街道是城市構(gòu)成的骨架,是城市重要公共生活空間,街道不僅跟城市面貌有關(guān),也體現(xiàn)了城市蘊含的文化。然而在現(xiàn)代城市規(guī)劃實踐中,城市街道空間更多被視為交通功能,其公共空間屬性淡化,其聲環(huán)境也并未引起足夠重視。隨著汽車時代迫近,城市街道變得越來越擁擠,出現(xiàn)了較多交通問題,還引發(fā)了大量環(huán)境問題。為了解決城市交通擁堵問題,“街區(qū)制”和單向交通等規(guī)劃措施雖然有助于交通問題的解決,但也使更多的車輛以更高的車速進入城市支路和居住區(qū)路,城市街道聲環(huán)境進一步惡化。本文首先通過街道聲環(huán)境現(xiàn)狀實測調(diào)研,了解我國街道聲環(huán)境污染現(xiàn)狀,分析街道環(huán)境噪聲源,并在此基礎(chǔ)上,以現(xiàn)場實測、計算機模擬及統(tǒng)計分析結(jié)果為依據(jù),分別從街道空間形態(tài)及街道界面兩方面,研究其對街道聲環(huán)境的影響。本文對哈爾濱街道聲環(huán)境和噪聲污染現(xiàn)狀進行了實測調(diào)研,在街道的功能性分類基礎(chǔ)上,共抽取了72個街道路段樣本展開全面的噪聲現(xiàn)狀的調(diào)查研究。調(diào)研結(jié)果顯示,哈爾濱的干路、支路以及居住區(qū)路街道均存在不同程度的存在晝間環(huán)境噪聲污染問題,其中支路的晝間環(huán)境噪聲污染問題最嚴重,達標率僅為51.9%;不同城區(qū)(新城區(qū)和舊城區(qū))之間環(huán)境噪聲不存在顯著差異,不同街道類型(干路、支路以及居住區(qū)路)之間環(huán)境噪聲存在顯著差異;根據(jù)噪聲源普遍性指標可知,交通噪聲和社會生活噪聲是城市街道中最主要的環(huán)境噪聲源;通過對比同一街道不同路段之間的差異可以發(fā)現(xiàn),街道空間形態(tài)和界面對街道聲環(huán)境存在顯著影響,這種影響在不同街道類型(干路、支路以及居住區(qū)路)中均有發(fā)現(xiàn)。在街道空間形態(tài)對街道聲環(huán)境的影響研究方面,基于144個城市街道路段的實際情況,從中提取可靠的空間形態(tài)參數(shù),分別建立點聲源和線聲源研究模型,以計算機仿真模擬的方式得到聲傳播特征,運用統(tǒng)計方法得到符合實際情況的街道空間聲傳播規(guī)律,并建立基于城市街道空間的聲環(huán)境預(yù)測模型。研究顯示,不同街道空間參數(shù)對不同聲學(xué)指標均產(chǎn)生影響。在點聲源的聲傳播預(yù)測模型中,聲衰減量與聲傳播距離的對數(shù)呈線性正相關(guān),在相同的聲傳播距離中,街道斷面圍合度、平面圍合度越大、車道寬度越小,則聲衰減量越小;混響時間(RT30)在沿傳播方向上的差異不大,街道斷面圍合度、平面圍合度、寬度以及平均立面高度越大,則RT30也越大;早期聲衰減時間(EDT)在沿傳播方向上的分布存在一定的典型性,絕大部分的街道在20~30 m的聲傳播距離時EDT值會有一次躍升,此前和此后EDT值均較平穩(wěn),車道寬度、前斷面圍合度越大則EDT的躍升也越大。在線聲源聲環(huán)境預(yù)測模型中,由于街道空間的作用而導(dǎo)致測點的噪聲級比空場時要高,這個噪聲級的提升量即為空間形態(tài)聲壓級增量(?Lspace)。研究表明城市街道中?Lspace主要分布在0.5~3.0 d B之間,街道寬度越小、建筑界面平均高度越大、斷面圍合度越大、平面圍合度越大,則?Lspace越大;RT30主要分布在1.5~2.5 s之間,街道建筑平均高度越大、斷面圍合度越大、平面圍合度越大,則RT30越大;EDT主要分布在1.5~2.0 s之間,街道寬度、建筑界面高度、平面圍合度越大、平面開口分布均勻,則EDT越大。在街道界面聲反射對街道聲環(huán)境的影響研究方面,使用聲源定位技術(shù),結(jié)合聲線理論,分析了6類街道界面的聲反射特性,研究并提出建筑界面聲反射特性的影響因素。研究發(fā)現(xiàn),聲反射類型對建筑立面的反射聲特性起著決定性的影響,衍射形成的反射聲信號最弱且無顯著響應(yīng)頻率;鏡像反射的反射聲信號最強且存在顯著響應(yīng)頻率,響應(yīng)頻率受反射區(qū)域建筑材料的聲學(xué)特性影響;角狀反射體的反射聲較強且存在明顯的響應(yīng)頻率,其反射聲信號強度和頻率受角狀反射體的尺寸大小影響;不規(guī)則形狀的擴散反射聲的響應(yīng)頻率和反射聲信號強度與反射角和反射聲線距離有關(guān),反射角越大則響應(yīng)頻率越大、聲壓越小。立面前方的綠化林帶不僅能減弱建筑立面反射聲的強度,更會對反射聲信號產(chǎn)生時間遲滯效果。基于上述研究結(jié)果,論文通過對真實案例和模擬實例的研究,從設(shè)計師的視角,提出改善街道聲環(huán)境的三大設(shè)計策略與若干具體手法。根據(jù)街道噪聲源的特點,分別從“抑制噪聲源”和“營造街道聲景”兩方面提出聲環(huán)境設(shè)計策略;根據(jù)街道空間形態(tài)參數(shù)對街道聲環(huán)境的影響,分別從“提高街道平面空間的開敞性”和“提高街道斷面空間的開敞性”兩方面提出聲環(huán)境設(shè)計策略;根據(jù)街道界面的聲反射特性,分別從“削弱角狀反射體的反射聲”、“改變建筑界面的聲反射方向”以及“提高建筑界面吸聲系數(shù)”三方面提出聲環(huán)境設(shè)計策略。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TU984.113;TU112
【部分圖文】：

