燕山大學校園環(huán)境噪聲實測及防治措施模擬研究

【摘要】以燕山大學為例對其東校區(qū)進行網格化劃分，監(jiān)測噪聲數據。同時，對校園內環(huán)境噪聲通過軟件CadnaA進行模擬，模擬設置聲屏障效果，提出噪聲污染防治措施。

【關鍵詞】校園噪聲; 噪聲監(jiān)測; 噪聲評價; 噪聲地圖

【中圖分類號】TB53【文獻標志碼】A

［定稿日期］2023-05-29

［基金項目］2022年大學生創(chuàng)新訓練計劃項目（項目編號：CXXL2022402）;河北省高等教育教學改革研究與實踐項目（項目編號：2023GJJG0787）;2023燕中大學創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育教學改革與實踐項目（項目編號：2023xjcxcy012）

［作者簡介］李倩（1985—），女，碩士，講師，研究方向為建筑教學、建筑物理教學。

0 引言

噪聲污染是人類社會發(fā)展進程中的一種新型環(huán)境污染問題。噪聲污染產生源頭多種多樣，包括城市交通、建筑工程、工業(yè)生產以及人類活動等，對人們的身心健康和生活質量產生著越來越嚴重的影響。傳統(tǒng)噪聲測量手段雖然可以在固定點測量噪聲值，但卻無法對噪聲的分布情況進行精準直觀的表達。利用噪聲地圖可以有效地對噪聲進行監(jiān)測和控制，從而提高聲環(huán)境質量［1］。高校作為人才培養(yǎng)和科研創(chuàng)新的重要場所，對環(huán)境噪聲要求相對較高，容易收到噪聲干擾。學生和教師們長時間處于高噪聲環(huán)境下，不僅會引發(fā)聽覺疲勞和壓力反應，還可能對身體和心理健康造成更為深刻的影響。因此， 很多學者進行了校園噪聲的相關研究，如實測并繪制校園噪聲地圖 ［2-6］；通過實測校園噪聲源并基于聲傳播原理建立校園噪聲預測模型［7-8］。本文在此研究基礎上，通過實測和模擬對照研方法，以燕山大學東校區(qū)為例，提出改善校園噪聲方案，并進行模擬檢驗其效果。

1 測量方法

燕山大學東校區(qū)從功能上有教學辦公區(qū)、宿舍區(qū)、室外運動區(qū)、園林綠化等，功能分區(qū)見圖1。測量的步驟為：（1）校園平面網格化劃分；（2）按照聲環(huán)境質量標準測量要求測量。學校的主要功能為科研教育，在區(qū)域環(huán)境噪聲標準中劃分為1類聲環(huán)境功能區(qū)。主要噪聲來自于是交通噪聲、生活噪聲、運動場的吶喊聲和建筑工地的施工噪聲等。

1.1 校園平面網格

為了更加準確地了解燕山大學東校區(qū)的噪聲環(huán)境情況，對校園平面按40m×40m劃分網格，隨后在人員不常到達區(qū)域（如綠化區(qū)）進行網格合并，增大網格尺寸，以求合理減少測量量的同時還能保障環(huán)境噪聲精確度，合并完成后的網格共計205個，如圖2所示。

1.2 測量標準及方法

根據GB 3096-2008《聲環(huán)境質量標準》［9］要求，選用AWA5688聲級計，校園內噪聲在2023年3月的工作日，8：00-18：00陸續(xù)監(jiān)測校園內晝間環(huán)境噪聲。因校園內晚上統(tǒng)一熄燈管理，在熄燈后校園內幾乎無環(huán)境噪聲源，因此校園內進進行晝間環(huán)境噪聲測量。測試時無雨雪、無雷電，風速小于5 m/s，傳聲器距地面的垂直距離為1.2 m，加風罩；按照1.1節(jié)劃分網格，在每個網格中心點進行測量，測點距離反射物（地面除外） 的距離均不小于3.5 m。每個點測10 min連續(xù)等效A聲級Leq，共測得205個網格中心點數據。

