%,这与测定时段教学活动少有关.夏季最小超标值为休闲游憩区,超标值为3.4dB,超标率为7.52%.
3.1.4最大声级分析
通过对表3的分析可以看出,冬季与夏季的昼间Lmax均出现在校前区,分布为89.2dB、109.5dB,夏季夜间的Lmax出现在校前区,最大为96.5dB,受交通噪声的突发噪声影响较大.冬季夜间的Lmax出现在休闲游憩区,最大为87.2dB,其主要污染来源是学生在草坪前跳舞的音乐带来.
3.2改良型污染指数法结果评价
用PSRN法计算,得出校园冬季、夏季的噪声环境质量评价结果见表5.
表5 环境噪声噪声评价结果
通过表5来看,冬季昼间、冬季夜间、夏季夜间校园噪声的污染程度均为中度污染,夏季昼间的噪声污染程度为中度污染,说明校园声环境已经受到污染.
改良型指数法评价与等效连续声级法评价进行对比,得出的结果基本一致,学院噪声污染主要出现在夏季昼间,主要噪声污染点位位于校前区,其主要噪声源是交通噪声及附近商铺经营的社会生 活噪声.
3.3校园噪声分布等值线图
为了更加清晰地说明校园环境噪声污染情况,使用地理信息系统软件GIS软件绘制校园地图,并运用插值法原理[15],绘制学院冬季、夏季的昼间与夜间噪声等值线如图2至图5所示.
由噪声等值线图可以看出,校园的噪声污染呈斑块状镶嵌,导致噪声出现水平方向差异的原因有很多,其中学院的地形、植被、障碍物等的异质性是其主要因素.
通过对噪声等值图分析得出,主要的噪声点位是G点位即校前区,密集程度最大且呈外低内高状,说明此点位的能量集中即噪声值最大,由校前区向周围校园内部环境辐射噪声.G与F点位的等值线呈断崖式变化,值在2-6dB左右,说明两个点位间采取了有效的降噪措施,这与校前区与体育运动区间高大建筑的障碍物反射和高大乔木的吸声降噪有关.通过上述图形也可以看出,东区教工宿舍的噪声源相对单一,周围再无其他噪声源.虽然D点位东区食堂地处校园中心,但由图可见,呈现不同程度的污染,主要是由于其邻近篮球场及由学生的用餐活动引起.校园最安静的地方是A点位即行政楼,主要是因其靠近休闲游憩区,植物群落丰富,受噪声影响较小.噪声等值线的分布在校前区比较密集,在空旷的行政楼、教职工住宅区等区域相对稀疏,符合噪声的传播和衰减规律[10].
4 结论与建议
总体来说,广西生态工程职业技术学院校园环境已受噪声污染,污染最为严重的点位是校前区,主要噪声源是将学校分成东、西两部分的通往沙塘镇的马路带来的过往车辆的交通噪声和校门口的商铺的社会生活噪声.为改善广西生态工程职业技术学院声环境质量状况,建设生态校园,可以从以下几个方面着手控制噪声污染.
(1)从校园规划上控制:校园布局要闹静分开,将强噪声源尽可能相对集中,减少污染面,将教研文化区与学生、教职工住宅区等需要特别安静的场所集中在同一功能区并采用吸声降噪材料装饰墙壁、门、窗[8].在不同声环境区域之间,例如体育运动区与与教研文化区之间、住宅区与交通区之间,应设足够距离的噪声隔离带,减小噪声传递声级.云南大学与郑州大学在校园建设中都考虑了分区问题[4].还可利用天然屏障(土坡、山丘或已有的建筑设施)来降低噪声.
(2)从声源处控制:加强对校前区与校园内过往车辆的管控,禁止鸣笛、限制车速,禁止或减少产生高噪声车辆(载重汽车、大型客车、农用三轮车等)通过[3].改变路面材质,研究表明,多孔隙沥青路面比普通的沥青路面多降低道路交通噪声3-8dB[13].同时对临街商铺的社会生活噪声加以管控,限制播放高音喇叭,从源头上控制噪声的产生.
(3)从传播途径中控制:校园绿地在设计时可采用典型的高大乔木+灌木+草坪的植物群落的垂直配置模式,从高—中—低三个高度层次进行衰减噪声.结合柳州的气候特征与不同树种,在高度、树形、叶形、花期等方面进行搭配,即保证了一定的郁闭度,又减少了噪声的入侵[14].如生态学院校园绿地中马尾松+香樟+杜鹃+肾蕨+蝴蝶果+南天竹+红花檵木+鹅掌柴+马尼拉草等稳定的复层植物群落在植物配置方面,值得借鉴[15].同时在校园内墙、外墙、栏杆,种植攀爬植物和萝藤植物如爬山虎、绿萝,即可提高墙体的吸声能力,又可以净化空气、美化环境,还可以改善微气候.
(4)从行为意识上控制:制定严格的校园噪声管理规定,加大校园管理力度.可以通过学院的环保协会组织开展环境保护宣传活动,通过案例、视频、图片、讲座等方式来提高全校师生的声环保意识,使降低噪声污染保护校园声环境成为人们自觉的行为,逐步改善校园声环境质量.
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(责任编辑:李洁坤)
Study on Environmental Noise Monitoring and Assessment about University Campus: A Case Study of Guangxi Eco-engineering Vocational and Technical College
ZHANG Liwei, LI Liangcai, CHEN Lei, DENG Li, YANG Shanyun, CHEN Fukun
(Guangxi Eco-engineering Vocational and Technical College,Liuzhou,Guangxi,545004 China)
Abstract:The experiment lasts for 7 days in summer and winter respectively,which uses the equivalent sound level and the noise pollution index method based on the plot data monitoring to analyze and evaluate the situation of the campus environmental noise pollution. The results show that the environmental noise of the whole campus was already contaminated. The noise around the entrance gate is the loudest whether in winter or summer,no matter daytime or nighttime. The value of noise is 11.8 dB and 21.50%higher than the national standard in winter daytime,which is 20.8 dB and 46.33%in winter nighttime. Same situation appears in summer when there is 17.4 dB and 31.71%more than the national standard in daytime,27.0 dB and 60.09%more than the national standard at nighttime. The traffic noise is the main noise source in the aspect of campus pollution. Some reasonable proposals are raised to control and reduce the environmental noise.
Key words:campus;acoustic environment;noise monitoring;noise evaluation
中图分类号:X827
文献标识码:A
文章编号:2096-2126(2016)01-0136-07
[收稿日期]2015-12-23
[基金项目]广西生态工程职业技术学院课题“柳州城市道路绿化带降噪效果研究”(201503A);教育部高等学校博士学科点专项科研基金课题(20100014110002)。
[作者简介]张丽微(1982—),女,吉林松原人,工程硕士,讲师,研究方向:环境监测、生态系统评价研究。
[通讯作者]黎良财(1978—),男,湖北天门人,博士,副教授,高级工程师,研究方向:3S技术在资源与环境监测中的应用。