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城市绿地群落降噪效应研究

http://www.chla.com.cn 2011-07-22 来源:上海园林网 作者:郑思俊 夏檑等 发表评论(0)

  (上海市园林科学研究所 上海200232)

  摘 要:本文通过室内装置测量植物的隔声量,比较不同植物类型的隔声效果,并通过野外实测,分析不同植物群落的降噪效果及其影响因子,为降噪绿地构建提供依据。

  关 键 词:噪声绿地 隔声量 噪声衰减 植物群落

  Abstract: In this paper the sound reduction index of some plants was measured with the aim of finding some plant of high quality for sound reduction. And the noise attenuation inside the greenland community of different type was also compared in the field experiment. Then the fundamental theory of constructing a sound reduction greenland was discussed.

  Key words: noise greenland plant  sound reduction  noise attenuation

  plant community

  噪声是指在工业生产、建筑施工、交通运输和社会生活中所产生的干扰周围生活的环境声音,噪声能对人体造成生理和心理上的双重危害,是目前城市环境污染较为突出的问题[1]。绿地中的植物对声波具有反射和吸收作用,绿地群落能起到类似于声屏障的降噪作用,同时绿地景观使人心情舒缓,具有心理降噪的功效[2,3,4]。目前国内外缺乏针对降噪绿地设计量化依据研究,主要集中在半经验模式下的研究和探讨[5,6,7]。本实验通过对植物个体隔声性能和植物群落的降噪效果研究,为降噪绿地构建提供依据。

  1 材料与方法

  1.1 植物隔声量的测量方法

  实验材料均采自公园及道路绿带的健康植株,利用平面波拟自由场方法测量植物材料传声损失,计算植物在不同声音波段的隔声量。植物材料测量体积为1.2×0.8×0.8m3。

  1.2 群落降噪实测方法

  测量地点选择在上海植物园,背景噪声约为50.5±2.5dB(A)。共选择21种人工群落作为实验群落,同时选取水泥地和草坪作为对照。标准声源为输出声压级标准94dB(A)的白噪声,利用HS6288B型噪声频谱分析仪测定1m、5m、10m、15m、20m、25m和30m处的噪声值,并减去1m处噪声值计算得出不同距离的噪声衰减量 [8]。

  2  结果与分析

  2.1 植物隔声性能

  从实验的隔声量对比结果发现,植物枝条在31.5-100Hz的低频段的隔声效果不明显,但在125-600Hz处总体上来说隔声效果比起100Hz以下有所提高,600Hz以上植物枝条具有显著的隔声效果,并且随着频率的增大,传声损失逐渐增大,尤其是在1000Hz以上的高频段。隔声效果较优的植物在声音高频段隔志量可达到4-6 dB(A)。

  通过比较叶型、叶表面特征与植物隔声量的关系发现,在噪声低频段植物隔声效果差别不大,但在高频段,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。如图2所示三种植物隔声效果依次排列:构树>香樟>水杉。

  阔叶树构树和香樟的隔声量明显高于针叶树水杉,约高3-5dB(A),而构树因叶表面密布绒毛隔声效果更好。在长势相同、密度相似情况下,阔叶树种的隔声效果优于针叶树种。实验结果显示梧桐、黄山栾树、香樟、女贞、喜树、构树、杜仲、苦枥木、桂花、石楠、珊瑚、木芙蓉、夹竹桃等绿化植物隔声效果较好。

  2.2 绿地群落降噪效应

  2.2.1不同群落不同距离的噪声衰减量比较

  表1为部分群落不同测量距离的噪声衰减量(包括因距离产生的噪声衰减量),噪声衰减量随着距离增加而增加,而部分群落由于环境噪声的干扰,噪声衰减量随距离有所降低。与水泥空地相比,草坪对噪声具有额外的声衰减作用。与水泥空地和草坪相比,30m绿地群落带具有较好降噪效果,噪声衰减量(不包括距离衰减)一般在7-10dB(A)。但由于群落内部结构难以保持均一性,同一群落内不同距离的噪声衰减未呈现线性规律。

