城市規(guī)劃論文發(fā)表交通噪音衰減效果的研究
城市規(guī)劃論文發(fā)表期刊推薦《城市建筑》雜志是經國家新聞出版總署批準，住建部指導的一本建筑行業(yè)核心雜志，本刊由中國建筑學會、黑龍江科學技術出版社聯(lián)合創(chuàng)辦。
摘要：介紹了交通噪音的治理方法以及利用綠化帶消減交通噪音的優(yōu)勢，從植物的自身特點和綠化帶結構兩方面將綠化帶對交通噪音衰減效果的研究現(xiàn)狀進行了簡述。
關鍵詞：綠化帶,交通噪音,噪音衰減效果
一、植物對交通噪音衰減效果的影響
1、植物器官在消減交通噪音中的作用
作為道路綠化帶構成者的各種植物，其顯微結構和枝葉所具有的特點對消減交通噪音起到了非常重要的作用。從微觀角度看，在噪音經傳播進入到植物體內部時，植物顯微結構上的特點能夠有效地降低聲能，達到消減噪音的作用。以木本植物為例，其莖的木質部中聚集排列的導管就具有微穿孔板諧振腔吸聲結構的特征；葉片細胞間隙可以看作是由很多近似平行的毛細管組成，聲波在毛細管中傳播時，聲波受到黏滯力的作用引起噪音傳播過程中的熱損耗，而且根據(jù)毛細管吸聲系數(shù)公式，毛細管愈細，噪音頻率愈高，吸聲系數(shù)就愈大。從宏觀角度來看，植物對噪音的衰減是由植物枝葉的散射作用引起的。一般認為高頻噪音環(huán)境下，葉型較大、葉表面被毛、枝葉相對繁茂的植物，其隔聲效果較好。枝葉對噪音的消減作用是其對聲波吸收和反射共同作用的結果，當聲波入射到枝葉表面時，一部分聲能在低頻范圍內轉變?yōu)橹θ~的固有頻率，另一部分聲能被樹葉和樹皮吸收，還有一部分聲波被枝葉所反射。植物器官之間對于不同頻率交通噪音的衰減效果是有一定差異的。另外，通過對典型路段的公路綠化帶進行噪音衰減測試后發(fā)現(xiàn)，綠化帶的噪音衰減與其胸高斷面積呈極顯著的正相關關系。同時，植物的分枝點高度也是影響降噪效果的一項重要因素。灌木一般具有較低的分枝點高度，其稠密的枝葉能夠產生散射作用，從而較好地消減噪音。
2、不同樹種在消減交通噪音效果上的差別
雖然針、闊葉樹都有著良好的減噪效果，但哪一種樹降噪效果好的問題，很多研究還有不同的看法。研究（1）認為樹種的吸聲量與樹木的單位吸聲量有關，濃密的枝葉有助于提高樹木的單位吸聲量，因此認為闊葉樹比針葉樹的吸聲效果好。進而，通過試驗也發(fā)現(xiàn)闊葉類的石楠相比針葉類的雪松能夠更好地降低交通噪音。同時，也發(fā)現(xiàn)針葉林、常綠闊葉林、落葉闊葉林、常綠灌木和落葉灌木的降噪效果依次減弱。在不同噪音頻率下，針葉樹和闊葉樹的降噪效果也是各有差別。研究（2）發(fā)現(xiàn)，闊葉樹僅對2KHZ以上的高頻噪音的衰減能力很強，但針葉樹的降噪效果則恰好與闊葉樹相反。進而，得出的對于頻率為500HZ～2KHZ的噪音，樹木吸聲量與其葉片數(shù)量成正比；對于頻率大于２KHZ的噪音，闊葉樹木的降噪效果要好于針葉樹木以及得出的闊葉類植物對高頻噪聲有很好的衰減效果；中等葉子類植物對中頻噪聲有很好的衰減效果；針葉類植物對低頻噪聲有很好的衰減效果的這兩項研究結果也印證了上述結論�？傊熑~樹和針葉樹的降噪效果比較還存在一定的差異，目前很難一概而論，這需要排除因林帶特征差異而導致的對單株樹木降噪效果的影響，分噪音頻率和樹種，以單株植物作為研究對象進行深入研究。同時鑒于針闊葉樹在不同噪音頻率下的減噪特點和交通噪聲中高頻噪音增加的頻譜特性，在實際應用中將針闊葉樹搭配使用且多配置闊葉樹會取得更好的噪音治理效果。近幾年來，經過研究發(fā)現(xiàn)，除了喬木林帶具有良好的降噪效果外，綠籬和草坪同樣在衰減交通噪音上具有不可忽視的作用。同時，研究(3)發(fā)現(xiàn)，密植2ａ的草坪對高頻率噪音具有良好的阻隔效果且當草坪高度為0.3m時，其降噪效果最好。從以上研究結果中可以看出，目前對綠籬和草坪降噪效果的研究雖還處于初步階段，但在城市未來的交通噪音治理中，綠籬和草坪也必將起到一定的作用。
二、綠化帶結構在衰減交通噪音中的作用
有規(guī)則栽植植物所形成的綠化帶作為一個有機整體，能夠起到良好的減噪作用。對綠化帶的高度、長度和寬度以及密度與排列形式等進行研究曾被認為要比研究植物的形態(tài)特征更為有效，因為前者對聲波的擴散作用要優(yōu)于后者對聲波的吸收作用。
