城市规划论文发表交通噪音衰减效果的研究

　　城市规划论文发表期刊推荐《城市建筑》杂志是经国家新闻出版总署批准，住建部指导的一本建筑行业核心杂志，本刊由中国建筑学会、黑龙江科学技术出版社联合创办。
　　摘要：介绍了交通噪音的治理方法以及利用绿化带消减交通噪音的优势，从植物的自身特点和绿化带结构两方面将绿化带对交通噪音衰减效果的研究现状进行了简述。

　　关键词：绿化带,交通噪音,噪音衰减效果

　　一、植物对交通噪音衰减效果的影响

　　1、植物器官在消减交通噪音中的作用

　　作为道路绿化带构成者的各种植物，其显微结构和枝叶所具有的特点对消减交通噪音起到了非常重要的作用。从微观角度看，在噪音经传播进入到植物体内部时，植物显微结构上的特点能够有效地降低声能，达到消减噪音的作用。以木本植物为例，其茎的木质部中聚集排列的导管就具有微穿孔板谐振腔吸声结构的特征；叶片细胞间隙可以看作是由很多近似平行的毛细管组成，声波在毛细管中传播时，声波受到黏滞力的作用引起噪音传播过程中的热损耗，而且根据毛细管吸声系数公式，毛细管愈细，噪音频率愈高，吸声系数就愈大。从宏观角度来看，植物对噪音的衰减是由植物枝叶的散射作用引起的。一般认为高频噪音环境下，叶型较大、叶表面被毛、枝叶相对繁茂的植物，其隔声效果较好。枝叶对噪音的消减作用是其对声波吸收和反射共同作用的结果，当声波入射到枝叶表面时，一部分声能在低频范围内转变为枝叶的固有频率，另一部分声能被树叶和树皮吸收，还有一部分声波被枝叶所反射。植物器官之间对于不同频率交通噪音的衰减效果是有一定差异的。另外，通过对典型路段的公路绿化带进行噪音衰减测试后发现，绿化带的噪音衰减与其胸高断面积呈极显著的正相关关系。同时，植物的分枝点高度也是影响降噪效果的一项重要因素。灌木一般具有较低的分枝点高度，其稠密的枝叶能够产生散射作用，从而较好地消减噪音。

　　2、不同树种在消减交通噪音效果上的差别

　　虽然针、阔叶树都有着良好的减噪效果，但哪一种树降噪效果好的问题，很多研究还有不同的看法。研究（1）认为树种的吸声量与树木的单位吸声量有关，浓密的枝叶有助于提高树木的单位吸声量，因此认为阔叶树比针叶树的吸声效果好。进而，通过试验也发现阔叶类的石楠相比针叶类的雪松能够更好地降低交通噪音。同时，也发现针叶林、常绿阔叶林、落叶阔叶林、常绿灌木和落叶灌木的降噪效果依次减弱。在不同噪音频率下，针叶树和阔叶树的降噪效果也是各有差别。研究（2）发现，阔叶树仅对2KHZ以上的高频噪音的衰减能力很强，但针叶树的降噪效果则恰好与阔叶树相反。进而，得出的对于频率为500HZ～2KHZ的噪音，树木吸声量与其叶片数量成正比；对于频率大于２KHZ的噪音，阔叶树木的降噪效果要好于针叶树木以及得出的阔叶类植物对高频噪声有很好的衰减效果；中等叶子类植物对中频噪声有很好的衰减效果；针叶类植物对低频噪声有很好的衰减效果的这两项研究结果也印证了上述结论。总之，阔叶树和针叶树的降噪效果比较还存在一定的差异，目前很难一概而论，这需要排除因林带特征差异而导致的对单株树木降噪效果的影响，分噪音频率和树种，以单株植物作为研究对象进行深入研究。同时鉴于针阔叶树在不同噪音频率下的减噪特点和交通噪声中高频噪音增加的频谱特性，在实际应用中将针阔叶树搭配使用且多配置阔叶树会取得更好的噪音治理效果。近几年来，经过研究发现，除了乔木林带具有良好的降噪效果外，绿篱和草坪同样在衰减交通噪音上具有不可忽视的作用。同时，研究(3)发现，密植2ａ的草坪对高频率噪音具有良好的阻隔效果且当草坪高度为0.3m时，其降噪效果最好。从以上研究结果中可以看出，目前对绿篱和草坪降噪效果的研究虽还处于初步阶段，但在城市未来的交通噪音治理中，绿篱和草坪也必将起到一定的作用。

　　二、绿化带结构在衰减交通噪音中的作用

　　有规则栽植植物所形成的绿化带作为一个有机整体，能够起到良好的减噪作用。对绿化带的高度、长度和宽度以及密度与排列形式等进行研究曾被认为要比研究植物的形态特征更为有效，因为前者对声波的扩散作用要优于后者对声波的吸收作用。

