机场噪声问题及其综合治理.docx
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机场噪声问题及其综合治理
机场噪声问题及其综合治理
机场是现代化城市的标志。
机场带来了方便和繁荣，同时也带来了污染和噪声。
机场噪声是不可避免的，它是飞机运行必然的副产品。
飞机噪声是一个世界性的难题，它不但影响新机场的修建，还严重影响现有机场经济有效地运行。
噪声污染已成为与空气污染和饮水污染并列的三大公害之一。
机场噪声亦然，它对人的影响因素，不仅仅是噪声强度，还包括噪声频谱、出现时刻和持续时间等。
机场噪声是一个复杂的问题，只有采取综合降噪手段才能予以解决。
首先要降低飞机的噪声，鼓励生产和使用低噪声的飞机。
另外，由于噪声影响大小随着距离增加而衰减，因此增大飞机噪声源与人之间的距离，可以有效地降低飞机噪声影响。
增加距离有两个办法：
一是移开噪声源，二是远离噪声源。
“移开噪声源”，通常从两方面着手，一是机场选址及其布局，二是消音飞行程序。
而“远离噪声源”，主要靠土地使用的有效规划和管理，避免在噪声影响地带有居民集中。
本文将首先探讨机场噪声对人的影响及其影响程度，而后着重研究降低机场噪声影响的主要手段，包括噪声源、飞机起降次数与时刻、消音飞行程序、土地使用规划、隔音措施、机场选址及布局。
为方便阅读，本文在附录中简单介绍了各种机场噪声测量单位。
由于机场噪声问题的复杂性，各国一般根据本国情况来选用或制订机场噪声测量单位。
一、噪声影响
一般说来，低音尚可接受，高音令人难耐。
喷气飞机现在越来越多，而喷气飞机的高音部分所占比例恰恰又较大，因此虽然声音在空气和建筑材料的传播过程中高音部分衰减得较快，噪声问题仍然越来越突出。
从整体上讲，公众越来越注重生活质量，希望减少对日常生活的打扰。
公众的环保意识日益增强，从而对飞机噪声更加敏感。
机场噪声对睡眠和谈话的干扰是客观的，不因人而异。
但对航空的看法、对机场的敌对心理以及害怕飞机摔下来等则是主观的。
而这些都在不同程度上影响机场噪声对人的烦忧程度，因此适当的宣传教育可以降低主观的烦扰程度。
调查显示，机场噪声对个人的影响是不同的，且差异很大，但对群体的影响却是可以预料的。
很明显，噪声强度越大越烦人。
在噪声强度低于55DNL和35NNI的情况下，很少有人感到难以忍受；但当噪声强度增加到80DNL和55NNI时，有半数以上的人忍受不了。
有趣的是，即使噪声强度非常大，仍有1/10左右的人几乎不受影响；另一方面，即使噪声强度较低，也有一小部分人感到不满。
噪声对人的影响不仅与噪声强度有关，还与噪声持续时间、出现时刻和出现频率直接相关。
70年代对加拿大蒙特利尔多瓦尔机场的调查结果显示：
1.噪声强度高于40dBA时，干扰家庭、医疗和文化活动；
2.噪声强度高于45dBA时，干扰住宅楼、旅馆和学校的活动；
3.噪声强度高于55dBA时，干扰通信、商业活动和室娱乐。
考虑到一般建筑可以降低20dBA的噪声，多瓦尔机场按75dBA、65dBA和60dBA在机场周围划分了三个噪声区，控制土地使用。
目前多瓦尔机场改用噪声影响预报作为噪声量度单位。
出于决策的需要，要建立感到烦扰的人数比例与噪声影响之间的关系。
有研究结果表明：
感到心烦的人的百分数=2（NNI-25）
根据所使用方法单位的不同，在这里可以将2（NNI-25）替换成2（CNR-85）或2（NEF-15）。
也就是说，如果把噪声降低10dBA，感到心烦的人数将下降约20个百分点。
根据上述公式，可以从噪声影响程度确定出烦人比例，再利用已知的居民分布，可以确定烦人总数。
