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綠標(biāo)解讀|綠色建筑評(píng)價(jià)中的聲環(huán)境影響預(yù)測(cè)
時(shí)間:2022-09-15 09:38:05 作者:GBWindows 來源:行業(yè)網(wǎng)站 閱讀:1584內(nèi)容摘要:綠標(biāo)解讀|綠色建筑評(píng)價(jià)中的聲環(huán)境影響預(yù)測(cè)作者李曉東,王亞晨摘要聲環(huán)影響預(yù)測(cè)分析是綠色建筑評(píng)價(jià)中的重要內(nèi)容。重點(diǎn)介紹了室內(nèi)外噪聲的預(yù)測(cè)方法及選用的主要模型及軟件。所介紹的計(jì)算模型可供綠建評(píng)價(jià)工作者參考。關(guān)鍵詞聲環(huán)境影響預(yù)測(cè);室內(nèi)噪聲;室外噪聲;二次結(jié)構(gòu)噪聲;預(yù)測(cè)模型;維護(hù)結(jié)構(gòu)1概述綠色建筑評(píng)價(jià)中的聲環(huán)境影響評(píng)價(jià)主要是關(guān)注...綠標(biāo)解讀|綠色建筑評(píng)價(jià)中的聲環(huán)境影響預(yù)測(cè)
作者
李曉東,王亞晨
摘要
聲環(huán)影響預(yù)測(cè)分析是綠色建筑評(píng)價(jià)中的重要內(nèi)容。重點(diǎn)介紹了室內(nèi)外噪聲的預(yù)測(cè)方法及選用的主要模型及軟件。所介紹的計(jì)算模型可供綠建評(píng)價(jià)工作者參考。
關(guān)鍵詞
聲環(huán)境影響預(yù)測(cè);室內(nèi)噪聲;室外噪聲;二次結(jié)構(gòu)噪聲;預(yù)測(cè)模型;維護(hù)結(jié)構(gòu)
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概 述
綠色建筑評(píng)價(jià)中的聲環(huán)境影響評(píng)價(jià)主要是關(guān)注室內(nèi)聲環(huán)境可達(dá)到的水平,評(píng)價(jià)中綜合考慮室外噪聲源(如道路噪聲、工業(yè)噪聲、社會(huì)生活噪聲)及室內(nèi)噪聲源(電梯、水泵、空調(diào)等)的綜合影響。對(duì)居住建筑而言,根據(jù)最新的建筑設(shè)計(jì)規(guī)范要求,水泵房不可設(shè)置在居民樓內(nèi),電梯井不可緊鄰臥室布置。大多情況下,室內(nèi)聲源的噪聲可以得到較好控制。因此,實(shí)際工作中更為關(guān)注的是室外環(huán)境對(duì)室內(nèi)的影響預(yù)測(cè)。
2
評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
綠色建筑的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)除國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)外,上海等部分地區(qū)亦頒布了地方標(biāo)準(zhǔn)。地方標(biāo)準(zhǔn)主要是參照GB50118—2010《民用建筑隔聲設(shè)計(jì)規(guī)范》,對(duì)室內(nèi)噪聲可達(dá)到的水平及房間空氣隔聲性能及樓板撞擊聲隔聲性能達(dá)到的水平規(guī)定了不同的打分值。在具體的綠色建筑評(píng)價(jià)中,在事前的評(píng)價(jià)中,對(duì)空氣隔聲或樓板撞擊聲隔聲的大小可分別通過查詢?cè)O(shè)計(jì)、類比分析等判斷上述指標(biāo)可滿足的要求。但由于室內(nèi)噪聲與室外噪聲關(guān)聯(lián)很大,且室外聲環(huán)境情況復(fù)雜,因此需要預(yù)測(cè)室外的噪聲影響。
