城市道路绿化带降噪特性评价分析.pdf

'第36卷第3期青岛理工大学学报Vol_36No．32015JournalofQingdaoTechnologicalUniversity城市道路绿化带降噪特性评价分析陈庆阳，段皓严(青岛理工大学建筑学院，青岛266033)摘要：城市道路绿化带是交通噪声治理的主要方式之一．选取青岛市黄岛区漓江路作为研究分析对象，通过对15处不同类型的绿化带降噪效果进行测量，分析评价不同植物配置绿化带的降噪效果，筛选总结出降噪效果好的植物配置形式，以期为后续城市道路绿化带植物配置设计提供依据．关键词：城市噪音控制；道路绿化带；降噪；植物配置中图分类号：TU998．2文献标志码：A文章编号：1673—4602(2015)03—0049—05NoisereductioneffectanalysisandassessofurbanroadgreenbeltCHENQing—yang。DUANHao—yan(SchoolofArchitecture，QingdaoTechnologicalUniversity，Qingdao266033，China)Abstract：UrbanroadgreenbeltiSoneofthemainmethodsoftrafficnoisereduction．ThemeasurementiscarriedoutalongtheLijiangRoadinHuangdaoDistrict．15typesofgreenbeltsaremeasuredtodeterminetheirnoisereductioneffects，andplantconfigurationform，byanalyzingthenoisecontroleffectofdifferentplantconfigurationgreenbelts，hasarea—sonableeffectonnoisecontrol，andprovestobegoodforsubsequenturbanroadgreenplantconfigurationdesign．Keywords：urbannoisecontrol；roadgreenbelts；noisereductiomplantconfiguration根据统计，当前，青岛市汽车保有量已过140万辆，且仍以每年近2O万辆的速度增长．我国环境监测报告显示，全国近2／3的城市居民在噪音超标的环境中工作和生活，忍受着噪音伤害．交通噪声污染问题成为威胁居民生活环境质量的重要因素，亟需解决．1概述在当前城市化不断发展的进程中，城市交通噪声污染问题越来越严重．解决道路噪声的主要途径目前主要有交通管制措施，设置声屏障、降噪路面、控制噪声源与敏感点距离等工程措施，配置降噪绿化带措施．而绿化带不仅可以降低噪声污染，还能美化环境、调节气候、保持水土、净化空气l1]．目前对于绿化带降噪的研究对象各有不同，有的针对高速路绿化带，有的通过人工声源针对林带进行降噪测试，有的针对某单一树种绿化带，还有针对绿化带四季降噪效果进行研究等等．绿化带的宽度、密度、郁闭度等绿化带相关参数指标与降噪效果的关系已初步形成一些具有借鉴意义的理论公式．当前关于绿化带降噪的若干研究多是从降噪效果影响因素和降噪机理方面人手，笔者以此为基础，缩小研究范围，收稿日期：2014—03—03作者简介：陈庆阳(1988一)，男，山东泰安人．硕士，研究方向为风景园林学．E-mail：735285514@qq．corn． 50青岛理工大学学报第36卷将研究重点放在城市交通干道这一噪声污染的重灾区，通过对青岛市典型道路绿化带进行降噪效果的测试，结合该地区气候条件和常用树种，分析对比不同组成模式绿化带的降噪效果．从植物配置的角度出发，综合经济、美学等因素，评价得出具有较好噪声抑制效果的绿化带组成模式．2交通噪声特性及危害噪声从物理学上来讲是指各种不同频率和强度声音的无规则组合．从生理学上讲噪声通指让人产生不适的声音．交通噪声的来源主要有两类，一类是各类车辆自身产生的噪声，如汽车内部内燃机等机械工作、汽车喇叭、车身震动等产生的噪声；另一类是车辆行驶产生的噪声，如轮胎与地面产生摩擦、风燥等．交通噪声会对人体产生生理和心理上的双重危害．在生理方面，长期工作和生活在高噪声环境下容易造成听力损伤，耳朵容易发生器质性病变，导致听力下降．