曾會(huì)柯,盛 曦,任偉新,周 瑜

(1.深圳大學(xué)土木與交通工程學(xué)院,深圳 518061; 2.深圳大學(xué)城市智慧交通與安全運(yùn)維研究院,深圳 518061)

引言

地鐵具有綠色低碳、大運(yùn)量、占地面積小、帶動(dòng)沿線商業(yè)繁榮發(fā)展等優(yōu)勢(shì)。然而，隨著路網(wǎng)加密及運(yùn)營(yíng)時(shí)間增長(zhǎng)，地鐵環(huán)境振動(dòng)引發(fā)的二次結(jié)構(gòu)噪聲投訴日益增多。

對(duì)于長(zhǎng)期暴露于噪聲中的居民，其生活質(zhì)量和身體健康將受到嚴(yán)重傷害[1]，因此，地鐵環(huán)境振動(dòng)所致二次結(jié)構(gòu)噪聲的評(píng)價(jià)與控制至關(guān)重要。目前，關(guān)于地鐵所致二次結(jié)構(gòu)噪聲的諸多規(guī)范并未采用統(tǒng)一的評(píng)價(jià)方法和指標(biāo)，造成減振降噪評(píng)定難以統(tǒng)一化、標(biāo)準(zhǔn)化，將對(duì)城市軌道交通減振降噪領(lǐng)域的發(fā)展產(chǎn)生負(fù)面影響。雷曉燕[2]結(jié)合美國(guó)聯(lián)邦鐵路管理局(FRA)所規(guī)定鐵路環(huán)境振動(dòng)預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)方法，對(duì)城市軌道交通站點(diǎn)附近賓館進(jìn)行實(shí)測(cè)分析，結(jié)果表明采用帶橡膠套靴的雙塊式軌枕作為減振元件， 賓館各房間振動(dòng)級(jí)均小于72 dB。賀玉龍[3]等經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試并結(jié)合JGJ/T 170—2009和GB/T 50355—2018室內(nèi)結(jié)構(gòu)噪聲限值，認(rèn)為1/3倍頻程63 Hz等效聲級(jí)超標(biāo)明顯。胡月琪[4]等采用GB 22337—2008與JGJ/T 170—2009室內(nèi)結(jié)構(gòu)噪聲測(cè)量與評(píng)價(jià)方法，對(duì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)北京市地鐵列車運(yùn)行引起建筑室內(nèi)結(jié)構(gòu)噪聲的頻率范圍為12.5～200 Hz，以40 Hz為主，且LAeq200評(píng)價(jià)結(jié)果不能客觀反映地鐵結(jié)構(gòu)噪聲的實(shí)際影響。在上述研究中，評(píng)價(jià)指標(biāo)均有所不同。

關(guān)于室內(nèi)二次結(jié)構(gòu)噪聲相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比研究，國(guó)內(nèi)學(xué)者已做了大量工作，楊宜謙[5]、張朋[6]、辜小安[7]、潘曉巖[8]、胡月琪[9]都結(jié)合工作實(shí)踐，對(duì)國(guó)內(nèi)外室內(nèi)二次結(jié)構(gòu)噪聲的標(biāo)準(zhǔn)和導(dǎo)則進(jìn)行詳細(xì)敘述與探討，提出改進(jìn)建議。然而，上述研究工作并未基于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比不同評(píng)價(jià)指標(biāo)的差異和聯(lián)系，仍待深入探究。

本文通過實(shí)測(cè)國(guó)內(nèi)某城市地鐵沿線建筑物室內(nèi)二次結(jié)構(gòu)噪聲，結(jié)合國(guó)內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的不同評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比分析，可為地鐵沿線建筑物室內(nèi)二次結(jié)構(gòu)噪聲評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)提供參考。