3
計(jì)算模型
3.1 室外聲環(huán)境
根據(jù)聲源類型,對(duì)室外聲環(huán)境的影響預(yù)測(cè)通常選擇不同的預(yù)測(cè)模型開展預(yù)測(cè),具體如下所示。
3.1.1 交通噪聲
(1)機(jī)場(chǎng)噪聲。如果所評(píng)估區(qū)域?qū)儆跈C(jī)場(chǎng)噪聲影響區(qū)域,由于較難在具體的綠建項(xiàng)目中對(duì)機(jī)場(chǎng)進(jìn)行評(píng)價(jià)(需要調(diào)研了解航跡分布、流量、機(jī)型比例、飛行程序等大量資料,在具體非機(jī)場(chǎng)項(xiàng)目操作中難以實(shí)施),因此應(yīng)以首先引用機(jī)場(chǎng)的環(huán)評(píng)文件為準(zhǔn),必要時(shí)可開展現(xiàn)場(chǎng)的類比監(jiān)測(cè)。對(duì)流量較大的機(jī)場(chǎng),考慮每天航班差異性不大,監(jiān)測(cè)周期可選擇3d,否則應(yīng)以一周為宜。機(jī)場(chǎng)噪聲預(yù)測(cè)普遍采用美國(guó)聯(lián)邦航空管理局發(fā)布的INM軟件,軟件內(nèi)置大量機(jī)型實(shí)測(cè)的噪聲數(shù)據(jù)及飛行程序,并集成了直升機(jī)的預(yù)測(cè)方法,從而使得軟件由原有的預(yù)測(cè)固定翼飛機(jī)的影響擴(kuò)展到了固定翼及直升機(jī)均可預(yù)測(cè)。影響軟件預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性的主要因素是航跡建模的準(zhǔn)確性及替代機(jī)型選取的合理性。
(2)鐵路及軌道交通噪聲。鐵路及軌道交通的噪聲預(yù)測(cè)可選擇聲環(huán)境影響評(píng)價(jià)導(dǎo)則中的計(jì)算公式。對(duì)低速鐵路及常見的軌道交通,聲源以輪軌噪聲為主,預(yù)測(cè)模型中可主要考慮輪軌噪聲的影響。但對(duì)高速鐵路,由于空氣動(dòng)力性噪聲及受電弓噪聲占比都比較大,因此在預(yù)測(cè)中也需考慮。鐵路或軌道交通實(shí)施聲屏障后,由于在車體與屏障間存在明顯的反射聲影響,在預(yù)測(cè)中也需考慮。對(duì)時(shí)速為200km/h及以上的高速鐵路,在2019年版的聲環(huán)境導(dǎo)則征求意見稿中,鐵科院等研究單位根據(jù)近年來的研究成果,給出了預(yù)測(cè)模型。聲源采用多聲源等效模型,并采用聲功率表示聲源大小,將集電系統(tǒng)噪聲視為軌面以上5.3m左右高的運(yùn)動(dòng)偶極子聲源,車輛上部空氣動(dòng)力噪聲視為軌面以上2.5m高無指向性的有限長(zhǎng)不相干線聲源,將以輪軌噪聲為主的車輛下部噪聲視為軌面以上高0.5m有限長(zhǎng)不相干偶極子線聲源。模型給出了不同聲源聲功率的計(jì)算方法及傳播模型,因此可在具體工作中參考使用,如圖1所示。
圖 1 鐵路(時(shí)速為200km/h及以上)噪聲預(yù)測(cè)聲源模型示意圖
(3)道路噪聲。道路噪聲可依據(jù)聲環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則中給出的公式進(jìn)行計(jì)算。該公式可由一定數(shù)量的、不同類型的車輛沿固定路線行進(jìn)時(shí),對(duì)點(diǎn)聲源沿路線行進(jìn)方向進(jìn)行積分求得。道路的預(yù)測(cè)公式如式(1)所示。
