上海市環(huán)境檢測有限公司
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機場噪聲檢測與隔音措施
據國外文獻報道,在歐美發(fā)達的大中型城市中,受機場飛機噪聲影響的居住區(qū)人口超過了車輛交通噪聲,排在首位。美國、日本、歐洲等國對機場噪聲問題非常重視,相關研究已有近50多年的歷史。中國屬發(fā)展中國家,城市交通噪聲問題尚居首位,隨著經濟發(fā)展,機場不斷擴建,航班越來越密集,噪聲問題也日漸突顯。機場航空噪聲影響范圍廣,噪聲煩惱度高,是城市區(qū)域環(huán)境噪聲檢測防治的難題之一。
(一) 機場噪聲的特點
機場航空噪聲與其他城市區(qū)域環(huán)境噪聲有顯著不同。飛機噪聲來自空中,地面地形、遮擋等不能衰減飛機噪聲。飛機噪聲的時間特性也很特別,人們聽到飛機噪聲是由遠及近,再遠去。沒有飛機經過時,環(huán)境可能非常安靜。飛機從遠處飛來時,首先聽到的是隆隆的低頻聲,隨著飛機的接近,聲音不斷增大,中高頻聲音也多起來,飛到距離最近處噪聲達到最大。在頭頂時,中、高、低頻的噪聲成分都很多。飛機遠去時,先降低的為中高頻噪聲,低頻噪聲再逐漸降低到正常水平。飛機噪聲一般持續(xù)30-60秒左右,對于首都機場,飛機起降頻次約3-5分鐘,這就是說,機場周遍地區(qū)每隔3-5分鐘的安靜中會出現(xiàn)一次30-60秒的飛機噪聲。據相關研究,人們對這種安靜環(huán)境中出現(xiàn)的短時持續(xù)噪聲非常不舒適,比持續(xù)的道路噪聲更另人煩惱。飛機噪聲的另一顯著特點是低頻(<250Hz)噪聲大,根據國外文獻資料,航空低頻噪聲比車輛交通低頻噪聲高5-10dB,而中高頻噪聲平均來講反而比交通噪聲低,因此低頻噪聲控制是機場周邊地區(qū)住宅隔聲的關鍵問題之一。
(二) 周邊地區(qū)居民對機場噪聲的反應
人們對噪聲的感覺因人而異,同一個人不同時間、不同心情時對噪聲反應有不同。人群對飛機噪聲的反映是,只要有聽聞較明顯的飛機噪聲,就會有一小部分比例的人難以忍受,其中有條件者將搬出該居住區(qū),沒有搬家條件的人往往怨天尤人,自認倒霉;還有一部分人感覺受到打擾,但屬可忍受范圍,沒有前一部分人的反映那樣強烈;再有一部分人(往往是多數(shù))對噪聲問題的感覺比較默然,甚至認為機場附近“本應如此”。從國外研究來看,居民區(qū)飛機噪聲在LWECPN80dB(約65dB(A)左右)時,約有10%的居民難以忍受,40%的居民有抱怨,50%的居民較為默然,這一數(shù)值被大多數(shù)發(fā)達國家作為飛機噪聲的最低標準(我國最低限值標準比此數(shù)值嚴格5dB,為LWECPN75dB,但是,數(shù)值雖然嚴格,執(zhí)行力度差)。
人們對噪聲影響的程度,除了噪聲本身外,還與心理狀態(tài)有關。當人們對噪聲很關注時,往往“越聽聲越大”,若注意力集中在其他事物上時,對噪聲還可能出現(xiàn)“聽而不聞”。
國外調查顯示,在鐵路、機場、工廠等噪聲較高環(huán)境中的工作人員,居住在這些區(qū)域周遍地區(qū)時,受到的噪聲干擾就小。美國MIT交通研究所70年代的一份調查報告顯示,他們所調查的鐵路沿線的居民對火車經過噪聲抗議很少,重要原因是“他們大部分人工作在鐵路上,或以鐵路為生存。”。
ISO標準化組織在制定噪聲標準時,考慮了人群對噪聲反映的因素,一般分為最低限、好、很好三個標準,對應的人群統(tǒng)計學滿意率為50%,75%,90%。
在我國,20-30年前機場規(guī)模小、航班少、影響城市居民數(shù)量少,再加之分配住房(過幾年有換房機會),即使處于航線較近的住戶,直接的抱怨較少。近年來,機場規(guī)模擴大,航班增多,同時,居民維權意識提高,對生活品質有更高要求,住房私有化等,出現(xiàn)了對機場噪聲的抱怨,甚至發(fā)生群眾事件。據國內調查顯示,目前,出現(xiàn)過周遍居民集體抱怨的機場有15%-20%,這種狀況與美國60年代末70年代初比較類似,那一時期正是美國戰(zhàn)后第二輪機場大規(guī)模建設和國內經濟高速發(fā)展的時期。
