1、道路结构及建筑布局对典型街区交通噪声影响研究周志宇 邹 哲 康 健【摘要】随着城市的发展，交通噪声日益 严重，道路的 间距及街区内建筑的布局形式是影响街区声环境的重要因素。 为深入研究道路 间距及建筑布局形式对街区声环 境的影响，本文利用噪声模 拟软件对典型街区声环境进行了研究。通过研究发现，在相同交通条件下，院落式布局的空间统计声压adnAC级低于行列式布局和点式布局，特 别是空间背景声压级。随着道路 间 距的增加，除沿街区域声压级略有升高外，其余区域均有不同程度的降低，且降低的幅度不同。通过本研究可以为城市规划提供技术支持。【关键词】道路结构；建筑布局；交通噪声1. 引言随着经济的发展，人
2、们生活水平的提高，汽车成为人们出行的主要交通工具，交通噪声也越来越受到人们的关注 1。针对这一问题，减缓交通噪声的研究成果也日益增多，其中很多研究从声源的类型、传播方式、影响人群等角度进行了深入研究，也取得了很多成果 2-6，但从城市规划的角度对声环境进行定量的研究还不多见。本文利用噪声模拟软件，对不同建筑布局形式典型街区内部声环境进行模拟，以期发现道路间距及建筑布局形式对街区内部声环境的影响，为规划建设提供定量的指导。2. 研究方法2.1 研究区域选择与模拟方法为研究道路间距对不同建筑布局形式街区内交通噪声的影响，如图 1 所示，本研究选取哈尔滨道外区靖宇街、北头道街、升屏街、北四道街围合地
3、段为研究区域，该区内道路网较密集，东西走向道路间距 250m 左右，南北走向间距在 50100m 之间。现状建筑形式以合院为主，建筑密度为 51.7%，建筑高度多为 2 层，属典型的低层高密度建筑群。为比较不同建筑布局形式对声环境的影响，如图 2所示，本研究在模拟时按照建筑布局规范，分别在该区域内布置低层高密度院落（建筑高度 6m） 、多层院落（建筑高度 18m） 、多层行列式（建筑高度 18m）及低层点式（建筑高度 6m）建筑进行研究。 因受现状条件的限制，不可能对道路进行重新布置，本研究采取交通限行措施进行模拟，已达到改变道路间距的目的。模拟时， 图 1 研究区域每种建筑布局形式模拟 3
4、次，首先将现状相关参数输入模型进行计算，得到该区域典型时段的现状声压级空间分布图，然后将北二道街设置为步行街，禁止车辆通过，将该道路的交通量平均分配给其他三条道路，最后将北二道街和北三道街都设置为步行街，禁止车辆通过，将这两条道路的交通量平均分配到周边的两条道路上，然后进行模拟。模拟结束后，对各次模拟的噪声图的不同声压级的区域进行统计，以确定不同道路间距与不同建筑布局形式影响下该区域声压级分布情况。低层高密度院落布局 多层院落式布局 低层点式布局 多层行列式布局图 2 研究街区内典型建筑布局形式2.2 模型选择及参数设置本文选用 软件进行声环境模拟，该软件包括噪声源模型和 的声传播adnAC
5、ISO9613模型 7，其中，道路交通噪声是其主要噪声源模型之一，在该模型中将车辆的声源简化为地面与轮胎的摩擦产生的声源和发动机的声源两个点源，在传播模型中考虑几何发散、大气吸声、地面吸声、声屏障衰减等因素 8-11。通过这两种模型可以全面地模拟道路两侧的声环境。在对声环境进行模拟时需要将车流量、平均车速、车型组成比例等参数输入模型。通过对该街区交通量观测与研究，上午 10:0011:00 属交通低谷期，下午的 4:305:30 属交通高峰期，故选择这两个时段的均值作为基本数据。表 1 是该区域 6 条主要道路的工作日上午 10:0011:00、下午的 4:305:30 两个时段统计的小时交通
6、量的平均值、车型比及平均速度。从表中可知，在这六条道路中靖宇街交通量较大，每小时通过 788 辆，通行的公交车较多，重车比也较大，为 13.8%。其次是北头道街和北四道街交通量分别为 328 辆/小时和 228 辆/小时，这是由于这两条街在该区的两侧，其中北头道街西侧为多层居民住宅，北四道街东侧是温州商贸城，产生的交通量也较多，所以这两条道路的交通量也较大。北二道街和北三道街是街区内部的道路，车流量较少，分别是 132 辆/小时和 64 辆/小时，且北三道街兼有集贸市场的功能，所以内部车辆更少，且无重型车辆经过，车速也较低，为3.4 公里 /小时。表 1 研究区域内道路交通量统计街道名称 交通