有关部门可以根据此确定出起飞和着陆路线、消音程序、跑道选择等，以使受影响人数最少。
有些国家是根据居民的抗议抱怨的数目来采取行动的。
虽然可以根据噪声影响程度预测受干扰人数比例，但要预测抗议抱怨的数目，则还需考虑社会、政治、经济等因素。
美国通过调查总结出一个经验公式，即在每千户受到噪声影响的住户中：
受到严重干扰的住户数=195.5+2.07×提出抱怨的住户数
由于我国与美国的国情不同，因此这一公式仅有参考价值。
机场噪声不但对人有影响，对牲畜、动物也同样有影响。
但有研究显示，牲畜、动物对噪声的适应能力比人要强。
二、降低噪声影响
飞机是一个很大的噪声源，运行所产生的噪声对机场周围有较大影响。
飞机噪声的影响程度取决于飞机起降次数、时刻、强度、谱分布、持续时间、距离和传播途径。
要降低噪声的影响就要从这几方面着手，主要是降低噪声源的噪声、消音飞行程序和有效土地使用规划三个方面。
（一）噪声源
从源头上解决问题是最有效的方法。
飞机噪声主要来源于发动机运行噪声和飞机机身在空气中飞行时气流摩擦噪声，而后一种噪声几乎不可能降低。
在工业界的不断努力下，喷气发动机的噪声已大幅度降低，一些安装先进发动机的飞机，其机身气流摩擦噪声已占飞机噪声的很大比重。
由于噪声大小随着起飞重量的增加而增加，随着大型和巨型飞机的不断增多，机场的噪声会因此而增大。
在现有技术条件下，单纯地降低噪声必然导致发动机的重量增加和性能降低。
从环境需求、技术可行性和经济影响三个方面统筹来看，进一步降低噪声面临着一定的困难。
国际民航组织制定的噪声标准在过去20年里没有大的变化，短期也看不出有大的变化的迹象。
对一些仍在使用的、噪声大的旧飞机，可以对其发动机采取消音措施。
一般来说，经过消音处理后，这类飞机着陆时噪声降低10～15EPNdB，起飞时降低3EPNdB。
一架飞机的消音处理费用为数十万美元。
也可以作出有关规定，适当控制噪声大的飞机起降。
其实这项措施很早以前就被使用过，比如针对噪声比以前大得多的喷气飞机的使用，纽约港务局1951年明文规定：
“未经允许，任何喷气飞机不得在机场起降”。
《国际民航公约》附件16第2章列出了噪声大的飞机，第3章、第4章依次列出了噪声较小的飞机。
1990年，国际民航组织大会通过决议，要求逐步淘汰噪声大的老式飞机。
现在，世界上许多机场已经禁止第2章的飞机起降，但如这类飞机发动机经消音处理后满足第3章的要求，则视为第3章飞机而允许其起降。
欧洲民航委员会最近进一步提议，从1999年4月开始任何第2章飞机，即使经过消音处理，也不得加入机队飞行；并且不允许这类飞机在其成员国的机场起降。
加拿大政府规定，不满足噪声标准的飞机必须于2002年以前退役。
有时采用硬性规定，会带来一定的副作用，采取一些鼓励措施效果反而可能更好。
英国曼彻斯特机场的做法值得借鉴：
飞机的噪声低，起降费优惠。
（二）飞机起降次数与时刻
飞机起降次数越多，噪声影响就越大。
为降低机场噪声，阿姆斯特丹机场于1997年11月6日宣布，自1998年开始，将机场的飞机起降次数降低10%。
但一般情况下，机场当局是不愿意把减少飞机起降次数作为降低噪声影响的手段的。
机场当局从其自身的经济利益考虑，反倒希望在机场容量许可的情况下尽可能地增加飞机起降次数。
虽然减少飞机起降次数有困难，但可以适当地调整飞机起降时刻。
由于夜间飞机噪声对人类的影响最大，因此有必要对夜间飞机起降进行适当控制，甚至可以禁止机场夜间起降飞机。
世界上许多机场（比如黎世和悉尼）实行夜间宵禁制度，但在具体做法上却有很大差别。
有些机场，完全禁止飞机起降，跑道关闭；而另一些机场，则允许噪声低的螺旋桨飞机起降。
