长沙市芙蓉区火星小学噪音治理方案

长沙市芙蓉区火星小学噪音治理方案1.前言长沙市芙蓉区火星小学位于长沙市二环线与芙蓉区凌霄路的交汇处，是一所新崛起的芙蓉名校。目前，学校占地面积8383平方米，有24个教学班，1452名学生，74名教职工。60多年的历史积淀赋予了学校深厚的文化底蕴，在上级政府、主管部门及领导的热忱关心下，学校得到了跨越式的发展。先后获得“中国现代教学艺术实验学校”、“湖南省现代教育技术学校”、“省红领巾示范性学校”、“长沙市示范性小学”等荣誉，办学质量得到社会一致认可，学校多年超大负荷地承担着社会就学的压力。2006年，长沙二环线通车后，随着车流量的日益增加，道路交通噪声带来的污染问题越来越严重，已经严重影响到学校的正常教学工作。2009年5月，芙蓉区政协组织各部门进行实地调研，认为该校噪声污染问题亟需解决。2.必要性分析2．1火星小学的教学区环境噪声严重超过国家标准，必须进行治理国家环境保护总局文件环发[2003]94号《关于公路、铁路（含轻轨）等建设项目环境影响评价中环境噪声有关问题的通知》中第三条规定：公路、铁路（含轻轨）通过的乡村生活区域，其区域声环境功能由县级以上地方人民政府参照《城市区域环境噪声标准》（GB3096-93）和《城市区域环境噪声适用区划分技术规范》（GB/T15190-94），确定用地边界外合理的噪声防护距离。评价范围内的学校、医院（疗养院、敬老院）等特殊敏感建筑，其室外昼间按60dB（A）（分贝）、夜间按50dB（A）（分贝）执行。长沙市芙蓉区火星小学噪音治理方案由于二环线建设比较早，项目建设时相关的国家法律、法规尚未制定和实施，因此遗留下该噪声污染问题。根据芙蓉区环境监测站于2009年5月提供的检测报告（见附件1）及我公司技术人员对现场污染源的调查，教室外最高噪声值达到76.2dB（A），超过《声环境质量标准》(GB3096-2008)规定的昼间60分贝的限值16.2dB（A），因此，必须治理。2.2教学区的噪声已严重影响教学和学校师生的身体健康噪声的危害是多方面的，噪声不仅对人们正常生活和工作造成极大干扰，影响人们交谈、思考，使人烦躁、反应迟钝，工作效率降低，分散人的注意力，引起工作事故，更严重的情况是噪声可使人的听力和健康受到损害。长期在噪声环境中学习，学生的学习质量深受影响。火星学校的教师为了保证坐在后面的学生能听清讲课内容，不得不人人自配一个“麦克风”上课。但是，这样的做法进一步加深了学生的听觉疲劳，降低学生的听课注意力，影响学生思考问题的冷静深入以及良好学习习惯的养成。在噪声环境中学习，还直接影响孩子的智力发育。研究表明：长期的噪声污染（尤其超过75dB（A））会损害儿童的大脑，长期处在噪音环境中的儿童，其智力发育要比在安静环境中的儿童低大约20%。孩子是祖国的花朵，是未来的希望，我们应该共同关爱他们的成长。为他们创造一个良好的学习、生活环境更是我们义不容辞的责任。火星小学有上千名师生，因此，对火星小学的噪声污染进行治理是必须履行的社会责任，并且刻不容缓。2.3噪声治理工程的实施是维护社会稳定的需要针对火星小学的交通噪声污染严重的问题，学生家长意见很大。近四年，火长沙市芙蓉区火星小学噪音治理方案星学校家长委员会先后13次向芙蓉区环保局等有关部门反映二环线立交桥噪声问题，希望能从造福后代着想，排除困难，尽早解决学校的噪声危害问题。学校教师也反映强烈，希望给他们一个安静的工作环境。可见，在特定条件下，噪声污染问题甚至成为社会不稳定的因素之一。因此，从维护社会问题的角度出发，该噪声治理工程的建设是十分必要的。3.设计依据和原则3.1《长沙市芙蓉区环境监测站检测报告》，2009年5月；3.2《声环境质量标准》(GB3096-2008)；3.3《关于公路、铁路（含轻轨）等建设项目环境影响评价中环境噪声有关问题的通知》，国家环境保护总局文件，环发[2003]94号；3.4《声屏障声学设计和测量规范》(HJ/T90-2004)；4.