基于 SEDU 軟件的綠色建筑聲環(huán)境模擬參數(shù)研究

王會一,金 晶 ,閆國軍（.北京綠建軟件股份有限公司， 北京 00098；.建科環(huán)能科技有限公司， 北京0003）

噪聲污染、空氣污染和水污染是當代環(huán)境 3 大主要污染，健康舒適的聲環(huán)境是人對于生活的基本需求。隨著現(xiàn)代城市建設和城市交通的發(fā)展，噪聲污染逐漸嚴重，已經(jīng)成為世界各國大城市面臨的一個重要環(huán)境保護問題。它不僅影響了人們的正常工作、學習和休息，醫(yī)學研究也證明,如果長期處于噪聲環(huán)境中,容易引發(fā)人們神經(jīng)衰弱、失眠等多種對人體危害極大的精神障礙。在綠色建筑評價體系中，建筑聲環(huán)境要求經(jīng)常被忽視，噪聲污染投訴已為當前熱點問題。建筑聲環(huán)境在綠色建筑中的地位應當?shù)玫街匾暋?/p>

1 綠色建筑評價中的聲環(huán)境要求

聲環(huán)境影響預測分析是綠色建筑評價中的重要內(nèi)容。2006 年，我國頒布首部綠色建筑評價國家標準 GB/T 50378—2006《綠色建筑評價標準》。該標準于 2006 年 6月 1 日開始實施，標準對室外場地噪聲和室內(nèi)隔聲均提出了要求。2014 年頒布的 GB 50378—2014《綠色建筑評價標準》在上一版本基礎(chǔ)上細化了各項要求?，F(xiàn)行 GB 50378—2019《綠色建筑評價標準》中對場地內(nèi)的環(huán)境噪聲（8.2.6條）、主要功能房間的室內(nèi)噪聲級（5.1.4 條）、主要功能房間的隔聲性能（5.1.4 條、5.2.7 條）都提出了更高要求；同時在 3.2.8 條中對二星級、三星級住宅類綠色建筑的隔聲性能提出了必須達到相應等級的技術(shù)要求。

2 場地噪聲模擬參數(shù)

本文使用建筑聲環(huán)境模擬分析軟件 SEDU 進行室內(nèi)外模擬分析。SEDU 是一款可用于噪聲預測評估的軟件，計算原理源于國家標準 GB/T 17247.2—1998《聲學 戶外聲傳播的衰減 第2部分：一般計算方法》（等效 ISO 9613-2:1996），以及國內(nèi)相關(guān)行業(yè)標準 HJ 2.4—2009《環(huán)境影響評價技術(shù)導則》、JTG B03—2006《公路建設項目環(huán)境影響評價規(guī)范》等。該軟件于 2017 年底通過了住建部組織的科技項目評審。本節(jié)將對場地內(nèi)常見可變參數(shù)對周邊噪聲影響進行定量分析。

目前城市居住區(qū)環(huán)境噪聲的 70%～80% 來自交通噪聲。2008 年，我國統(tǒng)計的 401 條城市道路交通噪聲中，有超過 1/5 的城市道路交通噪聲超標，如何有效控制交通噪聲成為優(yōu)化居住區(qū)室外聲環(huán)境的關(guān)鍵。從道路噪聲源本身來說，可以通過低噪聲瀝青路面，設置道路聲屏障，控制車流量、車速，控制大車比，電動汽車代替燃油汽車等手段降低道路噪聲源的影響。

本文通過對一簡化噪聲模型進行室外噪聲分析，路北側(cè)首排住宅模型面寬 60 m，進深 20 m，高度 20 m。住宅南側(cè)邊緣距離道路中心線距離 100 m。為了減少道路兩端對噪聲模擬結(jié)果的影響，假設道路東西向長度為無限長。接收點設置在道路北側(cè)住宅輪廓線外 1.0 m、1.5 m 高處南側(cè)中間位置點。

2.1 車流量

通過設置不同車流量，對比接收點處噪聲結(jié)果。設計車速固定為 60 km/h，計算晝間道路不同小型車逐時車流量下，對首排住宅南向中間位置噪聲影響情況。為了簡化道路聲源的自變量數(shù)量，不考慮中型車和大型車影響，對應車流量為 0。城市 4 車道設計車速 60 km/h 道路小型車流量范圍1 000 輛/h 內(nèi)的噪聲影響如圖1 所示。一般來說，車流量增加 1 倍，道路兩側(cè)附近噪聲值影響增加 3 dB（A）。

圖1 車流量對噪聲結(jié)果的影響

根據(jù)《天津市道路車流量特征分析》統(tǒng)計，天津快速路 ( 8 790 輛/h) ＞主干道(4 077 輛/h) ＞外環(huán)線(3 335 輛/h)＞次干道(2 461 輛/h) ＞支路(1 507 輛/h)，城市快速路逐時車流量可達到 8 000 輛/h。模擬分析了 8 車道設計車速 80 km/h 快速路不同車流量下的噪聲值，如圖2 所示。由圖2可見，隨著車流量增大，產(chǎn)生的噪聲值在最初階段有顯著增加，當車流量達到一定數(shù)量后，這種增加趨勢就不是很明顯了，在接近 4 000 輛/h 后，考慮實際車速受車流量增加影響而降低，周邊噪聲值并沒有增加。