�。�、綠化帶高度、長度和寬度對減噪效果的影響當聲源和接收器高度與林帶高度比值減小，聲源和接收器距離與林帶高度比值減小并且林帶寬度與能見度比值增大時，林帶的噪音衰減效果更好。綠化帶高度對減噪效果的影響與聲源和綠化帶間的距離也有一定關系。當林帶距聲源點距離＜4m時，高度為3.8m的林帶降噪效果最好；當林帶距聲源點距離＞4m時，高度＞7m的林帶降噪效果好。同時，為避免噪音繞射，綠化帶應該沿噪音敏感目標兩側延伸到長度為綠化帶到受聲點距離的３倍以上距離。綠化帶寬度是重要的降噪因子。殷愛華等在珠三角地區(qū)選取了具有代表性的１６個樹種的純林進行降噪效果試驗，結果表明，珊瑚樹（Ｖｉｂｕｒｎｕｍｏｄｏｒａｔｉｓｓｉｍｕｍ）和竹節(jié)樹Ｃａｒａｌｌｉａｂｒａｃｈｉａｔａ）在10、20m寬度下的降噪果比較好。經研究，能夠有效減噪的綠化帶最小寬度應為16m，最大寬度應為70m。在30m寬林帶內隨著林帶寬度的增加，林帶的降噪效果越明顯，但是在30m寬度內隨林帶寬度的增加，噪音的降低速度有所下降。隨著近年來研究的不斷深入，綠化帶寬度與降噪效果之間的關系也更加明確了。以喬木林帶為例，其降噪效果隨寬度增加而增大，滿足線性回歸方程：y＝0.363ｘ＋0.354，決定系數(shù)為0.990。綜上所述，綠化帶的高度、長度和寬度均對消減交通噪音起到了重要作用。作為重要的降噪因子，綠化帶高度、長度和寬度仍將繼續(xù)在今后的研究中備受關注。
�。�、綠化帶的密度和排列形式對減噪效果的影響
綠化帶的能見度是指一個物體變得模糊不清的綠化帶距離，有時作為綠化帶密度的表征。研究（1）表明：喬木林帶的降噪效果隨能見度增大而降低且水平能見度受喬木林帶密度、枝下高度、枝葉密度等因素影響；密度越大，枝下高度越低，枝葉密度越大的林帶，其能見度越小。同時，發(fā)現(xiàn)喬木林帶的噪音平均衰減系數(shù)ｋ與能見度ｎ具有良好的負相關性，可得到k＝0.126－0.oo2n的關系式。但由于能見度在測量時比較繁瑣，而且主觀性較強，因此采用郁閉度來表征林帶密度也成為一個方法。郁閉度是指森林中喬木樹冠遮蔽地面的程度，以林地樹冠垂直投影面積與林地面積之比表示。研究（2）發(fā)現(xiàn)：噪音衰減和林帶寬度與郁閉度的乘積存在線性關系，其線性回歸方程為y＝－0.215＋0.112ｘ1ｘ2，其中，ｘ1為林帶寬度，ｘ2為郁閉度。綠化帶密度是和寬度一樣重要的降噪因素，但目前只有能見度、郁閉度等部分表征綠化帶密度的指標建立了與噪音衰減的關系，綠化帶密度與噪音衰減建立直接關系還有待進一步研究。將聲子晶體概念引入到植物降噪的試驗中來，將植物材料作為聲子晶體研究中的散射體，在研究不同類型、不同排列形式的植物材料對噪音衰減的作用后發(fā)現(xiàn)在低頻范圍內（f＜500HZ），植物材料的周期性排列能夠獲得明顯的噪音衰減。
三、綠化帶對不同頻率交通噪音的衰減效果
綠化帶對不同頻率的交通噪音存在不同的衰減效果。早在1978年，Ｂｏｒｔｈｗｉｃｋ就運用模擬的線聲源代替實際交通車流的噪音源進行了現(xiàn)場測試，通過頻譜分析表明，綠化帶對交通車流較高頻率噪音的阻擋效果比低頻率噪音好。同時，Ｔ．Ｖｉｋｒａｎｔ等的研究結果也表明了相似的結論：綠化林帶的噪音衰減效果隨噪音頻率的增大而愈顯著。但是，進而，其它研究認為當噪音頻率＜250HZ時，樹木主莖數(shù)量和胸徑大小與降噪效果成正相關性；當噪音頻率在500HZ～2KHZ之間時，降噪效果取決于葉片數(shù)量；當噪音頻率＞2KHZ時，林帶高度、樹冠形狀決定著降噪效果�？傊�，綠化帶對不同頻率交通噪音的衰減效果比較尚不能定論，研究結果的差異可能與樹種、樹齡及綠化帶結構不同有關。
四、結語
從植物顯微結構特點來闡明植物的降噪機理非常重要。但目前對此方面的研究還不夠全面深入，因此應該加強相關研究從而完善植物降噪理論。闊葉樹和針葉樹的降噪效果比較是研究中的熱點之一，但目前仍無統(tǒng)一結論。目前對綠籬和草坪的降噪效果研究還處于初步階段，同時不同植物隨季節(jié)變化的噪音衰減效果研究也較少，今后應當加強在這些方面的研究工作。
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