噪声污染源及声环境污染现状分析4.1项目所在地平面及立面情况火星小学的平面、立面布置及其与周边道路的平面位置关系如下图。长沙市芙蓉区火星小学噪音治理方案影响火星小学声环境的道路有校园西侧的二环线高架桥上、下道路。连廊过道长沙市芙蓉区火星小学噪音治理方案火星小学虽然已于2011年在南北教学楼中间建立了连廊能够阻隔东二环高架桥的部分噪声射入校园。但因为教学楼南北两端的教室其门窗南北分布，对外部噪声没有屏蔽。因此南、北两栋教学楼两端的教室依然深受噪音困扰。同时，因为教学楼西侧距二环线高架桥上路面东侧约20m；距二环线高架桥下路面约10m；北教学楼北侧距凌霄路约26m。由于二环线高架桥有一定的坡度，南栋教学楼屋顶基本上与二环线高架桥路面平齐，北栋教学楼屋顶低于二环线高架桥路面1～2m，连廊和二环线高架桥路面基本平齐，没有高出，所以教学楼顶上方的噪音依然会射入校园内。由于建设连廊以后，南北教学楼及中栋连廊合成了一个四合院形式的结构布局，让内部声音无法辐射出去，产生回声内噪，也是目前学校产生噪音的一个重要原因。4.2声环境污染现状监测火星小学于2009年5月委托长沙市芙蓉区环境监测站对交通噪声污染现状进行了监测，详见附件1《长沙市芙蓉区环境监测站检测报告》。我公司技术人员在接受火星小学委托进行本设计方案的编制任务后，对我们认为污染最为严重的南教学楼五楼于2009年10月10日上午11：20进行了补测。监测数据数据表明：教学楼南栋四、五楼教室窗外等效连续A声级昼间约为64.3～76.2dB（A）；北栋四楼教室外走廊约为68.1～72.5dB（A）；教学楼四楼连接天桥处约为66.9dB（A）；学校操场中心约为59.0dB（A）。监测结果表明该校除东南角操场基本符合规定外，绝大部分校区均受到了噪声污染，其中西面临近高架桥的南、北两栋教学楼最为严重，均超过《声环境质量标准》(GB3096-2008)中2类区标准，即昼间≤60dB（A）的要求。教室外最高噪声值长沙市芙蓉区火星小学噪音治理方案超标16.2dB（A）。4.3噪声源分析本项目的噪声污染源为公路的交通噪声，主要由汽车噪声组成。产生汽车噪声的主要因素是空气动力、机械传动、电磁三部分。从结构上可分为发动机(即燃烧噪声)，底盘噪声(即传动系噪声、各部件的连接配合引起的噪声)，电器设备噪声(冷却风扇噪声、汽车发电机噪声)，车身噪声(如车身结构、造型及附件的安装不合理引起的噪声)。其中发动机噪声占汽车噪声的二分之一以上，包括进气噪声和本体噪声(如发动机振动，配气轴的转动，进、排气门开关等引起的噪声)。此外，汽车轮胎在高速行驶时，也会引起较大的噪声。这是由于轮胎在地面流动时，位于花纹槽中的空气被地面挤出与重新吸入过程所引起的泵气声，以及轮胎花纹与路面的撞击声。以及偶发的驾驶员行为（如鸣笛、刹车等）都是产生噪声的原因。当汽车速度较高时，以轮胎花纹与路面的撞击声为主；当汽车速度较低时，以汽车发动机噪声为主。交通噪声的频率特性是宽频带的，即含所有可听范围频带的能量，且具有不确定性。本项目的主要污染源为二环线高架桥上和桥下的汽车，汽车的种类为各种车辆，汽车正常行驶速度在40～60km；而二环线高架桥下由于汽车多，且与凌霄路交汇口有红绿灯，汽车行驶缓慢，一般为行驶速度在20～30km。因此，二环线高架桥上道路的噪声比二环线高架桥下道路的噪声高。现场调查情况为：二环线高架桥上噪声以轮胎与路面的撞击声为主；高架桥下道路噪声以发动机噪声为主。声环长沙市芙蓉区火星小学噪音治理方案境现状监测数据中，教学楼噪声值的分布为从下至上呈现升高的趋势，即五楼的噪声值最高。比较教学楼一层和五层的监测数据，二环线高架桥上道路噪声比高架桥下道路噪声高4～5dB（A）。4.4噪声传播途径分析由于南北教学楼与二环线之间基本上没有阻挡，噪声传播以直达声为主，即交通噪声通过空气传播直接进入学校。