校園外交通噪聲測量時，北側道路和南側道路各取3個點，西側道路選取1個點，北側和南側道路測點布置于道路交叉口與校園對應道路結尾處之間等間距布置3個測點，且避開校園出入口和高架橋的影響。西側道路測點位于路段中間。傳聲器放置于機動車道外側20 cm處，距地面垂直距離1.2 m，于工作日下午5點和夜間22：30進行實測20 min，取等效A聲級，得到校園外交通噪聲數值，見表1。

2 噪聲地圖與Cadna模擬

2.1 噪聲地圖

將實測的校園內數據，以3 dB為刻度單位分不同顏色，將等效聲級Leq數據繪制成噪聲地圖（圖3）。

根據GB3096－2008《聲環(huán)境質量標準》，大學屬于文教區(qū)，應執(zhí)行“1類聲環(huán)境功能區(qū)”噪聲限值：晝間55 dB，夜間45 dB。從圖中可以看出，因校園周邊道路車流量較大，沿街處的環(huán)境噪聲普遍較高，且高于55 dB，對于運動區(qū)來說影響不大，但對校園內生活區(qū)影響較大，校園的學生宿舍均沿道路布置，靠近道路一側的宿舍環(huán)境噪聲超標。教學區(qū)位于校園場地較里側，背景噪聲基本滿足聲環(huán)境質量標準要求。圖中，沿街處有若干測點聲壓級較低，分析原因，可能是測量設備數量較少，不同測點測試時間不同，造成因校園外交通噪聲變化致使某些點數值低于周圍區(qū)域。

2.2 Cadna噪聲模擬

將晝間測得的校園外交通噪聲數據及校園內道路，廣場，體育運動場的聲壓級輸入于CadnaA軟件進行模擬，得到晝間噪聲分布圖，見圖4。將模擬結果與實測值對比，發(fā)現(xiàn)模擬結果與實測值相差較小，可以認為模擬結果相對準確。

如1.2節(jié)所述，夜間校園內僅有偶發(fā)聲源，不再考慮夜間校園內部噪聲源，僅考慮校園外部交通噪聲。將夜間外部道路交通噪聲值輸入CadnaA軟件進行模擬計算，得到夜間校園噪聲分布圖，見圖5。從模擬結果可知，有28.37%范圍的數據達到標準要求。

3 校園環(huán)境噪聲污染原因及措施

3.1 原因

從前述分析可以，校園的噪聲源主要為內外部交通噪聲及校內生活噪聲。學校相鄰三條道路為城市主干道，車流量均較大，在高峰時段，南側道路每小時車流量為4 266輛小車及153輛大型車。而生活區(qū)緊鄰主干道，在校園生活區(qū)規(guī)劃及建設階段，三條路車流量尚未有如此巨大，因此退讓距離不足，導致在城市車流量劇增后生活區(qū)宿舍臨街側背景噪聲過高。利用CadnaA軟件模擬計算得到沿西側及北側道路的學生宿舍位置見圖6，夜間立面噪聲分布如圖7所示。

從圖中可知，受兩條道路的影響，在轉角處宿舍樓背景噪聲最高。秦皇島氣候條件為春秋季涼爽，夏季炎熱時段較短，全年中春夏秋三季均為開窗使用，開窗使用周期較長，室外噪聲通過窗戶進入室內，背景噪聲高于民用建筑隔聲規(guī)范規(guī)定值，形成較大干擾。

校園生活噪聲中，聲源主要為上下課學生說話聲，機動車、電動自行車行駛噪聲，食堂油煙機排風噪聲，固定時段的校園廣播及運動區(qū)的聲音。學生上下課時有說笑聲，且校園較大，不可避免需要車流交通，校園運動區(qū)是校園生活中的一部分也不可避免。食堂油煙機排風噪聲影響主要為靠近食堂周邊環(huán)境，校園廣播時段為用餐時間，且廣播時段較短。