阿姆斯特丹、伦敦、法兰克福和的机场对一些符合噪声标准的飞机（包括宽体飞机）给予例外。
、伦敦、东京和巴黎的机场允许延误的飞机降落。
实行宵禁最严格的当数悉尼机场，有七个小时的时间不允许任何喷气飞机活动。
宵禁是降低夜间干扰的有效手段，但宵禁有一定的副作用，比如造成高峰时间过度拥挤，飞机在地面停留时间太长，由于航空货运选用其他机场而使机场收入减少，由于时差关系而使远程航班起飞时刻安排困难（比如从欧洲飞中国的航班）等，这在不允许延误飞机降落的机场表现得尤为突出。
伦敦希思罗机场对飞机起降实行的是瞬时噪声强度限额制度，目的在于降低夜间起降次数。
最近希思罗机场又将瞬时噪声强度限额降低了2dBA，进一步改善噪声环境。
虽然限制噪声大的飞机起降可能给航空公司造成经济问题，但另一方面也会促使航空公司选用噪声低的飞机。
在机场噪声综合评价指标中，比如DNL、CNR和NNI，都对夜间噪声给予了10～15倍的加权，以强调其烦人程度。
（三）消音飞行程序
世界上许多国际机场执行消音飞行程序，目的在于减少受飞机噪声影响的人数。
目前所使用的消音飞行程序，归纳起来，主要有以下几种手段。
1.控制跑道使用，交替使用各条跑道起降飞机，避免集中干扰一个地区。
现代飞机对起降时的侧向风不是特别敏感，这就意味着；如果跑道选择可以减少噪声对居民的干扰，可以适当降低风向选择方面的要求。
洛杉矶机场有两条主要跑道，重型飞机通常集中使用一条跑道，起飞主要是向西面海的方向；
2.在起飞后和着陆前飞机进行转弯，避开居民密集区；
3.使用多级进近飞行，尽可能地晚一些降低高度；
4.起飞后快速爬升高度；
5.隔离机场飞机维修实验场；
6.不允许噪声超标的飞机起降。
一般认为，起飞时飞机噪声影响比着陆时要大，因此起飞消音飞行程序受到更广泛的关注。
目前，我国只有首都国际机场执行起飞消音程序，所采用的消音程序是国际民航组织于1982年制订的起飞消音程序A，用于减低起飞后半程的噪声影响。
国际民航组织于1996年底对起飞消音程序进行了修订，提出两种方案，分别用于减轻跑道末端和跑道延伸方向的噪声影响。
用于减轻跑道末端噪声影响的起飞消音程序为：
1.飞机离地并爬升至240米以上；
2.减油门，但至少要保持在有一台发动机不工作情况下的最后起飞爬升梯度；
3.按规定收襟翼或缝翼；
4.高于机场地面900米后，增速至航路爬升速度，过渡到正常航路爬升程序。
用于减轻跑道方向一定距离处噪声影响的起飞消音程序与上述程序类似，只是交换一下第2步和第3步的次序，具体为：
1.飞机离地并爬升至240米以上；
2.开始收襟翼或缝翼；
3.减油门，但至少要保持在有一台发动机不工作情况下的最后起飞爬升梯度；
4.高于机场地面900米后，增速至航路爬升速度，过渡到正常航路爬升程序。
以上两种起飞消音程序是专家们三年努力的成果。
这些专家有广泛的代表性，分别代表飞机制造商、航空公司、驾驶员、机场当局和缔约国。
起飞消音程序设计中分别考虑了安全、运行、工作量等因素和消音效果。
这两种起飞程序，可在襟翼、推力和速度管理等操作最少的情况下，达到最佳消音效果。
另外，它们富有灵活性，机场当局可以根据具体情况确定高度边界值，最有效地降低噪声影响。
在减油门时，如果飞机装有自动推力恢复系统并工作，则不需驾驶员干预，飞机仍可自动保持一定爬升梯度，不低于在有一台发动机不工作情况下的最后起飞爬升梯度。
消音程序通过使用收襟翼和减油门等手段将噪声从一个地方移到另一个地方。
从而可以有效地避开居民聚集区。
但如果机场周围的居民分布比较均匀的话，使用起飞消音程序就没太大意义了。
在这方面往往需要认真权衡的一个问题是：
是使少数人忍受大量噪声影响还是使多数人忍受少量噪声影响?