圖2 快速路不同車流量對噪聲結(jié)果的影響

2.2 車 速

城市道路分四個等級，快速路、主干道、次干道、支路，不同道路區(qū)別主要體現(xiàn)在設計車速、車道寬等，其中車速對噪聲的影響明顯。此處針對不同車速對道路周邊噪聲的影響進行分析，住宅和道路模型參數(shù)和圖2 均不變，小型車車流量固定為 844 輛/h，中型車和大型車流量為 0，考慮不同道路設計車速下對北側(cè)住宅接收點的噪聲影響。可以看到，隨著車速增加，住宅南側(cè)噪聲影響呈近似線性關(guān)系增長，控制居住區(qū)周邊道路車速是降低道路噪聲的有效措施。車速對噪聲結(jié)果的影響如圖3 所示。

圖3 車速對噪聲結(jié)果的影響

2.3 聲屏障高度

增加聲屏障是控制道路噪聲源、切斷噪聲傳播的主要措施之一。假設聲屏障東西長度為無限長，平行布置在住宅和道路中間位置，聲屏障距離道路中心線距離為 30 m，距離北側(cè)住宅 70 m。分析不同聲屏障高度下，住宅南側(cè)噪聲值變化情況。聲屏障對接收點噪聲值的影響如圖4 所示。

圖4 聲屏障對接收點噪聲值的影響

由圖4 可知，從住宅南側(cè)噪聲的衰減量可以看出，在15 m 高度以下范圍內(nèi)降噪效果明顯，隨著高度的增加，聲屏障的降噪效果下降。聲屏障是降低地面交通噪聲的有效措施之一，一般 3～6 m高的聲屏障，其聲影響區(qū)內(nèi)降噪效果在 5～12 dB。考慮到經(jīng)濟性等因素，聲屏障高度一般設為3～6 m， 聲屏障高度由 3 m 增加到 6 m，住宅南側(cè)噪聲值由 53 dB 降低到 49 dB。在條件允許的情況下，可以適當提高聲屏障的高度。

注意聲屏障降噪一般對兩側(cè)低層建筑效果較明顯，而對于高層建筑幾乎沒有降噪作用。

3 室內(nèi)隔聲

3.1 隔聲量計算經(jīng)驗公式

對于滿足質(zhì)量定律的構(gòu)件如墻體，SEDU 提供了多個經(jīng)驗計算公式供用戶選擇。

滿足質(zhì)量定律的構(gòu)件利用經(jīng)驗公式計算空氣聲隔聲量，保溫層材料、輕鋼龍骨材料等輕質(zhì)材料的空氣聲隔聲和撞擊聲隔聲情況無法通過公式直接進行計算。本文選取 3 組經(jīng)驗公式，對比構(gòu)件（面密度≥200 kg/m2）在中心頻率 500 Hz下的隔聲量結(jié)果進行對比，如圖5 所示。SEDU 默認使用《建筑隔聲設計—空氣聲技術(shù)》（康玉成著）推薦的經(jīng)驗公式，相對保守。

圖5 隔聲量經(jīng)驗公式計算結(jié)果對比

3.2 門窗縫隙

通常門/窗與墻之間在安裝過程中都會留下縫隙，而一般的縫隙填充材料對降低隔聲幾乎沒有實際的效果，所以該縫隙對組合墻的隔聲性能影響較大。

評估組合墻隔聲量中縫隙寬度的影響分析，取組合墻面積 10 m2，縫隙長度 0.8 m，在不同縫隙寬度下，計算擬合由縫隙造成的組合墻隔聲量的降低情況。一般的門窗與墻之間的縫隙為 0.5 cm（裝配式）和 1.0 cm（非裝配式）。窗墻縫隙寬度對隔聲量影響如圖6 所示。

圖6 窗墻縫隙寬度對隔聲量影響

4 結(jié) 語

通過本文的量化分析和對比總結(jié)，可以幫助綠建模擬工程師在進行室內(nèi)外聲環(huán)境模擬分析時，建立關(guān)鍵參數(shù)對模擬結(jié)果影響的直觀量化印象，對進一步調(diào)整優(yōu)化聲環(huán)境室內(nèi)外計算有一定的指導意義。本文篇幅有限，沒有對室內(nèi)外模型參數(shù)全面展開分析，如對城市軌道聲源參數(shù)、道路高架橋高度等對周邊噪聲敏感建筑物的噪聲影響、室內(nèi)隔聲組合墻隔聲量的組合影響等；也沒有展開模型參數(shù)多變量同時變化下的影響回歸分析。借助SEDU聲環(huán)境分析軟件和本文使用的計算回歸分析方法，設計師可進一步展開對相關(guān)參數(shù)進行量化比較分析，探索相關(guān)參數(shù)對噪聲影響的變化規(guī)律。