长期暴露在噪声环境中会增加声性耳聋的百分率．调查发现，人在高噪声环境中工作容易头晕、头痛、恶心、精神不振、易怒，严重的还会引发精神错乱问题．在心理方面，噪声还会影响人的注意力、影响睡眠、影响人的性格，使人易暴躁不安[引．调查发现，噪声会使人在劳动中增加错误率，并且生产率降低1o～509／6．噪声还会使人反应迟钝、易疲劳、工作效率下降、注意力分散．如果司机长时间的处在高噪声环境中，就容易疲劳、注意力分散，进而影响行驶安全．3测量实验内容3．1测量仪器及要求测量采用TES1352H型积分平均声级计，其性能符合《电声学声级计》(GB／T3785-2010)规定．测量时距离其他反射物大于3．51TI，高度为距离地面1．2m以上．在无雨雪、无雷电天气，风速低于5m／s时进行．时间不低于20rain，避开节假El和非正常工作日¨3]．3．2测点选择测量地点位于青岛市黄岛区漓江路(滨海大道)，选取测量区段西起青岛理工大学，东至海尔山海湾，测量区段全长4．4km，测量绿化带宽度均为30m，各段具有较强的可比性．从该区域中选择具有代表性绿化带，也就是某种绿化带的配置模式沿道路方向长度能保持100m以上．为了提高实验效率，并从总体上衡量绿化带降噪效果，在各个绿化带距离道路边缘01T1处和30m处分别测量降噪衰减值并记录测量结果．3．3评价方法在实际过程中，道路交通噪声源比较复杂，它是沿道路不断运动着的多个不同点声源的组合，因此对交通噪声简化处理为理想模型，也就是将道路上行驶的机动车看作均匀排列的点声源，这样交通噪声便是一个声功率均匀分布的线声源．普遍认为道路沿线的绿化带对交通噪声具有一定的衰减作用，参照绿化带对点源衰减的公式：总衰减=距离衰减+绿化衰减即：p△L一201g+忌(R2一R1)(1)1式中：△L为噪声声压级衰减值，dB；R为绿化带前缘距声源距离，m；R为绿化带后缘距声源距离，m；为与绿化带吸声特性有关的系数．式(1)中尼(Rz—R)为绿化带造成的附加衰减，附加衰减与绿化带宽度、树形、树种及空间关系都有一定的关系，这些因素归纳为衰减系数是．通过测得数据计算出不同绿化带的绿化衰减系数志，比较优化不同是值的绿化带的植被类型、植株特征及栽植方式．本次实验所测量的绿化带均为3Om宽，忽略距离衰减的其他影响因素，并认为在各个测试区段的距离衰减相同．所以，在取得的测试数据中，对于噪声总衰减较大的绿化带，其相应的走值较高，该绿化带的植物配置对交通噪声的抑制效果较好． 第3期陈庆阳，等：城市道路绿化带降噪特性评价分析3．4各测点测量结果各测点L和L衰减值如图1所示．测点O1位于胶州湾隧道匝道连接线西端，漓江东路北侧，主要植被为苦楝和雪松，地被植物为草．测点02位于海尔山海湾前，漓江东路4km处，主要植被为银杏和玉兰，地被植物为草和鸢尾，其中鸢尾主要种植于银杏周边．测点03位于富源公馆前，漓江东路O51o1520噪声衰减值／dB7km处北侧，主要植被为雪松、黑松、鹅掌楸、山楂和石楠，地被植物为草和红瑞木图1各测点噪声衰减值L⋯衰减值；一L衰减值等．其中红瑞木呈曲线带状分布，宽度均匀：2¨B¨鸺叭约0．9m．测点O4位于富源公馆前，漓江东路7km处南侧，主要植被为桃、水杉、紫叶李、雪松和无花果，地被植物为草和紫,fsJ-,檗和鸢尾，其中紫叶小檗和鸢尾沿人行道呈曲线带状层叠分布种植．测点05位于北船职工公寓南侧，主要植被为紫薇、黑松和白杨，地被植物为草、迎春和紫叶小檗，迎春和紫叶小檗沿人行道呈带状分布种植．测点O6位于$293省道96km处北侧，主要植被为黑松、紫荆、石楠和白杨，地被植物为草、地被菊和鸢尾．测点O7位于金泽儒家销售中心前，主要植被有银杏、雪松和石楠，地被植物为草、红瑞木．测点08位于漓江东路5km处，主要植被有鹅掌楸、紫叶李、构树、五针松、大叶黄杨和石楠，地表覆盖物为草．测点O9位于西海景苑前，主要植被为黑松和苦楝，地被为草．测点10位于嘉陵江东路与漓江西路交汇处，金沙滩1号北侧，主要植被为紫叶李、石楠和悬铃木，地被植物为草和鸢尾．测点11位于海韵嘉园北侧，主要植被为鹅掌楸、黑松、樱花、石楠和碧桃，地被植物有草、龙柏、龟甲冬青和金叶女贞．测点12位于凤凰城南入口东侧，主要植被为雪松、黄金槐、紫叶李、石楠和大叶黄杨．地被植物为草、龙柏、龟甲冬青和紫叶小檗．测点13位于凤凰城南人口西侧，主要植被为雪松、臭椿、国槐和石楠．