乡镇沿街建筑噪声环境模拟研究——以邵阳市新邵县严塘镇为例

谢鹏，宋晟溥

（湖南科技大学建筑与艺术设计学院）

1 引言

随着我国经济体制的不断完善和国民经济的高速发展，我国以交通为主的公路运输网也日趋完善并以迅猛的态势向农村延伸与扩张。虽然公路运输能改善乡镇交通条件，加强城市与乡村的联系，在一定程度上能推动乡镇经济的发展，但公路的扩张和发展也带来了扬尘、噪音等污染。经研究表明，长期暴露在交通噪音环境下不仅会对人的听觉、神经、心血管系统产生影响，并会使人出现失眠多梦、干扰睡眠、心烦意躁、易怒易受惊等不良反应。交通噪音给人们的生活工作造成了诸多影响，它已然成为了危害人们身心健康的主要危害之一[1]。避免与减少农村交通噪音污染，为乡镇居民提供一个舒适、健康的声环境，已刻不容缓。因此本文以207 国道沿线新邵严塘镇沿街建筑作为研究对象，对其进行室外声环境实测和模拟分析，并提出优化策略，为后续乡镇临街自建房声环境设计与优化提供参考依据。

1.1 声环境相关标准及评价

在我国《声环境质量标准》中结合建筑的使用特性，将其声环境分为五类功能区，并规定相关的噪声限值要求[2]。乡镇区域一般不划分声环境功能区，根据环境管理的需要，可按以下要求确定乡村区域适用的声环境质量要求。适用范围及噪声限值详情见表1。

表1 环境噪音限值[2]

1.2 噪声评价指标

本研究采用经典评价方法A 声级[3]。A 声级以LA来表示，单位为dB（A），噪音存在波动性，在评价环境噪音时需要测量指定规定T时间内的A声级能量平均值，简称等效声级。A 声级能更好的反映人对噪音的主观感觉，也是在噪音测量方面使用较为广泛的，以此本文采用等效连续A 声级（equivalent continuous A-weighted sound pressure level）指标进行乡镇临街住宅建筑噪音评价。

2 乡镇临街住宅室外声环境实测及模拟

2.1 测量情况及现场条件

严塘镇地处湖南省邵阳市新邵县往北临近县城，该镇主要发展旅游业和种植业，如水上乐园、休闲农庄，果园采摘等项目。严塘镇属于山地丘陵地貌，地势走向北高南低，南向敞开，呈逐级梯降形态。207 国道穿镇而过，路面材质为水泥，路宽为10m，207 国道是该镇联系外界的主要交通路线。严塘镇建筑大多为砖混结构的村民自建房，依路而建，建筑层数为2 层～4 层。国道交通噪音是该镇声环境主要噪音源之一。严塘镇概貌如图1。

图1 严塘镇概貌

2.2 测量内容和方法

为更好了解车辆通行对临路住宅建筑的影响，本文对207国道新邵县严塘镇路段进行了交通噪音实测，测量点和测试方法如下：测量仪器，选用SAN‐liang s450 AC 加权普通型分贝仪，测点选在距离道路20cm，测点高度为1.2m，白天测量时段在8:00～12:00 或14:00～18:00，夜间测量时段为22:00～5:00，量时长20min，每隔5 秒读取一个数据，读取200个数据，得到不同测点的噪音数据，通过数据计算得到，连续等效A声级Lep、L10、L50、L90、Lmax、Lmin值。实测结果详情见表2。

通过新邵县207国道二级公路噪声基础指标实测结果分析，207国道噪音有三个特点。

①昼间207 国道以小型车为主，早中晚为车流高峰期来往通行车流较多，车辆平均车速为70km/h～80km/h。

②鸣笛、刹车噪音较为频繁，经实测大型货车在鸣笛时能达到90dB(A)～100dB(A)以上，小型车也能达到75dB(A)～80dB(A)以上。

③夜间主要以大型货车居多，车流量相对稳定，因夜间行人较少，在路况条件允许下大货车平均车速能达到70km/h～80km/h，噪音风险较高。

2.3 软件介绍及模型建立

2.3.1 软件介绍

PKPM绿色建筑软件是国内先进室内外模拟软件，具有室外声环境模拟与室内背景噪音计算和构件隔音功能。具有完善的建模模块，建模速度较快，操作简单易上手，隔声参数和吸声材料数据库全面，并支持用户自定义材料参数。其作为国内先进绿色模拟软件，将《声环境质量标准》GB3096-2008、《环境影响评价技术导则声环境》HJ2.4-2009 等一系列声环境标准规范作为参考依据[4]，模拟分析后进行快速对比评价，是一款能快速准确模拟噪声环境和建筑隔声性能的模拟软件。

2.3.2 模拟设置

该镇位于G207国道上，乡镇政府单位、医院、初小学住宅等都坐落在街道两侧，乡村建筑相对较为单一，建筑一般为2-4 层，屋面为坡屋顶，层高为3.5m，临街窗户大多为铝合金推拉窗，玻璃为单层3mm-6mm中透或者低透光玻璃，建筑外墙无保温隔音材料，墙体厚度240mm。207 国道作为连接各城市运输要道途经各个乡镇，道路相对平坦，双向两车道，东北-西南走向，路面材质为水泥，道路总路宽为10m，道路限速为60km/h。因乡镇临街建筑体型较为简单，所以采用建筑体量建模，局部个别建筑选用CAD平面三维导入，提取单个建筑模型等方式进行建筑模型的建立，三维效果图如图2所示。