可以預見,若無有效措施,任其發(fā)展,周遍居民對國內機場噪聲問題的抱怨可能越趨嚴重,甚至在一部分難以忍受的群眾的帶頭下,發(fā)生激烈的抗議行為。
(三) 降低飛機噪聲
飛機是一個很大的噪聲源,發(fā)出的噪聲類似白噪聲頻譜。所以說飛機的噪聲是全頻帶噪聲。飛機場的噪聲影響程度取決于飛機的起降次數(shù)、時刻、強度、飛機噪聲的頻譜分布、持續(xù)時間、距離和傳播途徑。因此降低飛機噪聲是從源頭解決機場噪聲問題的方法,而且是最有效的方法。
飛機的噪聲來源主要有發(fā)動機運行噪聲、和飛機機身在空氣中飛行時氣流摩擦噪聲。后一種噪聲降低難度較大,因此降低飛機噪聲主要是降低發(fā)動機噪聲。隨著工業(yè)的進步,飛機發(fā)動機噪聲已經大幅降低,飛機機身氣流摩擦噪聲已經占到飛機噪聲的很大比重。隨著大型和巨型飛機的不斷增加,機場噪聲會因此而增大。
1960年代到本世紀,美、英法、德等國家通過技術進步,飛機自身噪聲降低了10-15dB。目前,進一步降低飛機自身噪聲面臨一定困難。
(四) 實行消音飛行程序
機場可以使用消音飛行程序,目的在于減少受飛機噪聲影響的居民。
1、 控制跑到使用,交替使用各條跑道起降飛機,避免集中干擾一個地區(qū)。
2、 在起飛后和降落前調整航向,避免飛過居民區(qū)。
3、 使用多級進近飛行,盡可能的晚一些降低高度。
4、 起飛后快速爬升高度。
5、 隔離機場飛機維修試驗場。
6、 不允許噪聲超標的飛機起降。
(五) 對機場周圍建筑進行必要的隔聲措施
對于位于機場噪聲干擾區(qū)內的居民住宅、學校、醫(yī)院等噪聲敏感建筑可以增加建筑維護結構的隔聲量。利用隔聲墻體,隔聲窗等綜合解決建筑隔聲問題。
窗戶考慮:隔聲窗是機場周邊地區(qū)住宅隔聲的關鍵,機場噪聲以低頻噪聲為主,而中高頻噪聲不顯著,普通隔聲窗隔絕中高頻效果好,但由于共振,低頻會產生隔聲低谷,頻率特性與飛機噪聲恰恰相反,這一點是值得注意的。普通隔聲窗的隔聲評價指標是Rw,用于語言或交通噪聲比較好,作為機場噪聲治理,還要同時考慮噪聲對人的煩惱度影響,確定的隔聲指標應與感覺噪聲級LPNE相適應。 北京市進行環(huán)線路交通噪聲治理是非常成功的,為四環(huán)沿線更換隔聲窗獲得了良好的降噪效果,得到市民的交口秤贊。在將要進行的機場噪聲治理工作中,應在總結交通噪聲治理的成功經驗基礎上,參考發(fā)達國家機場噪聲的研究成果,深入研究首都機場噪聲的新特點,科學合理地選用機場噪聲專用隔聲窗。不同的建筑物窗戶由于構造、位置、陽臺等各種因素影響,需進行分類統(tǒng)計,安裝與其相適應的隔聲窗,才可達到隔聲要求。
墻體考慮:對于建筑物圍護墻體、屋頂可能存在薄弱環(huán)節(jié),需要根據不同的建筑物進行現(xiàn)場考察,發(fā)現(xiàn)那些可能薄弱部位,并進行有效處理。
孔洞處理:對于像空調、通風洞口等一些漏聲環(huán)節(jié),需要根據其安裝方式、位置進行合理分類、統(tǒng)計,提出相應的隔聲設計方案。
房間內吸聲考慮:因不同房間大小和房間內的吸聲情況可能不同,因此,即使采用相同隔聲性能的門窗,房間內的噪聲情況也可能有很大差異,在進行門窗隔聲處理時需要考慮房間的內的不同情況。
(六)總結
機場噪聲控制是綜合性的,不僅包含隔聲降噪技術,還關系到機場建設、建筑設計、城市規(guī)劃、政策法規(guī)、政府指導、經濟條件等多方面因素,需要機場業(yè)主、聲學專家、建筑師、城市規(guī)劃人員、法律顧問、政府官員、經濟顧問共同參與,協(xié)調工作,聯(lián)合解決這一關系人民群眾切身利益的問題。