需要注意的是,對(duì)CadnaA、Soundplan等預(yù)測(cè)軟件而言也可以選擇采用RLS-90等預(yù)測(cè)模式。因均是將道路聲源作為線聲源處理,同時(shí)將考慮的地面吸聲與空氣衰減計(jì)算方法一致,因此通過只修正源強(qiáng)的情況下,可以選用RLS-90預(yù)測(cè)模式進(jìn)行計(jì)算。對(duì)于部分復(fù)雜道路,如上海、廣州、重慶等地大量的高架與地面的雙層復(fù)合式道路,地面道路與高架高度高差較?。ㄍǔT?0m之內(nèi)時(shí)),且高架寬度較寬(6車道及以上)時(shí),如果近距離有敏感建筑,預(yù)測(cè)中應(yīng)考慮高架橋底部的反射聲影響。該反射聲影響未在任何標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范中有所涉及,但在實(shí)際監(jiān)測(cè)中,該部分影響對(duì)近距離敏感建筑(一般是道路30m內(nèi))有一定影響,如果不予考慮則會(huì)有一定誤差。在使用CadnaA模擬預(yù)測(cè)時(shí),可在Bridge下沿橋底部生成一個(gè)3D-reflector,用其模擬高架底部的反射面。
(4)航道噪聲。對(duì)通航航道的船舶噪聲,可采用JTJ227—2001《內(nèi)河航運(yùn)建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境影響評(píng)價(jià)規(guī)范》中的噪聲預(yù)測(cè)公式。該預(yù)測(cè)公式與道路類似,可以利用一定數(shù)量的、不同類型的船舶沿航線航行時(shí),沿行進(jìn)線路對(duì)船舶(點(diǎn)聲源)積分求得,如式(2)所示。
預(yù)測(cè)中應(yīng)注意幾點(diǎn)問題。①預(yù)測(cè)中將航道中線的位置作為線聲源位置。②上述源強(qiáng)參照點(diǎn)位置距離船舶15m處,如采用7.5m處等效源強(qiáng),式中-13應(yīng)為-16。③模型中應(yīng)考慮水面與地面不同吸聲系數(shù)的影響,對(duì)大部分航道中線距離岸邊尚有一定距離的項(xiàng)目,由聲源(航線)傳播到敏感建筑處,傳播路徑會(huì)涉及水面及地面,此時(shí)式(2)的吸聲系數(shù)以取水面與地面的加權(quán)平均值確定,對(duì)水面,吸聲系數(shù)可近似按0考慮,對(duì)地面可根據(jù)地面植被覆蓋類型,在0~0.5之間選擇。
3.1.2 其他聲源
除了上述的交通聲源,其他聲源可以用點(diǎn)源、面源、線源等綜合確定。在大部分噪聲預(yù)測(cè)軟件中,常將此類聲源作為工業(yè)噪聲源處理,其室外聲傳播方法采用ISO9613,與聲環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則規(guī)定的方法一致。
3.1.3 噪聲預(yù)測(cè)軟件
噪聲預(yù)測(cè)的主要軟件,業(yè)界比較知名的有CadnaA、Soundplan、Predictor-LimaA等,均為國(guó)外軟件,國(guó)內(nèi)軟件使用較多的為EIAproN及NoiseSystem。國(guó)外軟件支持的國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)較多,且軟件在地形的處理、算法及計(jì)算速度、結(jié)果展示等方面都具有明顯優(yōu)勢(shì)。
3.2 室內(nèi)聲環(huán)境
3.2.1 室內(nèi)聲源對(duì)室內(nèi)噪聲的影響計(jì)算
當(dāng)室內(nèi)存在噪聲源時(shí),對(duì)室內(nèi)噪聲的影響計(jì)算公式如式(3)所示。
室內(nèi)噪聲預(yù)測(cè)通常用類比分析確定。如果采用預(yù)測(cè),可考慮的聲學(xué)軟件有CadnaR、Soundplan、Odeon等。
3.2.2 二次結(jié)構(gòu)噪聲計(jì)算