1 測(cè)試概況

測(cè)試選擇某住宅小區(qū)的一棟15層建筑物，其建成于2014年，地質(zhì)以黏土為主。此處線路為地下段雙線區(qū)間，近軌中心線距離測(cè)點(diǎn)38 m，軌頂埋深18 m，曲線半徑為550 m，該線路采用地鐵B型車，列車經(jīng)過測(cè)點(diǎn)運(yùn)行速度為43 km/h。室內(nèi)樓板振動(dòng)和二次結(jié)構(gòu)噪聲的測(cè)試方法符合JGJ/T 170—2009《城市軌道交通引起建筑物振動(dòng)與二次輻射噪聲限值及其測(cè)量方法標(biāo)準(zhǔn)》[10]技術(shù)要求，以HJ 793—2016《城市軌道交通(地下段)結(jié)構(gòu)噪聲監(jiān)測(cè)方法》[11]截取噪聲事件，評(píng)價(jià)方法以JGJ/T 170—2009《城市軌道交通引起建筑物振動(dòng)與二次輻射噪聲限值及其測(cè)量方法標(biāo)準(zhǔn)》為基準(zhǔn)。

1.1 測(cè)試儀器

本次測(cè)試采集了建筑物室內(nèi)樓板豎向振動(dòng)加速度、振動(dòng)速度和聲壓數(shù)據(jù)，測(cè)試使用采集儀為北京東方振動(dòng)和噪聲技術(shù)研究所INV3062V型分布式采集儀，如圖1(a)所示；振動(dòng)加速度傳感器采用北京東方振動(dòng)和噪聲技術(shù)研究所INV9828型壓電加速度傳感器，如圖1(b)所示，其測(cè)量頻率范圍為0.2 Hz～2.5 kHz，靈敏度為500 mV/g，量程為10 g；振動(dòng)速度傳感器采用Brüel & Kj?r聲學(xué)與振動(dòng)測(cè)量公司VS-069型振動(dòng)測(cè)量傳感器，如圖1(c)所示，其測(cè)量頻率范圍為10 Hz～2 kHz，靈敏度為100 mV/mm/s，最大振動(dòng)位移±0.45 mm；聲壓傳感器采用Brüel & Kj?r聲學(xué)與振動(dòng)測(cè)量公司4188型聲級(jí)計(jì)適用于自由場(chǎng)交通噪聲測(cè)量、建筑聲學(xué)應(yīng)用，如圖1(d)所示，測(cè)量頻率范圍為8 Hz～12.5 kHz，靈敏度為31.6 mV/Pa，符合低頻結(jié)構(gòu)噪聲測(cè)量要求。

圖1 測(cè)試儀器

1.2 測(cè)點(diǎn)布置

本次測(cè)量在建筑物1層選擇一處朝向地鐵線路的房間，房間內(nèi)有簡(jiǎn)單裝修，面積約為12 m2。根據(jù)JGJ/T 170—2009標(biāo)準(zhǔn)要求，房間內(nèi)選取3個(gè)測(cè)點(diǎn)，其位置如圖2所示，各測(cè)點(diǎn)均布置有加速度傳感器、振動(dòng)速度傳感器和聲壓傳感器。為避免室內(nèi)駐波的影響，B測(cè)點(diǎn)布置在距離室內(nèi)中央靠近軌道運(yùn)行一側(cè)0.5 m處，A測(cè)點(diǎn)布置在距離窗戶1 m處，C測(cè)點(diǎn)布置在距離內(nèi)墻1 m處。3個(gè)測(cè)點(diǎn)的聲壓傳感器均距離地板1.2 m高，距離墻壁等反射面1 m以上。測(cè)試過程中保持門窗關(guān)閉，并關(guān)閉可能會(huì)干擾噪聲測(cè)量的設(shè)備。測(cè)試人員未感受到明顯低頻噪聲，而地鐵運(yùn)行通過時(shí)室內(nèi)偶爾有微弱的“隆隆”聲。由圖3分析可知：地鐵列車通過時(shí)室內(nèi)二次結(jié)構(gòu)噪聲在中心頻率為40～63 Hz頻段聲壓有明顯增長(zhǎng)。