a) 20 世紀 70 年代的香港街道 b) 2012 年的香港街道a) Hong Kong Street in the 1970 's b) Hong Kong Street in 2012圖 1-1 香港的城市街道Fig. 1-1 Urban street of Hong Kong1.1.2.2 被噪聲污染的城市街道隨著汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，讓城市街道規(guī)劃飽受困擾，最難解決的問題就是車輛交通問題和道路環(huán)境問題。為了克服擁堵的交通給人們出行帶來的不便，很多城市在規(guī)劃道路的時候都以車輛通行作為第一目標，拓寬車行道、擠占非機動車道和人行道，把車行流量作為街道的衡量標準[1]。然而，車行道的拓寬速度還是沒能趕上機動車輛的增長速度，或者說永遠也無法趕上車輛的增長速度城市街道始終沒能擺脫交通擁堵的局面。圖 1-2 為近幾年的我國公路和汽車增長趨勢對比。從圖中可以得到以下結(jié)論，整體來看，不論是汽車保有量還是公路交通里程，這兩個指標在我國都有增長，但是汽車保有量增長速度更快，遠遠高于公路交通里程。完善的交通網(wǎng)絡(luò)讓人們的出行更加方便，數(shù)不勝數(shù)的汽車取代步行和非機動車，讓人們能快速到達指定地點，但是汽車行駛會帶來噪聲，噪聲影響了人

第 1 章 緒論身體健康。2011 年，世界衛(wèi)生組織（WHO）發(fā)布了一份《噪聲污染導(dǎo)致的疾病負擔(dān)》報告，報告顯示，在影響人體健康的因素中，最重要的因素是空氣污染，其次是噪聲污染。噪聲嚴重影響了人們的生活，讓人們感到煩躁不安，還會影響人們的睡眠，長期生活在噪聲中的人們有可能引發(fā)心臟病、聽覺障礙等疾病，還會威脅到人們的壽命[12]。生活在噪聲中，人們的血壓要比普通人的血壓更高，還會增加血液中壓力荷爾蒙的濃度，根據(jù)報告顯示，居住在噪聲區(qū)的人們睡眠質(zhì)量要比居住在安靜環(huán)境中的人們睡眠質(zhì)量更差，長期生活在噪聲污染環(huán)境中，容易導(dǎo)致血管凝固，誘發(fā)心臟病，噪聲不僅會影響生理疾病，還會影響心理疾病，長期生活在噪聲污染環(huán)境下的人們更容易增加煩惱，他們會感到暴躁、憤怒、不滿意，給人們產(chǎn)生眾多消極影響[13]。噪聲對人體健康影響的機制圖見圖 1-4。物理環(huán)境、自然個體健康狀況、

建筑物界面做了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)界面有可能會影響到附近區(qū)域是界面對聲壓級的影響很復(fù)雜，聲能加倍效果只適用于部分建筑其它建筑物界面很難適用。由于臨街建筑外立面的風(fēng)格迥異，表同，聲波在建筑的立面上并不是簡單地被鏡像反射，各種形狀的、窗、檐口、裝飾物等將使聲波受到不同程度的散射。 Hothers中發(fā)現(xiàn)，可以通過調(diào)整建筑立面陽臺聲學(xué)特性，有利于降低噪音影響，最大可以降低 10 dB的影響。Naish 等[65]研究表面不同造型境影響不盡相同。 和Simpson 建議[66]，在研究不同場地，只需要考慮幾何反射效應(yīng)效果就可以了，不需要再考慮擴散反了擴散反射將會導(dǎo)致研究復(fù)雜化。圖 1-8 為某典型建筑外立面，的物理模型來表達這種建筑立面在聲傳播中所起的作用正是當(dāng)?shù)难芯繜狳c。在第 1.3.2 條的描述中可知，目前處理這類建筑外影響問題的基本假設(shè)是聲能在傳播過程中一部分被鏡像反射，而機散射，其中較復(fù)雜的是對散射的模擬，相關(guān)前沿研究也大多針射。
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本文編號：2872507