现场监测表明：南北教学楼和走廊建筑物包裹的区域内噪声，比围墙外的噪声还高2dB（A）左右，这是由于声波进入该区域内，受到建筑物光滑表面的的不断反射，造成声能量的叠加，即形成混响声场造成的。混响声给人的感觉特别不好，教师反映听了头发晕。5.噪声治理措施5.1交通噪声治理措施声屏障技术采用构筑声屏障的方式来降低公路交通噪声是目前应用比较广泛的降噪方式。声屏障降噪主要是通过声屏障材料对声波进行吸收、反射等一系列物理反应来降低噪音，据测试采用声屏障降噪效果可达10dB以上。声屏障按其结构外形可分为：直壁式、圆弧式；按降噪方式可分为：吸收型、反射型、吸收-反射复合型；按其材质可分为：轻质复合材料、圬工材料等等。由于声屏障的类型各异，所以在降噪效果、造价、景观方面各有特点。因此，在选用声屏障时，应根据受声点的敏感程度、当地的经济状况、自然环境来合理选择适用的声屏障类型。该方法的优点是节约土地，降噪效果比较明显。局限性是：长距离的声屏障使长沙市芙蓉区火星小学噪音治理方案行车有压抑及单调的感觉，造价较高，如使用透明材料，又易发生眩目和反光现象，同时还要经常清洗。根据火星小学周边的实际情况和二环线道路的具体情况，火星小学西侧没有足够的场地种植降噪绿化林带，并且即使有场地植降噪绿化林带，也难以使降噪绿化林带的高度高于二环线高架桥路面以上。二环线道路已经是多空隙沥青路面，路面改造降噪没有空间。以此，在公路一侧设置声屏障技术降噪是行之有效的方法。5.2隔声屏障的声学设计原理声屏障，是一种在噪声源和被保护对象之间专门设计的声学障板，它通常是针对特定噪声源和特定保护对象而设计的。在空气中传播的声波遇到声屏障时，就会产生反射、透射和绕射现象。声屏障的作用就是阻挡直达声的传播，隔离透射声，并使绕射声有足够的衰减。当声波撞击到声屏障的壁面上时，会在屏障的边缘处产生绕射现象，从而在屏障的背后产生一个“声影区”，声影区内的噪声级要低于未设置屏障时的噪声级，这就是声屏障降噪的基本原理。“声影区”的大小与声音的频率有关，频率越高，声影区的范围也就越大。根据《声屏障声学设计和测量规范》(HJ/T90-2004)，对于无限长噪声源和有限长声屏障，通常道路交通噪声的等效频率fe=500Hz，由下列声学计算公式则可长沙市芙蓉区火星小学噪音治理方案得到近似的的声屏障A计权的绕射声衰减△Ld。道路交通噪声的采用等效频率fe=500Hz计算结果与LeqA值近似。1340ft,)1ln(2)1(3lg101340ft,)1()1(413lg10222ctttcttarctgtLd）（f—声波频率，Hz；δ—A+B-d为声程差，m；c—声速，m/s；d—声源与受声点之间的直线距离，m；A—声源至屏障顶端的距离，m；B—受声点至屏障顶端的距离，m。5.3声屏障设置初步方案根据上述污染源分析结果，多年的噪声治理工程的实际经验和声屏障降噪的基本原理，结合火星小学周边和学校建筑物的实际情况，提出如下声屏障初步设计方案：为消除二环线高架桥上路面噪声对火星小学的污染，主要措施为：在高架桥靠火星小学侧安装3～6m高的声屏障。对于没有在学校西侧围墙内的声屏障声影区范围内的，通过在高架桥靠火星小学侧安装3～6m高的声屏障，降低噪声。并且在南栋教学楼西侧与南侧沿与省公安厅警用装备调配处的公共围墙处各建一道长约5m，高度与教学楼平齐，即17.5m的隔声屏障，考虑到采光的因素，建议靠南侧的声屏障增设隔声量在20dB（A）以长沙市芙蓉区火星小学噪音治理方案上的隔声窗。5.4声屏障高度的确定（1）二环线高架桥路面声屏障高度确定假设火星小学只受到二环线高架桥路面交通噪声的影响，并且火星小学西侧不做声屏障，或者只建17.5m高的声屏障。计算时汽车噪声源按1m高计，通常道路两侧声屏障高度为3～6m。当二环线高架桥声屏障高为3m时，N＝1.41，绕射声衰减△Ld＝11dB（A）；长沙市芙蓉区火星小学噪音治理方案当二环线高架桥声屏障高为6m时，N＝6.94，绕射声衰减△Ld＝17dB（A）。而目前计算