3.2 控制措施及啟示

校外噪聲主要為交通噪聲，在規(guī)劃設計階段，要充分預估城市發(fā)展后道路的車流量劇增對場地噪聲的影響。在實際使用過程中，當噪聲超標后，可采取聲屏障及建筑圍護結構隔聲設計進行處理。沿街處場地邊緣設置3 m高通長聲屏障后，宿舍立面背景噪聲分布模擬圖如圖8所示。

從圖8可知，設置聲屏障可改善建筑低層處背景噪聲，但對高層處影響不大。而按照實際使用情況，如果不使用通風隔聲窗，增加普通門窗門窗的隔聲性能，僅能改善冬季關窗使用情況。所以如果全年需要得到改善，在不進行大的建筑改造且保留原有宿舍房間使用功能前提下，則需要更換為價格相對較高的通風隔聲窗。或者，犧牲高層處沿街側宿舍功能，改為為宿舍學生服務的公共空間。

3 結論

校園噪聲監(jiān)測結果顯示，燕山大學東校區(qū)噪聲水平相對較高，主要來源道路交通噪聲。在進行了實地測量和使用了CadnaA軟件進行模擬后，確定了使用聲屏障對僅對低層處噪聲污染有較大改善。根據實驗結果，建議采取一系列的具體技術措施來降低噪聲水平，如增加綠化隔離帶、構筑隔聲墻和設置隔聲窗等，以及在規(guī)劃設計時，充分預估城市發(fā)展后車流量對場地規(guī)劃及單體建筑設計的影響，將噪聲不敏感功能的房間設置于臨街處。有效提升校園的聲環(huán)境質量。

參考文獻

［1］ 史曉峰，梁璐，劉宇峰.噪聲地圖在聲環(huán)境中的應用研究綜述［J］.建筑與文化，2020（9）：197-198.

［2］ 張強，楊慧茹，陳曉蕾，等.校園噪聲現(xiàn)狀分析研究：以哈爾濱工業(yè)大學（威海）為例［J］.環(huán)境科學與管理，2014，39（3）：125-127.

［3］ 陳思宇，章斯宇.中國傳媒大學校園環(huán)境噪聲調查與評價［J］.中國傳媒大學學報（自然科學版），2019，26（6）：60-66.

［4］ 楊有糧，美克熱依·阿布力提甫.西北工業(yè)大學友誼校區(qū)校園環(huán)境噪聲調查與分析［J］.電聲技術，2010，34（1）：82-85.

［5］ 何正艷，米夢寒，魏沈鈺，等.校園環(huán)境噪聲的監(jiān)測與評價［J］.實驗室科學，2020，23（6）：13-18+22.

［6］ 李燕超，劉志紅，儀垂杰，等.噪聲地圖在環(huán)境噪聲監(jiān)測中的應用［J］.環(huán)境監(jiān)測管理與技術，2018，30（2）：39-42.

［7］ 陳佳俊，徐婧，翟國慶. 浙大紫金港校區(qū)噪聲地圖的建立［C］//中國聲學學會環(huán)境聲學分會，中國環(huán)境科學學會環(huán)境物理分會，全國聲學標準化技術委員會，中國環(huán)境保護產業(yè)協(xié)會噪聲與振動控制委員會，中國職業(yè)安全健康協(xié)會噪聲與振動控制專業(yè)委員會.2012全國環(huán)境聲學學術會議論文集.上海《噪聲與振動控制》雜志編輯部，2012：74-76.

［8］ 石泉. 基于噪聲地圖的校園聲環(huán)境研究［D］.南寧： 廣西大學，2014.

［9］ 環(huán)境保護局，國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局.聲環(huán)境質量標準： GB3096-2008 ［S］.北京， 2008.