由于二次結(jié)構(gòu)噪聲來源于固體傳聲,除了與聲源的振動(dòng)強(qiáng)度有關(guān)外,還與建筑的基礎(chǔ)、結(jié)構(gòu)形式及室內(nèi)混響時(shí)間等聲學(xué)參數(shù)有關(guān)。準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)方法可采用有限元及邊界元等數(shù)值分析技術(shù)手段,但該方法工作量大,且預(yù)測(cè)結(jié)果與建模精度、建模參數(shù)及源強(qiáng)輸入?yún)?shù)等關(guān)聯(lián)很大。因此,大多實(shí)際操作中多采用類比的方法確定。
對(duì)軌道交通引起的二次結(jié)構(gòu)噪聲,可采用軌道交通環(huán)境影響評(píng)價(jià)導(dǎo)則給出的方法,即通過類比室內(nèi)振動(dòng)速度級(jí),根據(jù)振動(dòng)速度級(jí)計(jì)算二次結(jié)構(gòu)噪聲值。二次結(jié)構(gòu)噪聲預(yù)測(cè)公式如式(4)所示。
在預(yù)測(cè)中,可以利用振動(dòng)加速度級(jí)與振動(dòng)速度級(jí)的轉(zhuǎn)換關(guān)系,在計(jì)算的室內(nèi)振動(dòng)加速度級(jí)及類比特征頻譜的基礎(chǔ)上,計(jì)算室內(nèi)振動(dòng)速度級(jí),計(jì)算公式如式(5)所示。
二次結(jié)構(gòu)噪聲預(yù)測(cè)分析的軟件可采用ABAQUS、ANSYS、MSC、ADINA、COMSO等。
3.2.3 室外噪聲到室內(nèi)噪聲的計(jì)算
室外聲環(huán)境的影響預(yù)測(cè)通常是敏感建筑窗外1m處的噪聲值,對(duì)室內(nèi)而言,可以認(rèn)為是維護(hù)結(jié)構(gòu)(主要是墻、窗戶等)朝向聲源側(cè)處在一定聲音強(qiáng)度的混響場(chǎng)中。預(yù)測(cè)到室內(nèi)時(shí),其噪聲大小與室內(nèi)聲學(xué)參數(shù)(主要為混響時(shí)間)、建筑維護(hù)結(jié)構(gòu)的隔聲量及面積等因素有關(guān),經(jīng)室外傳播進(jìn)入室內(nèi)的噪聲可由式(6)計(jì)算得出。
當(dāng)墻的隔聲量遠(yuǎn)大于窗戶時(shí),公式中的S及A可取窗戶的面積及隔聲量。當(dāng)不能滿足上述條件時(shí),可采用式(7)計(jì)算組合隔聲量。
4
結(jié) 語
綜上可知,室外聲環(huán)境預(yù)測(cè)模擬是綠色建筑評(píng)價(jià)中的重要組成部分,計(jì)算室外聲環(huán)境影響時(shí),應(yīng)根據(jù)室外不同的聲源類型選擇合適的預(yù)測(cè)模型或軟件。當(dāng)計(jì)算軟件的模型與國(guó)內(nèi)模型不一致時(shí),在確保傳播模型原理相同的情況下,需對(duì)源強(qiáng)進(jìn)行校準(zhǔn)。預(yù)測(cè)室外噪聲后,在通過朝向聲源側(cè)的建筑維護(hù)結(jié)構(gòu)(窗墻等)的面積、隔聲量及室內(nèi)聲學(xué)參數(shù)的基礎(chǔ)上,可預(yù)測(cè)室外噪聲對(duì)室內(nèi)噪聲的影響。對(duì)室內(nèi)噪聲源的影響,即可通過類比確定,也可通過室內(nèi)聲學(xué)計(jì)算而得。
作者簡(jiǎn)介
李曉東,1976年生,主要研究方向?yàn)榄h(huán)境影響咨詢、噪聲與振動(dòng)設(shè)計(jì)與治理,現(xiàn)供職于中海環(huán)境科技(上海)股份有限公司。
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