　　１、绿化带高度、长度和宽度对减噪效果的影响当声源和接收器高度与林带高度比值减小，声源和接收器距离与林带高度比值减小并且林带宽度与能见度比值增大时，林带的噪音衰减效果更好。绿化带高度对减噪效果的影响与声源和绿化带间的距离也有一定关系。当林带距声源点距离＜4m时，高度为3.8m的林带降噪效果最好；当林带距声源点距离＞4m时，高度＞7m的林带降噪效果好。同时，为避免噪音绕射，绿化带应该沿噪音敏感目标两侧延伸到长度为绿化带到受声点距离的３倍以上距离。绿化带宽度是重要的降噪因子。殷爱华等在珠三角地区选取了具有代表性的１６个树种的纯林进行降噪效果试验，结果表明，珊瑚树（Ｖｉｂｕｒｎｕｍｏｄｏｒａｔｉｓｓｉｍｕｍ）和竹节树Ｃａｒａｌｌｉａｂｒａｃｈｉａｔａ）在10、20m宽度下的降噪果比较好。经研究，能够有效减噪的绿化带最小宽度应为16m，最大宽度应为70m。在30m宽林带内随着林带宽度的增加，林带的降噪效果越明显，但是在30m宽度内随林带宽度的增加，噪音的降低速度有所下降。随着近年来研究的不断深入，绿化带宽度与降噪效果之间的关系也更加明确了。以乔木林带为例，其降噪效果随宽度增加而增大，满足线性回归方程：y＝0.363ｘ＋0.354，决定系数为0.990。综上所述，绿化带的高度、长度和宽度均对消减交通噪音起到了重要作用。作为重要的降噪因子，绿化带高度、长度和宽度仍将继续在今后的研究中备受关注。

　　２、绿化带的密度和排列形式对减噪效果的影响

　　绿化带的能见度是指一个物体变得模糊不清的绿化带距离，有时作为绿化带密度的表征。研究（1）表明：乔木林带的降噪效果随能见度增大而降低且水平能见度受乔木林带密度、枝下高度、枝叶密度等因素影响；密度越大，枝下高度越低，枝叶密度越大的林带，其能见度越小。同时，发现乔木林带的噪音平均衰减系数ｋ与能见度ｎ具有良好的负相关性，可得到k＝0.126－0.oo2n的关系式。但由于能见度在测量时比较繁琐，而且主观性较强，因此采用郁闭度来表征林带密度也成为一个方法。郁闭度是指森林中乔木树冠遮蔽地面的程度，以林地树冠垂直投影面积与林地面积之比表示。研究（2）发现：噪音衰减和林带宽度与郁闭度的乘积存在线性关系，其线性回归方程为y＝－0.215＋0.112ｘ1ｘ2，其中，ｘ1为林带宽度，ｘ2为郁闭度。绿化带密度是和宽度一样重要的降噪因素，但目前只有能见度、郁闭度等部分表征绿化带密度的指标建立了与噪音衰减的关系，绿化带密度与噪音衰减建立直接关系还有待进一步研究。将声子晶体概念引入到植物降噪的试验中来，将植物材料作为声子晶体研究中的散射体，在研究不同类型、不同排列形式的植物材料对噪音衰减的作用后发现在低频范围内（f＜500HZ），植物材料的周期性排列能够获得明显的噪音衰减。

　　三、绿化带对不同频率交通噪音的衰减效果

　　绿化带对不同频率的交通噪音存在不同的衰减效果。早在1978年，Ｂｏｒｔｈｗｉｃｋ就运用模拟的线声源代替实际交通车流的噪音源进行了现场测试，通过频谱分析表明，绿化带对交通车流较高频率噪音的阻挡效果比低频率噪音好。同时，Ｔ．Ｖｉｋｒａｎｔ等的研究结果也表明了相似的结论：绿化林带的噪音衰减效果随噪音频率的增大而愈显著。但是，进而，其它研究认为当噪音频率＜250HZ时，树木主茎数量和胸径大小与降噪效果成正相关性；当噪音频率在500HZ～2KHZ之间时，降噪效果取决于叶片数量；当噪音频率＞2KHZ时，林带高度、树冠形状决定着降噪效果。总之，绿化带对不同频率交通噪音的衰减效果比较尚不能定论，研究结果的差异可能与树种、树龄及绿化带结构不同有关。

　　四、结语

　　从植物显微结构特点来阐明植物的降噪机理非常重要。但目前对此方面的研究还不够全面深入，因此应该加强相关研究从而完善植物降噪理论。阔叶树和针叶树的降噪效果比较是研究中的热点之一，但目前仍无统一结论。目前对绿篱和草坪的降噪效果研究还处于初步阶段，同时不同植物随季节变化的噪音衰减效果研究也较少，今后应当加强在这些方面的研究工作。

　　参考文献

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