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摘要:
在交通枢纽地区开展城市规划工作,应注重交通噪声带来的消极影响。本文以某城市交通枢纽地区为例,对该片区进行现状噪声环境模拟,提出该地区声环境导向的功能分区以指导用地功能布局规划,结合具体空间降噪措施完成城市设计,并对最终城市设计结果进行模拟校验。本文以实际案例为噪声模拟在城市规划中深入应用提供了路径,以期为同类交通枢纽地区开展规划工作提供更为科学的思路与方法。
关键词:
噪声;城市规划;交通枢纽;模拟
01
引言
随城市建设发展,城市交通基础设施愈加完善,过境交通、城市内部交通的沟通连接日益频繁、便捷。重要交通枢纽周边用地由于便捷可达,适宜用于开发建设。但也由于交通枢纽地区路网密度较大、车辆种类多、车流往来频繁等因素,极易引发交通噪声,大大影响地块开发效率及用地功能。因此,以声环境功能为导向的合理用地规划及利于噪声防控的设计措施,是交通枢纽地区开发时需着重考虑的难点问题。
目前,城市噪声的分析及研究在城市规划中多见于规划设计前期的环境影响评价阶段,该阶段会对目标地块内部及周边的噪声情况进行分析,通过噪声模拟软件绘制噪声地图(noisemapping),为城市规划提供技术参考。但在实际开展城市规划及城市设计工作时,往往缺乏对规划成果的校验和对城市设计的具体指导。
本文将以某城市轻轨站及周边片区为例,对噪声模拟在该交通枢纽地区的规划设计应用流程进行阐述。该片区依托轻轨站而产生,场地内汇聚了轻轨站及轻轨铁路、立交桥、高速公路、城市干道等多类城市交通基础设施,路网密度大,交通噪声强。文中将分别对该片区内的现状路网、规划设计路网的交通噪声进行模拟,为噪声模拟在城市规划中的应用提供思路。
02
噪声模拟
由德国研发的Cadna/A软件是噪声模拟应用最为广泛的软件之一,其计算原理源于国际标准ISO-2:《户外声传播的衰减的计算方法》,后又将《中国噪声标准(HJ2.4-)》纳入其中。我国公布的GB/T.2-《声学户外声传播的衰减第2部分:一般计算方法》中,等效采用了国际标准,因此软件中声源描述、声源条件限定、声环境的影响因素等模拟基本要求也均符合我国规定。
此外,Cadna/A软件可同时评估各种噪声源,如点声源、线声源的综合性影响,并且不限制其预测数量的多少,故可将建筑物群、绿化林带和地形作为声屏障设置在模型中,便于对照多种方案的降噪效果。
(1)建立模型
由于片区内地势较为平坦,因此将建筑及道路置于同一平面上,对具有明显高差变化的立交桥、轻轨线等噪声源的高度则遵照现状进行抬高。采用AutoCAD软件建立片区内现状的道路、建筑模型。道路模型主要画出道路中线,建筑模型则依据实际情况进行适当简化。而后,将模型数据导入Cadna/A软件中,对各道路、桥梁等道路基础设施的标高、路面宽度等逐一进行输入与调整,确保三维模型与实际一致。
(2)参数设置
参数设置需对交通参数、噪声源、网格三类参数进行设置。
在交通参数设置方面,需根据现状车流量预测结果确定各路的交通量。将Cadna/A中的道路标准定义为我国通用的标准,根据调研所收集的道路数据及现有交通量情况为基准,为每条道路输入早间每小时车辆数的交通量数据,并根据实际道路情况设定汽车限速值、卡车限速值,重车百分比按照5%输入。
在噪声源设置方面,由于片区区位的特殊性及规划需求,主要将产生交通噪声的道路、轻轨等设置为线型噪声源。
在网格设置方面,应确保计算的精确性及准确性,将网格设置为2m×2m,且将受声高度设置为1.2m。
(3)模拟分析
划定模拟计算区域,并进行噪声模拟计算。从现状噪声模拟结果可知,片区现状噪声问题最严重的为轻轨沿线,全线声级在65dB以上, 处声级达到70dB。其次是中心高架桥交汇区域,面积较大,整体均在65dB左右。片区南部及西部声环境较好,平均声级在55~60dB。片区内临近交通枢纽处较为敏感,噪声存在严重超标现象。
现状噪声模拟结果
03
噪声防控导向的用地规划布局
我国噪声控制的主要依据为《声环境质量标准》(GB-),该标准将声环境按照使用功能特点和环境质量要求分为5类功能区,每类分区都有其不同的声环境要求。该片区未来主要用地功能将以商业、居住及娱乐为主,因此整体声环境水平昼间应不超过60dB,夜间应不超过50dB。
除满足基本标准外,也要更深入的考虑到噪声为人所带来的心理消极影响,因此应进一步考虑如何营造闹中取静的居住区环境,以提升人居环境舒适度。
《声环境质量标准》中各声环境功能区噪声限值
类别
昼间(dB)
夜间(dB)
适用区域
0
50
40
疗养区、高级别墅区、高级宾馆区等
1
55
45
以居住、文教机关为主的区域、乡村
2
60
50
用于居住、商业、工业混杂区
3
65
55
工业区
4
70
55
城市中的道路交通干线道路两侧区域
该片区在噪声防控导向下开展规划设计工作,其用地布局应满足两方面要求,一是消减交通噪声污染,二是规避噪声对周边居住区造成的不利影响。根据噪声模拟结果及《声环境质量标准》的要求,确定该片区声环境为导向的功能分区结构。