7、量（辆/小时） 重车比（% ） 平均车速（公里/小时）靖宇街 788 13.8 13.1升屏街 163 2.4 12.7北头道街 328 9.1 12.8北二道街 132 23.1 12.4北三道街 64 3.4北四道街 228 11.9 16.2在模拟时，首先将研究区域的 平面图导入模型，根据相关研究 12，设建筑吸adAutoC声系数为 0.2，声传播反射次数为 2。计算网格尺寸设为 4m，确定接收点的高度为 1.5m。3. 研究结果根据研究需要，将 输出的噪声图输入到 软件中，以 1dBA 为单位对adnACrcGIS研究区域内不同的声压级进行统计，得出该街区内的空间平均声压级和空间统计
8、声压级L10、L 50、L 90，其中，L 10 代表 10% 的区域声压级超过的数值， L50 代表 50% 的区域声压级超过的数值，L 90 代表 90% 的区域声压级超过的数值 13。3.1 不同建筑布局形式街区空间声压级分布图 3 是研究区域内不同建筑布局形式的街区空间声压级统计图，从图中可知，在相同的交通条件下，不同的建筑布局形式声压级不同。在这四种建筑布局形式中，低层高密度建筑布局方式的平均声压级最低，为 62.5dBA，点式布局的平均声压级最高，为 65.7 dBA。特别是空间背景声压级（ L90）相差较大，院落式布局的两类较低，为 47 dBA，而其他两种形式为 59 dBA。
9、这说明不同的建筑布局方式对街区的声环境影响较大，特别是空间背景噪声。404550556065707580低 层 院 落 多 层 院 落 多 层 行 列 式 低 层 点 式SPL(dBA)建 筑 布 局Lavg L10 L50 L90图 3 研究街区内不同建筑布局空间声压级统计图3.2 道路间距变化对不同建筑布局形式街区声压级的影响图 4 是研究区域低层高密院落布局 3 次模拟的空间统计声压级，其中措施 1 是指对北二道街进行限行，措施 2 是指对北二道街和北三道街都限行，从图中可知，随着道路间距的增加，除 L10 变化较小外，其他统计声压级均呈下降趋势，其中北二道街限行后，L avg 下降了
10、1.8dBA，L90 下降 1dBA，L 50 下降 10dBA，两条道路都限行后，L avg 下降 5dBA，L 90 下降 1dBA，L 50 下降 17dBA。说明随着道路间距的增加，L 10 即峰值水平略有增加，这是由于随着机动车道的减少，间距的增加导致剩余道路的交通量增加，因此导致道路附近的交通噪声增加，但增加不多，只增加了 1dBA。L 90 变化也不大，仅下降 1dBA，这可能是由于该街区以院落为主，交通噪声对院落内部声环境影响较小，道路间距增加后对院落内声压级影响不大，所以导致 L90 变化较小。该街区内 L50 下降幅度较大为 17dBA.这可能是由于交通限行后原来的街道空间
11、和中间广场的声压级降低所致。通过综合分析说明加大道路间距，会使街道附近区域交通噪声值增加，但可以有效改善街区内部沿街开放空间的声环境，对院落内部声环境影响不大。4050607080现 状 措 施 1 措 施 2交 通 限 行 措 施声压级(dBA)Lavg L90 L50 L10图 4 研究街区内低层院落式建筑布局空间声压级统计图图 5 是多层院落 3 次模拟的空间统计声压级，从图中可知，变化趋势与低层高密建筑布局相似，随着限行道路的增加，除 L10 增加了 1dBA 外，其他统计声压级均呈下降趋势，其中北二道街限行后，L avg 下降了 2dBA，L 90 无变化，L 50 下降了 4dBA
12、，两条道路都限行后，Lavg 下降了 4.5dBA，L 90 下降了 1dBA，L 50 下降了 4dBA。分析发现随着道路间距的增加， L10 和 L90 变化都不大， L10 值变化小是因为周边未限行道路的声压级变化较小，L 90 变化较小是因为在研究区域内院落内的声压级变化较小，且院落所占面积较大所致。L avg 和 L50 下降较多，主要是由于中间道路及院落之间空间的声压级下降较大所致。通过综合分析，增加道路间距，可以有效改善多层建筑院落布局街区的声环境，特别是院落外部公共空间的声环境。4050607080现 状 措 施 1 措 施 2交 通 限 行 措 施声压级(dBA)Lavg L
