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綠標(biāo)解讀|綠色建筑評價中的聲環(huán)境影響預(yù)測
時間:2022-09-15 09:38:05 作者:GBWindows 來源:行業(yè)網(wǎng)站 閱讀:2137內(nèi)容摘要:綠標(biāo)解讀|綠色建筑評價中的聲環(huán)境影響預(yù)測作者李曉東,王亞晨摘要聲環(huán)影響預(yù)測分析是綠色建筑評價中的重要內(nèi)容。重點介紹了室內(nèi)外噪聲的預(yù)測方法及選用的主要模型及軟件。所介紹的計算模型可供綠建評價工作者參考,。關(guān)鍵詞聲環(huán)境影響預(yù)測,;室內(nèi)噪聲,;室外噪聲;二次結(jié)構(gòu)噪聲;預(yù)測模型;維護(hù)結(jié)構(gòu)1概述綠色建筑評價中的聲環(huán)境影響評價主要是關(guān)注...綠標(biāo)解讀|綠色建筑評價中的聲環(huán)境影響預(yù)測
作者
李曉東,王亞晨
摘要
聲環(huán)影響預(yù)測分析是綠色建筑評價中的重要內(nèi)容,。重點介紹了室內(nèi)外噪聲的預(yù)測方法及選用的主要模型及軟件。所介紹的計算模型可供綠建評價工作者參考,。
關(guān)鍵詞
聲環(huán)境影響預(yù)測,;室內(nèi)噪聲;室外噪聲,;二次結(jié)構(gòu)噪聲,;預(yù)測模型;維護(hù)結(jié)構(gòu)
1
概 述
綠色建筑評價中的聲環(huán)境影響評價主要是關(guān)注室內(nèi)聲環(huán)境可達(dá)到的水平,,評價中綜合考慮室外噪聲源(如道路噪聲、工業(yè)噪聲,、社會生活噪聲)及室內(nèi)噪聲源(電梯,、水泵、空調(diào)等)的綜合影響,。對居住建筑而言,,根據(jù)最新的建筑設(shè)計規(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,,實際工作中更為關(guān)注的是室外環(huán)境對室內(nèi)的影響預(yù)測。
2
評價標(biāo)準(zhǔn)
綠色建筑的評價標(biāo)準(zhǔn)除國家標(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)計規(guī)范》,對室內(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價中,,在事前的評價中,,對空氣隔聲或樓板撞擊聲隔聲的大小可分別通過查詢設(shè)計、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)測室外的噪聲影響,。
3
計算模型
3.1 室外聲環(huán)境
根據(jù)聲源類型,,對室外聲環(huán)境的影響預(yù)測通常選擇不同的預(yù)測模型開展預(yù)測,具體如下所示,。
3.1.1 交通噪聲
(1)機場噪聲,。如果所評估區(qū)域?qū)儆跈C場噪聲影響區(qū)域,由于較難在具體的綠建項目中對機場進(jìn)行評價(需要調(diào)研了解航跡分布,、流量,、機型比例、飛行程序等大量資料,,在具體非機場項目操作中難以實施),,因此應(yīng)以首先引用機場的環(huán)評文件為準(zhǔn),必要時可開展現(xiàn)場的類比監(jiān)測,。對流量較大的機場,,考慮每天航班差異性不大,監(jiān)測周期可選擇3d,,否則應(yīng)以一周為宜,。機場噪聲預(yù)測普遍采用美國聯(lián)邦航空管理局發(fā)布的INM軟件,軟件內(nèi)置大量機型實測的噪聲數(shù)據(jù)及飛行程序,,并集成了直升機的預(yù)測方法,,從而使得軟件由原有的預(yù)測固定翼飛機的影響擴(kuò)展到了固定翼及直升機均可預(yù)測。影響軟件預(yù)測準(zhǔn)確性的主要因素是航跡建模的準(zhǔn)確性及替代機型選取的合理性,。
(2)鐵路及軌道交通噪聲,。鐵路及軌道交通的噪聲預(yù)測可選擇聲環(huán)境影響評價導(dǎo)則中的計算公式。對低速鐵路及常見的軌道交通,,聲源以輪軌噪聲為主,,預(yù)測模型中可主要考慮輪軌噪聲的影響。但對高速鐵路,,由于空氣動力性噪聲及受電弓噪聲占比都比較大,,因此在預(yù)測中也需考慮。鐵路或軌道交通實施聲屏障后,,由于在車體與屏障間存在明顯的反射聲影響,,在預(yù)測中也需考慮,。對時速為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左右高的運動偶極子聲源,車輛上部空氣動力噪聲視為軌面以上2.5m高無指向性的有限長不相干線聲源,,將以輪軌噪聲為主的車輛下部噪聲視為軌面以上高0.5m有限長不相干偶極子線聲源,。模型給出了不同聲源聲功率的計算方法及傳播模型,因此可在具體工作中參考使用,,如圖1所示,。
圖 1 鐵路(時速為200km/h及以上)噪聲預(yù)測聲源模型示意圖
(3)道路噪聲。道路噪聲可依據(jù)聲環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則中給出的公式進(jìn)行計算,。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,對點聲源沿路線行進(jìn)方向進(jìn)行積分求得,。道路的預(yù)測公式如式(1)所示,。
需要注意的是,對CadnaA,、Soundplan等預(yù)測軟件而言也可以選擇采用RLS-90等預(yù)測模式,。因均是將道路聲源作為線聲源處理,同時將考慮的地面吸聲與空氣衰減計算方法一致,,因此通過只修正源強的情況下,,可以選用RLS-90預(yù)測模式進(jìn)行計算。對于部分復(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小(通常在10m之內(nèi)時),,且高架寬度較寬(6車道及以上)時,,如果近距離有敏感建筑,預(yù)測中應(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,,但在實際監(jiān)測中,該部分影響對近距離敏感建筑(一般是道路30m內(nèi))有一定影響,,如果不予考慮則會有一定誤差,。在使用CadnaA模擬預(yù)測時,,可在Bridge下沿橋底部生成一個3D-reflector,用其模擬高架底部的反射面,。