图2 三维模型效果图

2.3.3 室内外噪声源和建筑典型受声点设置

PKPM绿色模拟软件，可以根据实际情况，输入实测车流量、车速、噪音等数据，生成道路噪声源来模拟车辆通过时产生的交通噪音对周边建筑的影响。

在对沿街建筑进行噪声评价时，选取噪声敏感建筑作为噪声监测建筑，软件会根据建筑面积自动生成典型受声监测点，受声测点高度1.2m，距离墙体1m，各受声测点间隔6m，受声监测点根据建筑面积自动生成相应数量测点，测值可以作为建筑室内背景噪声源。详情如图3。

图3 临街建筑受声点详图

3 建筑室内外声环境模拟结果分析

3.1 室外声环境分析

通过软件计算根据噪声分布情况自动生成室外昼夜声压平面图（见图4-5）声压图能更直观的呈现出噪声分布和辐射情况。立面和平面声压图用红、黄、绿、蓝四种颜色来表示噪音声压变化，颜色越鲜红，噪声值越高[5]。昼间室外噪声最高值能达到76.32dB(A)夜间也能达到67.90dB(A)，该镇噪声环境噪较差且高于2类室外声环境昼间55dB（A）夜间45dB(A)的限值。

图4 平面噪声分布图（昼间）

图5 平面噪声分布图（夜间）

3.2 室内声环境模拟分析

本文选取典型农村3层住宅建筑进行室内噪声模拟并根据实际建筑情况赋予材质，将交通噪音设置为邻近噪音源。通过建筑典型受声测点值得知，建筑临街面外墙昼夜噪声平均值为75dB(A)/68dB(A)，东向外墙昼夜噪声值为70dB(A)/63dB(A)西向建筑外墙昼夜噪声值为72dB(A)/65dB(A)，北向外墙平均受声值为69dB(A)/62dB(A)，室内生活噪音设置为昼间35夜间30dB(A)软件采用类比法选取二楼三间卧室进行噪音计算（见图6）。临街卧室昼间最高值为51.7dB(A)最低值为48.2dB(A)，夜间噪声最高值为44.8dB(A)，最低值为41.3dB(A)。该建筑卧室均未能满足《民用建筑隔声设计规范》室内噪声昼间≤45dB(A)、夜间≤37dB(A)的低限值要求。

图6 室内噪音源

3.3 临街建筑声环境的影响因素与优化策略

经查阅临街建筑噪音相关文献和公路沿线其他乡镇实地调研测量和模拟分析发现一个共同的结论，影响沿路乡村建筑室外声环境的决定性因素是建筑与道路之间的距离。在本次模拟项目中，沿路两侧建筑外墙受交通噪音影响最为严重。其次，车速和鸣笛声也是影响乡镇室外声环境因素之一，车辆在不同车速下产生的噪声也不同。

①乡村临街住宅在建筑初期受经济和技术的制约，大多数建筑都采用单层玻璃铝合金窗。窗户作为居民接触外界的接口，受到外界的干扰最为突出，单层玻璃的隔音效果很差，对室内声环境的改善起不到有效的帮助。因此对临街窗进行降噪优化就显得尤为重要。作者对三种隔音窗进行模拟对比分析，其中不同材质和厚度中空、真空玻璃有效隔音量在20 dB(A)～38dB(A)之间，其中夹胶玻璃对交通中低频噪音降噪效果最为显著，夹胶玻璃的有效隔音在33dB(A)以上。合理利用隔音窗能有助于临街建筑室内声环境的改善。

②经软件模拟，在车流量不变，仅改变平均车速，以70km/h 车辆昼间通行产生的最大噪声值为76.69dB(A)，而把车速限制在40km/h 时产生的最大噪声值为63.18dB(A)，同比降低了6.51dB(A)。对过往乡镇车辆加以限制并禁止车辆鸣笛和车辆限速能有效的减少车辆在行驶过程中产生的噪音，改善临街建筑声环境。

③道路两侧种植高大乔木绿化带或灌木绿化隔音带，不仅在视觉上使人舒心，还能作为声屏障有效降低交通噪音对临街建筑的影响，经软件模拟，将道路两侧设置为6m 高的乔木林带，平均降低了2.0dB(A)。乔木林带对改善乡村声环境有显著效果[6]。

④在道路规划设计阶段，综合考虑交通运输道路对乡镇住宅建筑的影响，在满足各项综合条件下，将交通运输路线尽量远离乡镇，避免道路直接横穿乡镇。

4 结语

室外噪声直接影响人们的身心健康，交通噪音作为乡村噪音源之一直接影响着人们的生活、工作、身心健康，而导致临街乡镇建筑室内声环境舒适度较差的主要因素是住宅建筑距离交通干线过近，且外围护结构无明显隔音措施。本文通过软件模拟的方法，对乡镇临道路建筑进行模拟分析，针对其出现的问题提出改善措施，为以后乡村临街建筑室内外声环境的改善提供一定的参考。