晝間廠內聲環境現狀評價與降噪改進

程涵宇 欒慧君 薛洋 王道涵 吳志軍 趙曉亮 任欣

(遼寧工程技術大學 環境科學與工程學院， 遼寧 阜新 123000)

晝間廠內聲環境現狀評價與降噪改進

程涵宇 欒慧君 薛洋 王道涵 吳志軍 趙曉亮 任欣

(遼寧工程技術大學 環境科學與工程學院， 遼寧 阜新 123000)

噪聲污染作為現代社會的一種環境問題，比較具有普遍性。由于其特殊的物理特性，噪聲污染產生快，消除快，點源分散，并且變化大難監測。長期以來少見相關文章的發表，本文以某校園園區為樣本區域，使用網格采樣法，對得到的聲源數據使用sufer11.0進行處理，得到聲級梯度圖，對所獲得的的噪聲現狀進行分析，同時對應的在各個網格內根據《GB 3096-2008》和《GB 22337-2008》對結果進行評估，并提出該園區聲環境改善方案。

噪聲地圖；環境噪聲調查；聲環境評價；降噪手段探究

1 噪聲地圖

根據2002年公布的歐洲環境噪聲指引(EUDirective2002/49/EC)，噪聲地圖(noise mapping)被定義為反映某特定區域噪聲現狀或預測該區域噪聲狀況的地圖，是通過等位線或等值線的方式描述空間區域聲級的地圖，用戶通過噪聲地圖可方便掌握地圖中每一個空間位置的聲級[1]。

噪聲地圖有多種分類方法，按照繪制方法，可將噪聲地圖分為實測型、計算型和實測一計算型[2];按繪制區域的尺度可分為宏觀型和微觀型;按噪聲源和噪聲受體可分為城市區域噪聲地圖，道路交通噪聲地圖，軌道交通噪聲地圖，航空噪聲地圖，工業噪聲地圖，居住區噪聲地圖等[2]。

2 實驗方法

2.1 檢測對象的周邊環境

研究對象校園，東臨市政府，西面有人民公園，南北皆為居民區。三面環路，其中南為中華路，北為八一路，東側為人民大街。這三條路都是該市的主干道，一方面便利了校園的交通，另一方面又是市內主要的噪聲源，線性污染源。也是該校區噪聲的主要污染源。具體表示如下：

2.2 監測方法和噪聲監測

將校區分為8×10個正方形小格坐標編碼為(X，Y)，從西南角開始為(1，1)，東北角為(8，10)，每個小格面積為65m×65m。每一個區域的中心放置一個監測點，每個人負責相鄰的兩個監測點。采用的網格采樣法，不同于以往論文中的隨機布點和人工判斷布點，能較好得規避在隨意布點中軟件計算的漏洞和人工判斷補點中人的主觀因素對結果準確性的影響，作出的等聲級曲線圖的可靠性更強。

為防止天氣要素對實驗的干擾，選擇在無大風，天氣晴朗，濕度適宜的工作日，測量當天，為西南風向，陣風一級。依次從8：00—19：00，每隔一個小時記錄一次聲級計示數，每次計數的讀數間隔為5S，連續記錄100個數，使用如下公式進行計算：

等效連續A聲級(Leq)計算公式

計算結果表示時間T內的等效連續A聲級，對結果歸總時，先將各點每個小時等效連續A聲級記下，之后再使用等效A聲級計算公式將晝間等效連續A聲級計算出來。

2.3 噪聲地圖的繪制

對各點晝間的等效連續A聲級對應各個坐標后，使用suffer11.0，對圖像進行處理，即可得到等梯度聲級曲線圖，設置每一個曲線間隔為5dB，顏色由黑色到白色,對應從較高聲級水平到較低聲級水平的變化過程[4]。