圖2 測(cè)點(diǎn)選取示意

圖3 室內(nèi)結(jié)構(gòu)噪聲頻域

1.3 數(shù)據(jù)采集和處理

建筑物樓板振動(dòng)速度和室內(nèi)二次結(jié)構(gòu)噪聲的采集選擇時(shí)間歷程方式，采樣頻率為2 048 Hz，連續(xù)記錄了3 000 s內(nèi)晝間15趟列車通過時(shí)的室內(nèi)二次結(jié)構(gòu)噪聲和樓板振動(dòng)速度數(shù)據(jù)，評(píng)價(jià)分析選取列車通過近軌的8組數(shù)據(jù)。

HJ 793—2016《城市軌道交通(地下段)結(jié)構(gòu)噪聲監(jiān)測(cè)方法》規(guī)定每次列車通過時(shí)最大聲壓級(jí)減10 dB作為噪聲事件監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)截取的依據(jù)。本次測(cè)試噪聲持續(xù)過程聲壓峰值為0.153 5 Pa，對(duì)應(yīng)聲壓級(jí)為77.70 dB，前后各減10 dB，依此方法，8次噪聲事件持續(xù)時(shí)間均為9～12 s。

根據(jù)荷蘭導(dǎo)則[12]所述：C計(jì)權(quán)和A計(jì)權(quán)聲壓級(jí)的差值LCeq-LAeq>15～20 dB，則可以判定存在低頻噪聲。8次列車通過時(shí)，對(duì)16～200 Hz頻段計(jì)算室內(nèi)二次結(jié)構(gòu)噪聲等效C聲壓級(jí)與等效A聲壓級(jí)的差值，其結(jié)果如圖4所示。LCeq-LAeq均大于20 dB。由此可知：地鐵運(yùn)行導(dǎo)致該房間低頻二次結(jié)構(gòu)噪聲變化較為明顯。

圖4 C計(jì)權(quán)與A計(jì)權(quán)聲壓級(jí)差值曲線

2 時(shí)域能量平均的評(píng)價(jià)指標(biāo)

當(dāng)前環(huán)境評(píng)估工作多采用時(shí)域能量平均的二次結(jié)構(gòu)噪聲評(píng)價(jià)指標(biāo)，以單列車通過敏感建筑的時(shí)間歷程聲壓級(jí)為基礎(chǔ)，通過A計(jì)權(quán)濾波、能量等效、時(shí)間校正值、頻譜校正值等方式計(jì)算求得，常用評(píng)價(jià)指標(biāo)有等效(連續(xù))A聲壓級(jí)、評(píng)價(jià)聲壓級(jí)等。

2.1 JGJ/T 170—2009

JGJ/T 170—2009《城市軌道交通引起建筑物振動(dòng)與二次輻射噪聲限值及其測(cè)量方法標(biāo)準(zhǔn)》是住房與城鄉(xiāng)建設(shè)部提出，適用于城市軌道交通列車運(yùn)行引起沿線建筑物振動(dòng)與室內(nèi)二次輻射噪聲控制和測(cè)量的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，評(píng)價(jià)指標(biāo)為持續(xù)時(shí)間段內(nèi)16～200 Hz頻率范圍的等效A聲壓級(jí)，計(jì)算公式如下

(1)

式中LAeq——晝間或夜間的等效A聲壓級(jí)；

n——晝間或夜間通過的列車數(shù)量；

LAE，i——晝間或夜間第i列列車通過時(shí)測(cè)點(diǎn)的二次輻射噪聲A聲壓級(jí)。

參照此標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)噪聲影響區(qū)域分類表，該測(cè)點(diǎn)屬于1類敏感區(qū)域，室內(nèi)二次結(jié)構(gòu)噪聲限值為：晝間38 dB(A)、夜間35 dB(A)。經(jīng)計(jì)算持續(xù)時(shí)間內(nèi)8次噪聲事件的等效A聲壓級(jí)為33.47 dB(A)，未超出限值要求。然而，測(cè)試期間，人能明顯感受到間歇性、微弱的“隆隆”聲。