(4)航道噪聲,。對通航航道的船舶噪聲,可采用JTJ227—2001《內(nèi)河航運建設(shè)項目環(huán)境影響評價規(guī)范》中的噪聲預(yù)測公式,。該預(yù)測公式與道路類似,,可以利用一定數(shù)量的、不同類型的船舶沿航線航行時,,沿行進(jìn)線路對船舶(點聲源)積分求得,,如式(2)所示。
預(yù)測中應(yīng)注意幾點問題,。①預(yù)測中將航道中線的位置作為線聲源位置,。②上述源強參照點位置距離船舶15m處,如采用7.5m處等效源強,,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,對大部分航道中線距離岸邊尚有一定距離的項目,,由聲源(航線)傳播到敏感建筑處,,傳播路徑會涉及水面及地面,此時式(2)的吸聲系數(shù)以取水面與地面的加權(quán)平均值確定,,對水面,,吸聲系數(shù)可近似按0考慮,對地面可根據(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,其他聲源可以用點源,、面源,、線源等綜合確定。在大部分噪聲預(yù)測軟件中,,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)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則規(guī)定的方法一致,。
3.1.3 噪聲預(yù)測軟件
噪聲預(yù)測的主要軟件,,業(yè)界比較知名的有CadnaA、Soundplan,、Predictor-LimaA等,,均為國外軟件,國內(nèi)軟件使用較多的為EIAproN及NoiseSystem,。國外軟件支持的國外標(biāo)準(zhǔn)較多,,且軟件在地形的處理,、算法及計算速度、結(jié)果展示等方面都具有明顯優(yōu)勢,。
3.2 室內(nèi)聲環(huán)境
3.2.1 室內(nèi)聲源對室內(nèi)噪聲的影響計算
當(dāng)室內(nèi)存在噪聲源時,,對室內(nèi)噪聲的影響計算公式如式(3)所示。
室內(nèi)噪聲預(yù)測通常用類比分析確定,。如果采用預(yù)測,,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,除了與聲源的振動強度有關(guān)外,,還與建筑的基礎(chǔ),、結(jié)構(gòu)形式及室內(nèi)混響時間等聲學(xué)參數(shù)有關(guān)。準(zhǔn)確的預(yù)測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)測結(jié)果與建模精度、建模參數(shù)及源強輸入?yún)?shù)等關(guān)聯(lián)很大,。因此,,大多實際操作中多采用類比的方法確定。
對軌道交通引起的二次結(jié)構(gòu)噪聲,,可采用軌道交通環(huán)境影響評價導(dǎo)則給出的方法,,即通過類比室內(nèi)振動速度級,根據(jù)振動速度級計算二次結(jié)構(gòu)噪聲值,。二次結(jié)構(gòu)噪聲預(yù)測公式如式(4)所示,。
在預(yù)測中,可以利用振動加速度級與振動速度級的轉(zhuǎn)換關(guān)系,,在計算的室內(nèi)振動加速度級及類比特征頻譜的基礎(chǔ)上,,計算室內(nèi)振動速度級,計算公式如式(5)所示,。
二次結(jié)構(gòu)噪聲預(yù)測分析的軟件可采用ABAQUS,、ANSYS、MSC,、ADINA,、COMSO等。
3.2.3 室外噪聲到室內(nèi)噪聲的計算
室外聲環(huán)境的影響預(yù)測通常是敏感建筑窗外1m處的噪聲值,,對室內(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)處在一定聲音強度的混響場中,。預(yù)測到室內(nèi)時,,其噪聲大小與室內(nèi)聲學(xué)參數(shù)(主要為混響時間)、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)計算得出,。
當(dāng)墻的隔聲量遠(yuǎn)大于窗戶時,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,,可采用式(7)計算組合隔聲量。
4
結(jié) 語
綜上可知,,室外聲環(huán)境預(yù)測模擬是綠色建筑評價中的重要組成部分,,計算室外聲環(huán)境影響時,應(yīng)根據(jù)室外不同的聲源類型選擇合適的預(yù)測模型或軟件,。當(dāng)計算軟件的模型與國內(nèi)模型不一致時,,在確保傳播模型原理相同的情況下,需對源強進(jìn)行校準(zhǔn),。預(yù)測室外噪聲后,,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)測室外噪聲對室內(nèi)噪聲的影響,。對室內(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)計算而得,。
作者簡介
李曉東,1976年生,,主要研究方向為環(huán)境影響咨詢,、噪聲與振動設(shè)計與治理,現(xiàn)供職于中海環(huán)境科技(上海)股份有限公司,。
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