該次測量的結果表明：①該校區的南側，北側，東側的噪聲明顯要比其他方位高，而且呈典型的線狀分布，因此明顯可見學校東、南、北的三條城市市干道是該校區的主要晝間噪聲污染源。②該校區的中央的噪聲值明顯比較低最低處為45dB，且最低處在圖書館附近。③在南、北、東三條干道上，還有幾點的噪聲值都集中偏高，經比對發現，這幾點都是學校的路口或交通信號燈處，這幾處的噪聲值是整張圖的峰值點所在。④等值線的分布有明顯的西南密，東北疏的特征。

圖1 東北地區某大學中華路校區及其周邊環境

圖2 東北地區某大學校區環境噪聲現狀圖

3 聲環境評價

3.1 評價依據

根據中華人民共和國GB3096－2008，按區域的使用功能特點和環境質量要求，聲環境功能區分為以下五種類型：

0 類聲環境功能區：指康復療養區等特別需要安靜的區域。

1 類聲環境功能區：指以居民住宅、醫療衛生、文化教育、科研設計、行政辦公為主要功能，需要保持安靜的區域。

2 類聲環境功能區：指以商業金融、集市貿易為主要功能，或者居住、商業、工業混雜，需要維護住宅安靜的區域。

3類聲環境功能區：指以工業生產、倉儲物流為主要功能，需要防止工業噪聲對周圍環境產生嚴重影響的區域。

4 類聲環境功能區：指交通干線兩側一定距離之內，需要防止交通噪聲對周圍環境產生嚴重影響的區域，包括 4a類和4b類兩種類型。4a類為高速公路、一級公路、二級公路、城市快速路、城市主干路、城市次干路、城市軌道交通(地面段)、內河航道兩側區域；4b類為鐵路干線兩側區域。

不同聲環境功能區噪聲限值

類型晝間 夜間

0類 50 40

1類 55 45

2類 60 50

3類 65 55

4類

4a 類 70 55

4b 類 70 60根據以上標準，結合該大學校區監測當天現有的各設施的運行情況對該校區的聲環境功能區進行如下劃分。(圖3)

其中，包含0類聲環境功能區，主要包括圖書館核心區、專家修養樓；1類聲環境功能區，主要包括文體教學區域、辦公區域、宿舍區域、理化實驗室區域；2類聲環境功能區，主要包括學校各大食堂、校內各大活動中心、校內市場；3類聲環境功能區，主要包括機械工程實驗室區域、校辦工廠、校后勤采購倉儲等部門；4a類聲環境功能區，主要包括校園各大主要出口、周邊路口。用從黑色到白色灰度的漸變表示從4a類區到0類區各聲功能區的劃分。

3.2 噪聲污染評價圖的繪制

將測得的各小格晝間連續等效A聲級的值和該小格對應功能區的標準值比較。使用商值法進行評估，公式如下：

式中：Leq為該區域實測等效連續A聲級；L*eq為該區域等效

圖3 東北地區某大學校區聲環境功能區劃圖

連續A聲級的標準值；I為噪聲評價指數級。

得到的結果有如下幾種情況：

(1)I >1.2 為嚴重超標，此區域的晝間聲環境與其所要求的聲環境級別嚴重不符，會對該區域的正常功能發揮產生消極影響。

(2)1.2≥I>1 為超標，說明該區域的晝間噪聲現狀，對現在的聲環境功能區發揮功能有很小的影響，

(3)1≥I>0.8 為合格，此區域的晝間噪聲現狀合格，符合現在的聲環境級別，適合于現有聲環境區域的日常活動。

(4)I≤0.8 為優秀，此區域的晝間噪聲值超出了現有聲環境功能區等級的要求，因此可以考慮提高該地區的聲環境功能級。用從黑色到白色灰度的漸變表示從嚴重超標到優秀的評價等級的變化。

得到的噪聲評價見圖4。

3.2 聲環境評價結果

上圖發現：

(1)超標和嚴重超標的區域主要位于該小區的東、南、北側，其中嚴重超標的六個(1,3);(2,1);(4,1);(4,10);(7,1);(8,3 );(8,10)而西側除(1,3)外都體現出噪聲值與現有分級極其匹配。2.其中三個0類區全部達標，尤其是東側的兩個專家樓，幾乎緊鄰人民大街，能達到0類標準其中的原因值得分析。