13、90 L50 L10图 5 研究街区内多层院落式建筑布局空间声压级统计图图 6 是行列式布局街区 3 次模拟的各声压级的统计值，从图中可知，随着限行道路的增加，除 L10 变化较小外，其他统计声压级均呈下降趋势，其中北二道街限行后，L avg 下降1.5dBA，L 90 下降 3dBA，L 50 下降 3dBA，两条道路都限行后， Lavg 下降 4dBA，L 90 下降6dBA，L 50 下降 5dBA。分析发现随着道路间距的增加，行列式建筑布局的街区，L 10 变化较小，该值变化小是因为道路周边的声压级变化较小所致。L avg 、L 90 及 L50 下降的幅度相似，数值都在 5dBA 左
14、右。4050607080现 状 措 施 1 措 施 2交 通 限 行 措 施声压级(dBA)Lavg L10 L50 L90图 6 研究街区内多层行列式建筑布局空间声压级统计图图 7 是点式布局方式 3 次模拟的各声压级的统计值，从图中可知，随着限行道路的增加，除 L10 变化较小外，其他统计声压级均呈下降趋势，其中北二道街限行后，L avg 下降1.6dBA，L 90 下降 2 dBA，L 50 下降 2dBA，两条道路都限行后，L avg 下降了 2.7dBA，L 90 下降了3dBA，L 50 下降了 3dBA。分析发现随着道路间距的增加，对点式建筑布局的街区，L 10 变化较小，峰值变
15、化小是因为周边道路的声压级变化较小所致。L avg 、L 90 及 L50 下降的幅度相似，数值都在 3dBA 左右。4050607080现 状 措 施 1 措 施 2交 通 限 行 措 施声压级(dBA)Lavg L10 L50 L90图 7 研究街区内低层点式建筑布局空间声压级统计图3.3 讨论 图 8 是研究区域内 4 种建筑布局方式采取交通限行措施前后的各类声压级差值统计，从图中可知，空间统计声压级平均值（L avg）差值低层院落式布局最高为 5dBA，其次是多层院落式布局差值为 4.5dBA，再次是行列式布局和点式布局，分别为 4dBA 和 2.7dBA。L 50与 Lavg 的趋势
16、基本相似，但差值较大。其中，低层院落式布局差值最大为 17dBA，多层院落为 8dBA，行列式为 5dBA，点式为 3dBA。这说明采取限行措施对 4 类布局方式区域内的声压级均有影响，其中，对院落式布局的影响较大，但有趣的是，L 90 的差值与前两个统计声压级不同，行列式布局差值最大为 6dBA，其次是点式布局为 3dBA，再次是两种院落式布局都是 1dBA，这可能是由于交通限行对院落内部的声环境影响不大，所以 L90 变化不大。024681012141618低 层 院 落 多 层 院 落 点 式 建 筑 行 列 式 建 筑建 筑 布 局 方 式声压级差值(dBA)Lavg L50 L90图
17、 8 研究街区内不同建筑布局空间声压级比较4. 结论通过对典型街区声环境模拟发现，在相同交通条件下，院落式布局的空间声压级低于行列式布局和点式布局，平均空间声压级（L avg）低 3.2 dBA，空间背景声压级(L 90)低 12 dBA。道路间距从 250m 增加到 750m，4 种建筑布局形式的街区 L10 变化不大，均增加 1 dBA 左右，空间统计平均声压级（L avg）低层院落式布局减少 5dBA，多层院落式布局减少为 4.5dBA，行列式布局和点式布局，分别为减少 4dBA 和 2.7dBA。空间统计声压级中值（L 50）低层院落式布局减少 17dBA，多层院落减少 8dBA，行列
18、式减少 5dBA，点式减少3dBA。空间背景声压级（L 90）行列式布局减少 6dBA，点式布局减少 3dBA，院落式布局减少 1dBA。参考文献：1 Ouis D. Annoyance Caused by Exposure to Road Traffic Noise: An Update. Noise Health. 2002;4(15):69-79.2 Kin-Che Lam,Pak-Kin Chan ,Tin-Cheung Chan eta. Annoyance response to mixed transportation noise in Hong Kong. Applied Ac
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