該標(biāo)準(zhǔn)選取各噪聲事件A計(jì)權(quán)暴露聲級(jí)，采用列車經(jīng)過次數(shù)的等效形式計(jì)算等效A聲級(jí)，較早地認(rèn)識(shí)到室內(nèi)二次結(jié)構(gòu)噪聲的低頻特征，但噪聲以低頻為主時(shí)，采取A計(jì)權(quán)方法可能會(huì)低估低頻噪聲的影響。

2.2 HJ 453—2018

HJ 453—2018《環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則-城市軌道交通》[13]是為規(guī)范城市軌道交通建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境影響評(píng)價(jià)工作而制定，涉及聲環(huán)境、振動(dòng)環(huán)境、水環(huán)境、生態(tài)、電磁環(huán)境、固體廢物、大氣環(huán)境等方面的環(huán)境影響評(píng)價(jià)。其中，列車通過時(shí)室內(nèi)二次結(jié)構(gòu)噪聲的評(píng)價(jià)指標(biāo)為單次列車通過時(shí)16～200 Hz頻域范圍室內(nèi)最大等效連續(xù)A聲級(jí)LAeq，Tp，其計(jì)算方法如下

(2)

式中Cf，i——第i個(gè)頻帶的A計(jì)權(quán)修正值；

N——1/3倍頻程帶數(shù)；

Lp，i——單列車通過時(shí)段室內(nèi)空間最大1/3倍頻程聲壓級(jí)，根據(jù)所測(cè)房間面積和高度確定，計(jì)算公式如下

Lp，i=LVmid，i-22

(3)

式中LVmid，i——單列車通過時(shí)段建筑物室內(nèi)樓板中央垂向1/3倍頻程振動(dòng)速度級(jí)(參考振動(dòng)速度基準(zhǔn)值為1×10-9m/s)；

i——第i個(gè)1/3倍頻程，i=1 ～ 12。

列車通過時(shí)室內(nèi)空間最大等效A聲級(jí)LAeq，Tp如圖5所示：最大等效A聲級(jí)在32～37 dB(A)之間，均未超出JGJ/T 170—2009[10]晝間等效A聲級(jí)的限值要求。

該標(biāo)準(zhǔn)要求測(cè)試每次列車通過時(shí)室內(nèi)樓板1/3倍頻程振動(dòng)速度級(jí)，參考Sabine公式給出二次結(jié)構(gòu)噪聲的經(jīng)驗(yàn)公式，求得最大等效連續(xù)A聲級(jí)?？紤]到二次結(jié)構(gòu)噪聲是由列車運(yùn)行所致建筑物構(gòu)件振動(dòng)引起，該評(píng)價(jià)指標(biāo)在國(guó)內(nèi)不同地區(qū)環(huán)境評(píng)估工作的適用性有待大量測(cè)試數(shù)據(jù)驗(yàn)證。由于土體對(duì)中高頻振動(dòng)衰減較快，測(cè)點(diǎn)距離線路中心線不宜過遠(yuǎn)，此標(biāo)準(zhǔn)更適用于地鐵列車運(yùn)行引起上蓋物業(yè)及近距離沿線建筑物室內(nèi)二次結(jié)構(gòu)噪聲評(píng)價(jià)。

2.3 DIN 45680—2020

DIN 45680—2020《低頻噪聲影響的測(cè)量和評(píng)價(jià)》[14]針對(duì)包括次聲(低于20 Hz)在內(nèi)低頻噪聲的測(cè)量和評(píng)價(jià)，以8～100 Hz頻率范圍內(nèi)1/3倍頻程A計(jì)權(quán)等效聲壓級(jí)為基礎(chǔ)，考慮到頻譜異常、時(shí)間不規(guī)則性和總暴露時(shí)間與評(píng)價(jià)時(shí)間的比值，用評(píng)價(jià)級(jí)別Lr來表示室內(nèi)低頻二次結(jié)構(gòu)噪聲的影響程度，計(jì)算過程如下