(2)校區內部區域聲環境狀況較好，一般都達到了應有的標準，校區的北邊宿舍墻外緊鄰的兩處路口有嚴重超標與分散的超標區域。

圖4 東北地區某大學校區噪聲污染評價圖

4 聲環境評價結果分析

(1)將圖三和圖四對比，發現五個嚴重超標區域與其對應的功能區分級依次是(1,3)[1類];(2,1)[1類];(4,10)[4a 類];(7,1)[1類];(8,3)[1類];(8,10)[1類]。而超標的區域集中分布在學校的東南北側的外圍，尤其是東南側最為集中，恰與三條學校周邊的主干道統一，因此可以斷定交通噪聲為該校區噪聲的主要來源。

(2)對圖二進行分析會發現如下幾條：①交通噪聲為該校區的主要晝間噪聲污染源再一次得到確認。②校內中心區域的聲環境狀況較好，噪聲級較低。③從操場的結構為向西南開的口袋形狀，從噪聲分布可以看到操場的西南處有一個較大的隔聲缺口，但是由于操場周邊有極高的樹木，尤其是在常年風向的下風向東、北方向上有高大的樹木，能起到極好的降噪作用，同時也是由于這種口袋的形狀使得噪聲無法向外擴散，而只在這樣一個區域內疊加降低，但是仍然有待于完善。④道路路口處的噪聲達到了峰值，與同一條路上的其他點的噪聲比要大，是因為車流在路口處更密集。

(3)對圖二圖四所示與現實結合發現，該校區的教學功能區主要位于南側，而噪聲污染較為嚴重的地區集中于南側的邊緣，在教學樓前的高大樹木有極好的降噪功能但是教學樓處的噪聲仍然超出了功能區的標準。

(4)專家樓之所以噪聲值較低是由于，周邊植被濃密，且幾處樓呈環抱結構將專家樓圍住，隔離了大部分噪聲，造成的噪聲值降低快。

5 類似校區及廠區的降噪方法與經驗

由于在噪聲以交通噪聲為主要污染源的廠區或者單位，其噪聲特征普遍具有明顯的四周高，中間低的特點，因此應對此特點予以利用，具體方法如下：

(1)將聲環境標準從四周到中心一次提高，到中心是要求最嚴格的區域，并且在中心位置要適當密集布置各職能區域，以防浪費。如該校區在僅考慮噪聲治理的角度上，圖書館前的低噪聲區域由于僅僅建設了一個廣場而受到了巨大的優質聲環境資源浪費。

(2)在校區內，尤其是學校周邊，大量種植高大的喬木等樹種，以達到隔絕交通噪聲的目的。

(3)一定要注意學校路口處車流的控制，可以采取單向出口，校區廠區內交通管制等措施，抑制路口的噪聲。同時還要協調好城建規劃部門，盡量避免不必要的交通信號燈及大型的交通樞紐布局在校區或廠區的四周。

(4)教學樓應該盡量遠離校區的外環，優先考慮布置在較為靠近中心的部位。同時寢室也應該避免處在校園路口的附近。

(5)對于該校區的西南側推薦西南角設置一個較大的植物種植區域，將原種植的小型灌木更換為大型喬木林這樣會更有利于阻隔校外噪聲，使體育場和教學樓的西南角的噪聲值降低，以盡量優化該區域的聲環境。

[1]凡宸，汪濤，周波濤，何康茂，陳佩珊.噪聲地圖的研究進展《環境工程》 2016-08-30

[2]周旻.基于GIS的噪聲地圖研究[D].華南理工大學，博士學位論文，2009.

[3]虞濤.城市噪聲地圖的發展和應用研究《環境科學與管理》 2014-01-15 期刊

[4]王鈺.環境噪聲網絡化自動監測技術研究[D].東北石油大學，2012.

程涵宇(1996- )，安徽淮南人，遼寧工程技術大學，環境科學與工程學院，環境科學專業14級，在讀本科。