场地内将分为四类功能区:
①轻轨站及立交桥所在片区为“噪声核心区”,是规划区内的主要噪声源,规划功能以“公园绿核”为导向,将立交桥下的消极空间积极利用,设计为公共开放空间,并在设计过程中采取降噪措施改善声环境;
②邻近噪声源的“严重影响区”规划为公共建筑隔离带,主要为商业用地、公共服务设施用地等,将公共建筑作为噪声遮挡界面,以连续的公共建筑保护后排居住区免受噪声侵害;
③远离噪声源的“一般影响区”较为安静,集中规划为居住区;
④邻近铁路与轻轨噪声源的区域,设置“绿化隔离带”,使建筑与噪声源之间形成绿色屏障。
声环境导向功能分区
土地利用规划图
04
空间设计中的降噪措施
综合考虑规划区用地类型、开发时序、景观效果、噪声源等情况,对现状及初步城市设计方案中的建筑布局、道路形态等提出要求及改进方法,并结合物理降噪、绿化降噪等措施优化调整,经过多次的检验及噪声模拟,形成最终的城市设计方案。
(1)优化建筑布局
由于噪声的传播呈现线型衰减的关系,建筑距离道路越远,受噪声影响越小,反之则越大。以某临近城市干道的建筑组团为例,现状建筑紧邻道路,垂直面上建筑低层噪声已达到55dB以上,严重影响居住体验。因此在规划设计中,对该组团提出退线40m的设计要求,并以绿化隔离带作为屏障,确保建筑低层声环境良好。
此外,根据各建筑及用地需求,因地制宜选取适宜的降噪优化措施,如社区组团入口朝向主要声源,外围建筑平行于声源等方法,对片区的建筑布局进行逐一调整优化,以确保声环境均满足标准要求。
现状临街建筑垂直噪声情况及规划设计方案
(2)实施物理降噪
在噪声影响较大的路段使用声屏障,是应对声环境污染的一项传统、常用的措施。声屏障的优点是节约土地,降噪效果明显;局限性在于景观效果一般,造价较高。片区内高架桥可采用全封闭型声屏障,其他交通干道可采用半封闭型声屏障,高3~6m的声屏障可降噪5~12dB。声屏障的形式也不局限于普通的声屏障模板,也可用天然土坡、人造围墙、绿化林带等遮挡噪声传播。
不同类型的声屏障
除设置声屏障外,新建道路可采用降噪路面,或称多空隙沥青路面或透水沥青路面。即在普通的沥青路面上铺筑一层具有很高孔隙率的沥青混合材料,较普通路面可降低噪音1~3dB。
(3)采用绿化降噪
研究表明,当绿化林带宽度大于10m时,可降低交通噪声4~5dB,乔木、灌木及草本植物配置层次越丰富,越利于噪声的吸收及削减。对于单种植物来说,叶片宽大、质厚,分枝低且种植较密的植物带对噪声的减弱作用 。在该片区中,噪声严重影响区规划为公园绿核,可采用香樟、杜英、女贞、夹竹桃、八角金盘等植物,配置为层次丰富的植物群落。此外,攀缘植物及微地形也有利于噪声的削减吸收,小坡地降噪效益在4dB左右。可在立交桥下、建筑外壁种植攀缘植物,在公园中,设计微地形,形成生态、绿色的声屏障。
香港高架桥下植物群落
(4)塑造声景观
声景(soundscape)研究始于20世纪60年代,虫鸣鸟叫、水流声、风声等自然界声音多被认为是愉悦的声音,在我国古典园林设计中,也经常出现以声音塑造出的景观意向。在该片区设计中,塑造怡人、悦耳的声音景观环境,首先是将主要的人群活动组织在噪声严重区内,以公共建筑广场、绿地等开敞空间中人嬉戏、游乐的活动声可掩盖不适的交通噪声。其次可在公园绿地、公共开放空间中播放虫鸣鸟叫、水流等声音,提升人对声环境的舒适体验。
05
结论与思考
对最终城市设计方案进行声环境模拟评估,片区内声环境整体分布在50dB左右,在没有破坏规划前声环境良好的区域的前提下,合理的布局设计也保证了噪声严重影响区内建筑均可达到《声环境质量标准》中对各类用地功能的要求,此外减噪措施也起到了一定的改善效果,如靠近立交桥的四周通过设计微地形其噪声降低了1~2dB。居住区内部形成了低至45dB的安静区,较规划前的54dB有明显提升,公共建筑界面对于轻轨站及立交桥交通枢纽的噪声传播形成了有效的遮挡。
噪声模拟技术虽已发展多年,但噪声地图在城市规划及城市设计中的应用仍大量存在于前期环境影响评价阶段,甚少深入到城市规划方案、城市设计方案模拟论证等阶段。
交通枢纽地区已经成为城市发展的重点类型,其噪声环境模拟的应用和创新有更为重要的意义。
现今噪声模拟与大数据、GIS地理信息系统等融合叠加也已成为城市规划实践工作的重要趋势,本文以噪声模拟结果为依托,从指导规划用地布局到形成空间设计中具体可控的设计指引,都是为确保噪声优化措施的落地性所做的有益尝试,使得噪声模拟在城市规划领域真正成为具有实践意义的技术支撑。
但文中仅是对噪声模拟在实际交通枢纽地区规划工作中的应用提出一种可能的路径,旨在能够引起更多的相关从业者的重视与发展更为广泛的应用方法,从而使城市规划更具有前瞻性、科学性。
本文作者
崔红蕾、俞露、裴欣恬,现就职于深圳市城市规划设计研究院有限公司;
于怀湘,现就职于深圳市城市空间规划建筑设计有限公司
图文排版/罗倩华
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