(4)

式中Lr——評(píng)價(jià)聲級(jí)；

LpAeq——8～100 Hz的A計(jì)權(quán)等效聲壓級(jí)；

Kf——考慮頻譜異常的附加值，限制在0～20 dB；

Kt——考慮時(shí)間不規(guī)則性的附加值，限制在低于10 dB；

Te——總暴露時(shí)間；

Tr——評(píng)價(jià)時(shí)間。

(5)

(6)

式中LpTzeq，i——第i個(gè)1/3倍頻程Z計(jì)權(quán)(即不計(jì)權(quán)，下同)能量等效聲壓級(jí)；

KA，i——第i個(gè)1/3倍頻程聲壓級(jí)值考慮A計(jì)權(quán)的校正值；

Lpzeq——1/3倍頻程不計(jì)權(quán)等效聲壓級(jí)；

LpAeq——1/3倍頻程A計(jì)權(quán)等效聲壓級(jí)；

X——標(biāo)準(zhǔn)頻率，計(jì)算公式如下

(7)

(8)

式中LpTzeq，i——第i個(gè)1/3倍頻程中心頻率z計(jì)權(quán)等效連續(xù)聲壓級(jí)。

Kt=LpAFTeq-LpAeq

(9)

式中LpAFTeq——“fast”計(jì)時(shí)采樣5 s，A計(jì)權(quán)等效連續(xù)聲壓級(jí)，由下式1 s聲壓級(jí)數(shù)據(jù)等效求得

(10)

式中LpAFmax，1s(nT0)——“fast“計(jì)時(shí)采樣1 s，8～100 Hz內(nèi)A計(jì)權(quán)最大聲壓級(jí)。

經(jīng)計(jì)算，該測(cè)點(diǎn)室內(nèi)二次結(jié)構(gòu)噪聲的評(píng)價(jià)級(jí)別值均在38 ～ 47 dB。此標(biāo)準(zhǔn)考慮到低頻噪聲對(duì)人的顯著影響，引入使用A計(jì)權(quán)和不計(jì)權(quán)聲壓級(jí)推導(dǎo)的頻譜異常附加值、使用瞬時(shí)和等效聲壓級(jí)推導(dǎo)的時(shí)間不規(guī)則附加值，有效避免了A計(jì)權(quán)對(duì)低頻噪聲的削弱作用。然而，此標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍在8～100 Hz內(nèi)，高于此范圍的低頻噪聲評(píng)價(jià)是否有效，需獲取大量測(cè)試數(shù)據(jù)并進(jìn)一步探討。

2.4 評(píng)價(jià)結(jié)果對(duì)比分析

研究表明：A計(jì)權(quán)容易低估低頻噪聲影響，A計(jì)權(quán)評(píng)價(jià)結(jié)果既不能說明人耳聽覺系統(tǒng)的頻率選擇性、復(fù)雜聲音頻率成分相互掩蔽的效果，也不能說明聲音強(qiáng)度的非線性[15]。而國(guó)內(nèi)環(huán)境評(píng)估工作常用且適用于地鐵運(yùn)行引起二次結(jié)構(gòu)噪聲的JGJ/T 170—2009和HJ 453—2018兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)指標(biāo)均采用等效A聲(壓)級(jí)。二者分別對(duì)1/3倍頻程聲壓級(jí)進(jìn)行A計(jì)權(quán)濾波和A計(jì)權(quán)修正后，將持續(xù)時(shí)間內(nèi)列車運(yùn)行所致二次結(jié)構(gòu)噪聲能量作平均等效處理。而DIN 45680—2020[14]在A計(jì)權(quán)等效聲級(jí)的基礎(chǔ)上，通過頻率、時(shí)間校正，有效緩解了A計(jì)權(quán)對(duì)二次結(jié)構(gòu)噪聲低頻部分的削減作用。