地被植物有草、龙柏和金叶女贞．测点14位于衡山路与漓江西路交汇处南侧，主要植被为臭椿、石楠、白杨和合欢．地被植物有龙柏、大叶黄杨、紫叶小檗和金叶女贞．测点l5位于青岛理工大学黄岛老校区南，主要植被为雪松、女贞、石楠．地被植物有龙柏、大叶黄杨、紫叶小檗和金叶女贞．3．5结果分析3．5．1横向综合对比分析1)综合对比发现测点O1绿化带的L衰减值为7．8dB，L衰减值为7．9dB，低于大多其他测试点．测点O1与其他测点处绿化带最大的区别在于测点01处绿化带地表覆盖物仅有草，而其他测点地表有草和其他低矮灌木覆盖；测点O1处植被种类较少，只有雪松和苦楝2种乔木，其最低分枝高度相对于其他测点的乔木较低(图2)．2)测点O3，06，O7，O9，10绿化带的L和LⅡn衰减值分别为10．3，13．7，11．8，14．5，l1．6dB和15．5，17．2，15．3，18．4，15．1dB，高于全部测点的平均水平．可以说这5个测点的绿化带具有较好的降噪效果， 青岛理工大学学报第36卷3．5而其区别于其他测点绿化带的主要特征是最矗3．0低分枝高度较低，仅为0．31TI，低于其他测点2．5(图2)．2．0餐¨3)对比测点02和O7发现L舶衰减值分隶1．0别为9．2，l1．8dB，L眦衰减值分别为6．6，嚣恤m区0015．3dB，2个测点的平均株间距相近(图3)．OlO2O3040506070809i0l】12l31415在植物配置方面测点07沿道路方向种植连贯测点灌木丛，最低分枝高度为0．3m；测点O2仅仅图2各测点处绿化带最低分枝高度范围在外侧银杏周边种植稀疏鸢尾，最低分枝高度一低点；嬲高点达1．5m(图2)．测试发现测点07处绿化带的降噪效果较好，测点O7处绿化带从地表处开始向上延伸，在竖向上有一个相对完整的屏障，而测点O2处绿化带在1．51-n最低分枝高度以下出现竖向上对噪声遮挡断层．3．5．2极端对比分析1)分析测点O9发现，其主要树种为苦楝和黑松，地表覆盖物主要为草，该处绿化带的L衰减值为14．5dB，降噪效果较好，绿图3各测点处绿化带平均株间距化带中黑松最低分枝高度较低，最低处仅为0．3m，苦楝的最低分枝高度约为1．5m，黑松的植株高度约为31TI，高于苦楝最低分枝高度，这样2种植株共同构成较为完整的绿化屏障，加之种植密度较高，长势较好，降噪效果尤为明显．2)分析发现，测点11处绿化带植被种类最多，有胸径达30em和高度达10m的高大乔木，而其最低分枝高度、平均株距与其他测点相比处于平均水平，测试数据结果显示测点11处绿化带的L和L分别为10．0，16．9dB．这说明绿化带的降噪效果在一定程度上与其植被种类及其是否有高大乔木的相关性并不明显．4绿带屏障与理想化种植模型道路绿化带的配置是用控制噪声的传播途径来减弱噪声影响，广义上的植物降噪原理是利用植被形成的声屏障，当声波从空气传播到植被的树干、枝叶等器官时，一部分低频声波转换为与植被器官相同的频率震动，另一部分声能被植被器官吸收转换为其他热能和动能；同时地面覆盖物的反射、吸声和绿化带的垂直方向上的声衍射共同引起声衰减．狭义上的植物降噪原理是利用植物本身的物理特性来实现的，植物的绝大多数器官属于多孔材料，对声能有一定的吸收作用，尤其是对高频声波的吸收作用更佳．植物对噪声的衰减作用主要是因为植物能对声波吸收、反射和衍射_4]，单株植物或者稀疏绿化带对噪声的衰减作用很小，只有当植被形成一定密闭的绿化带群落时，才能有效地阻挡声能的传播，所以道路绿化带是一条绿色的、软性的声屏障，称之为绿带屏障．4．1绿带屏障由图1—3测试实验分析对比可以看出，以最低分枝高度较高的乔木为主干树种而无灌木的道路绿化带降噪效果并不好；灌木高度低于乔木最低分枝高度的乔灌木组合型绿化带次之；以灌木高度高于乔木最低分枝高度的乔灌木组合型绿化带降噪效果较好；同样条件下，植被长势较好和种植密度较高的绿化带降噪效果较好嘲．图4为绿化带类型简化图，这5种绿化带类型在种植密度和长势均无明显差距的前提下，从左向右降噪效果逐渐明显．上述各类型绿化带降噪效果的排序只适用于一般情况，而测点O9处绿化带虽然无灌木，但是其降噪效果很好，究其原因是最低分枝高度相对较低，这样在植被竖向构成空间上形成较为完整的屏障，能够有效遮挡噪声． 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