  2.2.2不同群落的噪声相对衰减量比较

  对21种类型群落及草坪30m测量点的声压级与1m测量点比较,并根据点声源距离衰减特性,减去因距离产生的衰减量得出各类型群落30m林带的噪声相对衰减量,并分成三组:

  第一组:30m宽绿地的噪声相对衰减量≥10dB(A)。主要群落类型有香榧群落、广玉兰+香樟群落、雪松群落和墨西哥落羽杉群落。

  第二组:30m宽绿地的噪声相对衰减量在6.0-10 dB(A)。主要群落类型有广玉兰群落、桂花群落、国槐群落、散生竹群落、丛生竹类型群落、柳杉+日本柳杉群落、杨梅+杜仲群落。

  第三组:30m宽绿地的噪声相对衰减量≤6dB(A)。主要群落类型有皂荚群落、绣球群落、悬铃木群落、杨梅群落、香樟群落以及草坪。

  从不同植物群落降噪效果的比较可知,乔灌结合的复层结构类型群落降噪效果优于一般的灌木林或没有下木层的乔木林,且各层次紧实接合的群落降噪效果较优。同样植物组成、类似结构的复层结构群落,其乔木层高度越高降噪效果越明显。

  3  结论

  绿地植物具有一定的隔声效果,不同植物隔声性能有差异,这与植物自身的形态特征有关,如植株大小、树冠形态、叶面积、叶量等,而影响植物隔声性能最主要的因素为叶面积和叶量,这是因为植物反射和吸收声波的主要部位为枝和叶,当声波经过植物时使枝和叶产生阻尼振动,最终转化为其固有振动频率,导致声衰减。因此在设计降噪绿地时应优先考虑使用叶面积大和浓密的树种。

  影响植物群落降噪效果主要群落乔木层高度、群落郁闭度以及群落冠层位置、群落宽度等因素。平均高度和平均枝下高表明了群落冠层的主要位置,而噪声的衰减主要是植物冠层对声能的反射和吸收引起的。面积相同、乔木层高度相同的群落,群落郁闭度越高,声波通过群落时所遇到的反射和吸收面越多,群落降噪效果越好。因此,在设计降噪绿地时应考虑绿地经过两三年的生长,结构趋于稳定时,其乔木层所能达到的高度,群落的郁闭度,以及完整冠层形成后的所在高度和叶面积。群落结构以复层结构为优,尽量选择高大且分枝点较低的乔木作为主体,亚乔木层和灌木层应选择隔声效果较优植物,可适当增加种植密度,地被层密布草本植物形成吸声效果较好的软性地面,最终形成乔、灌、草层紧密接合的复层群落。群落宽度因根据实地情况确定,一般30m宽的绿带已达到较好降噪效果,条件允许情况下可增加群落宽度。

  地形也有较明显的降噪效果,本项目测定结果表明,2m高和20m宽的土坡可降噪10dB(A)。因此,构建降噪群落时可考虑营造地形,提高群落的降噪效果。

  交通噪声对城市环境的污染日益突出,通过营造降噪绿地群落,可以降低噪音的污染程度,特别是结合声屏障等隔声材料与绿地群落的生态隔声途径相结合,可以明显减少交通噪声对人民生活的影响。

  参考文献

  [1] 张邦俊,翟国庆.编著,环境噪声学[M],浙江大学出版社,2001.

  [2] Ε?П?萨模柳克.著,谢德安.译,城市建设噪音控制[M],中国建筑工业出版社,1980.

  [3] A.K Pal, V.Kumar and N.C.Saxena, Noise Attenuation by Green Belts[J], Journal of Sound and Vibration,2000,234(1):149-165.

  [5] 肖荣波,邹涛,周志翔,枫杨绿带公路噪声测试与分析[J],福建林学院学报,2003,23(3):274-276.

  [6] 姚成,马卫民,许志鸿,公路绿化带降低交通噪声的测试与研究[J],599-600.

  [7] 姚成,许志鸿,王一如,沪杭高速公路上海段降噪绿化带的设计和应用[C].

  [8] Chih-Fang Fang, Der-Lin Ling, Investigation of the noise reduction provided by tree belts[J], Landscape and Urban Planning, 2002,63(2003) :187–195.

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编辑:jade
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