由圖5可知，JGJ/T 170—2009和HJ 453—2018的等效A聲(壓)級(jí)評(píng)價(jià)結(jié)果均低于2.1節(jié)所述“晝間室內(nèi)二次結(jié)構(gòu)噪聲限值38 dB(A)”，而DIN 45680—2020的評(píng)價(jià)級(jí)別均高于38 dB(A)?？梢?，A計(jì)權(quán)方法確實(shí)存在低估低頻噪聲影響的可能，100 Hz以下頻段可適當(dāng)參考DIN 45680—2020中相應(yīng)的校正方法，改善A計(jì)權(quán)對(duì)低頻部分的消減作用。因此，對(duì)地鐵運(yùn)行所致二次結(jié)構(gòu)噪聲評(píng)價(jià)前，可首先對(duì)時(shí)間歷程聲壓級(jí)作C計(jì)權(quán)和A計(jì)權(quán)處理，由二者之差判定低頻噪聲是否具有顯著影響，再進(jìn)行下一步處理和評(píng)價(jià)。

圖5 時(shí)域能量平均的評(píng)價(jià)結(jié)果

同時(shí)，JGJ/T 170—2009和HJ 453—2018的評(píng)價(jià)指標(biāo)均以能量等效方法為主，不能反映噪聲的頻譜特性和最大聲壓特征，不利于開展噪聲控制工作。因此，地鐵運(yùn)行引起建筑物室內(nèi)二次結(jié)構(gòu)噪聲環(huán)境評(píng)估工作亟需提高對(duì)頻域評(píng)價(jià)指標(biāo)的重視。

3 頻域能量疊加的評(píng)價(jià)指標(biāo)

國(guó)內(nèi)適用于地鐵運(yùn)行所致二次結(jié)構(gòu)噪聲評(píng)估，且評(píng)價(jià)指標(biāo)與頻域分析相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)以HJ 793—2016和GB/T 50355—2018[16]為主。二者以噪聲事件中1/3倍頻程聲壓級(jí)為基礎(chǔ)，通過聲壓疊加公式、能量等效、A計(jì)權(quán)、峰值提取等方式計(jì)算求得，常用評(píng)價(jià)指標(biāo)有倍頻帶能量平均聲壓級(jí)、1/1倍頻程等效聲級(jí)和最大A聲級(jí)。

3.1 HJ 793—2016

HJ 793-2016《城市軌道交通(地下段)結(jié)構(gòu)噪聲監(jiān)測(cè)方法》的評(píng)價(jià)指標(biāo)為12.5～315 Hz范圍倍頻帶能量平均聲壓級(jí)Lp(f)和低頻A聲級(jí)LAL，其計(jì)算方法如下

(11)

式中Lp(f)——倍頻帶能量平均聲壓級(jí)；

Tc——全部噪聲事件持續(xù)時(shí)間之和；

Lp，n(f)——持續(xù)時(shí)間內(nèi)f頻率第n秒等效聲壓級(jí)。

(12)

式中LAL——低頻A聲級(jí)；

K——計(jì)權(quán)中心頻率個(gè)數(shù)；

Li(f)——與f頻率相對(duì)應(yīng)的A計(jì)權(quán)值。

參考該標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)方法，計(jì)算求得各倍頻帶能量平均聲壓級(jí)，如圖6所示：8次噪聲事件低頻A聲級(jí)為37.33 dB(A)，倍頻帶能量平均聲壓級(jí)均高于低頻A聲級(jí)，200 Hz以下頻率越低，二者的差值越大。100 Hz以下倍頻帶能量平均聲壓級(jí)遠(yuǎn)高于低頻A聲級(jí)，說明低頻噪聲存在時(shí)A計(jì)權(quán)方法低估了低頻噪聲的影響。

3.2 GB/T 50355—2018

GB/T 50355—2018《住宅建筑室內(nèi)振動(dòng)限值及其測(cè)量方法標(biāo)準(zhǔn)》是為了規(guī)范住宅建筑室內(nèi)振動(dòng)及其結(jié)構(gòu)噪聲限值與測(cè)量方法而制定，評(píng)價(jià)指標(biāo)為31.5 ～250 Hz頻帶1/1倍頻程等效聲級(jí)，其計(jì)算公式如下

(13)

式中Leq，1/1——1/1倍頻程等效聲級(jí)；

Leq，1/3，i——1/3倍頻程對(duì)應(yīng)的第i個(gè)1/3倍頻程等效聲級(jí)。

經(jīng)計(jì)算求得8次列車通過時(shí)室內(nèi)倍頻程等效聲級(jí)Leq，如圖7所示。倍頻程等效聲級(jí)的峰值位于中心頻率63 Hz的倍頻帶內(nèi)；中心頻率為31.5 Hz和63 Hz倍頻帶內(nèi)結(jié)構(gòu)噪聲等效聲級(jí)均低于一級(jí)限值要求，中心頻率為125 Hz倍頻帶內(nèi)結(jié)構(gòu)噪聲等效聲級(jí)高于一級(jí)限值且低于二級(jí)限值，中心頻率為250 Hz的倍頻帶內(nèi)結(jié)構(gòu)噪聲等效聲級(jí)平均值略高于二級(jí)限值。

該標(biāo)準(zhǔn)的評(píng)價(jià)指標(biāo)可直觀了解結(jié)構(gòu)噪聲的頻譜特性及是否超標(biāo)，但未考慮31.5 Hz以下低頻噪聲的評(píng)價(jià)。相關(guān)研究[17-18]表明：長(zhǎng)期處于低頻噪聲環(huán)境中，對(duì)人體臟器的健康運(yùn)轉(zhuǎn)有顯著影響。因此，該標(biāo)準(zhǔn)用于住宅建筑室內(nèi)31.5～250 Hz頻段二次結(jié)構(gòu)噪聲評(píng)價(jià)前，需要對(duì)全頻段結(jié)構(gòu)噪聲作頻域分析，排除31.5 Hz以下低頻噪聲為特征頻段的可能性。

3.3 ISO 14837—1：2005

ISO 14837—1：2005《機(jī)械振動(dòng) 軌道系統(tǒng)產(chǎn)生的地面誘導(dǎo)結(jié)構(gòu)噪聲和地傳振動(dòng) 第1部分：總則》[19]規(guī)定：為了避免房間中駐波的不當(dāng)影響，選擇房間中央附近(而不是房間中央)安置傳感器。室內(nèi)二次結(jié)構(gòu)噪聲評(píng)價(jià)指標(biāo)為16～250 Hz頻段每次噪聲事件的1/3倍頻程最大A計(jì)權(quán)聲壓級(jí)LpAmax。

對(duì)16～250 Hz范圍內(nèi)1/3倍頻程中心頻率的聲壓級(jí)數(shù)據(jù)進(jìn)行A計(jì)權(quán)，提取其峰值即為最大A計(jì)權(quán)聲壓級(jí)，結(jié)果如圖6所示：最大A計(jì)權(quán)聲壓級(jí)均在24～ 36 dB(A)之間，均低于GB 22337—2008 《社會(huì)生活環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)》[20]中A類房間40 dB(A)的限值要求。

圖6 1/3倍頻程A聲壓級(jí)

該標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)已等同采用GB/T 33521.1—2017[21]，關(guān)注軌道系統(tǒng)引起地面振動(dòng)和結(jié)構(gòu)噪聲的產(chǎn)生、測(cè)量。研究表明：鐵路噪聲開始后60 s內(nèi)，頻率高于100 Hz、聲壓級(jí)大于35 dB會(huì)導(dǎo)致心率升高[22]。本次測(cè)試期間，部分列車二次結(jié)構(gòu)噪聲已超出35 dB，建議從聲源、受聲處采取措施減緩結(jié)構(gòu)噪聲影響。由于最大聲壓級(jí)測(cè)量、識(shí)別困難，此標(biāo)準(zhǔn)可用于結(jié)構(gòu)噪聲機(jī)理分析和測(cè)點(diǎn)布置參考。

3.4 評(píng)價(jià)結(jié)果對(duì)比分析

HJ 793—2016和GB/T 50355—2018分別對(duì)1/3倍頻程聲壓級(jí)進(jìn)行噪聲持續(xù)時(shí)間和1/1倍頻程的能量等效處理，其評(píng)價(jià)結(jié)果可直觀反映噪聲的頻譜特性，有助于針對(duì)特定頻段開展噪聲控制。二者存在31.5～250 Hz的交叉頻段，由圖7可知：1/1倍頻程等效聲級(jí)相對(duì)于能量平均聲壓級(jí)在31.5 Hz處低0.2 dB、在63 Hz處高1.5 dB、在125 Hz處高6.5 dB、在250 Hz處低0.5 dB?？梢姡煌?guī)范的評(píng)價(jià)結(jié)果存在差異；且頻域能量疊加的評(píng)價(jià)指標(biāo)相較于時(shí)域能量平均的評(píng)價(jià)指標(biāo)，在分析噪聲頻域特性和判斷是否超標(biāo)時(shí)更精確。

圖7 頻域能量平均的評(píng)價(jià)結(jié)果

研究表明：最大聲級(jí)更與睡眠干擾(睡眠品質(zhì))有關(guān)，等效聲級(jí)更與煩惱(生活品質(zhì))有關(guān)[18，23]。ISO 14837—1：2005在1/3倍頻程A聲壓級(jí)的基礎(chǔ)上，直接提取噪聲峰值，一定程度上能反映列車運(yùn)行所致最大A聲壓級(jí)對(duì)敏感人群的睡眠影響程度。地鐵運(yùn)行所致夜間噪聲更是投訴熱點(diǎn)，建議降低夜間地鐵沿線住宅100 Hz以上頻段最大聲級(jí)限值。

4 結(jié)語(yǔ)

通過測(cè)試計(jì)算，對(duì)比分析了國(guó)內(nèi)外結(jié)構(gòu)噪聲測(cè)量和評(píng)價(jià)常用的等效A聲級(jí)、1/1倍頻程等效聲級(jí)、最大A聲級(jí)等評(píng)價(jià)指標(biāo)的差異，得出以下結(jié)論。

(1)JGJ/T 170—2009和HJ 453—2018的評(píng)價(jià)指標(biāo)均采用等效A計(jì)權(quán)聲(壓)級(jí)，會(huì)低估100 Hz以下低頻噪聲的影響。因此，地鐵運(yùn)行所致二次結(jié)構(gòu)噪聲測(cè)量和環(huán)境評(píng)價(jià)前，可首先對(duì)時(shí)間歷程聲壓級(jí)作C計(jì)權(quán)和A計(jì)權(quán)處理，由二者之差判定100 Hz以下低頻噪聲是否具有顯著影響。若有，可適當(dāng)參考DIN 45680—2020中相應(yīng)的校正方法，改善A計(jì)權(quán)對(duì)低頻部分的消減作用。

(2)相較于等效A聲壓級(jí)，GB/T 50355—2018的評(píng)價(jià)指標(biāo)選用1/1倍頻程等效聲級(jí)，將1/3倍頻程聲壓級(jí)進(jìn)行能量等效，有助于直觀分析不同頻段的噪聲特性和超標(biāo)情況，便于針對(duì)特定頻段開展噪聲控制工作。

(3)ISO 14837—1：2005采用最大A聲級(jí)，能反映列車運(yùn)行對(duì)敏感人群的睡眠影響。考慮到夜間噪聲是投訴熱點(diǎn)，建議降低夜間地鐵沿線住宅100 Hz以上頻段最大聲級(jí)限值。