很明显，这是一项政策性决定。
（四）土地使用规划
国际民航组织认为，土地使用规划与控制是解决机场噪声问题的有效手段，并且是最后一个有待进一步开发的主要手段。
为此，国际民航组织敦请缔约国对机场周围的土地使用进行规划和控制，以避免在关键噪声区建造噪声敏感的建筑物。
在机场周围设立噪声区是进行土地使用规划与控制的基础，而噪声区的划分则需根据飞机噪声影响和社区反应来进行。
对于如何预报飞机噪声影响和预测社区反应，国际民航组织在其第205号通告《计算机场附近噪声等线图的推荐方法》里有所介绍。
对于具体划分多个噪声区，各国的做法不尽相同。
主要有两种不同的思路：
采取粗略方法和采取细致方法。
典型的粗略划分方法是只划两个区，理由是噪声影响测量的精度和所使用的预报技术不够精确（有人认为其精度不够5dB），并且划区越少在应用时的灵活性就越大。
而细致划分方法则划分多个噪声区，理由是这样可以使机场周围的土地得到更好的利用。
当然，噪声区的划分和土地使用规划与控制是密切相关的。
总之，只能根据各国的具体情况进行具体分析，没有统一的标准。
土地使用规划与控制是在噪声区划分基础上进行的。
首先根据实际噪声影响和未来预测噪声影响的程度，在机场周围划定噪声区。
其次根据不同的土地使用确定其所能容忍的最大噪声。
比如居民住宅、学校、医院等最怕噪声干扰，因此所能容忍的最大噪声很低，应尽量远离噪声源；重工业本身产生的噪声就很大，基本上不怕飞机噪声，在满足净空要求的前提下可以在机场附近。
最后将二者比较，确定出土地使用与噪声区的相容关系，为制订机场周围的土地使用规划提供了基础。
对于在高噪声区进行不相容土地开发或已存在的不相容土地使用，比如在高噪声区建造医院，就必须使用隔音材料和调整建筑物部布局，使噪声影响降到可接受水平。
最令机场当局头痛的是，由于飞机（特别是大型飞机）起降次数的增加而导致噪声区相应扩大，出现了一些不相容的土地使用。
在各种降噪措施仍不能满足要求的情况下，只有机场当局与居民协商解决，或给予补偿，或采取搬迁改建的办法，包括改建飞机跑道。
给房主多少补偿才算合适呢?
一般认为，补偿额应为噪声所造成的房产贬值幅度。
在美国的一些机场，对噪声影响超过30NEF噪声区的房产，其补偿金约为房产的20%。
（五）隔音措施
隔音措施通常是指建筑物本身的隔音材料和隔音结构设计。
一般的建筑物可以降低噪声20dB左右，使用特殊隔音材料的建筑可以降低更多。
可以充分利用建筑的隔音结构设计，把对噪声最敏感的房间放在受噪声影响最小的部位。
消音壁和树林也可以有效地降低噪声影响。
研究显示，声音在穿过100米的树林后，衰减25～30dB。
但植树时要注意树木的选择，避免引来鸟灾。
（六）机场选址及其布局
在机场周围有居民的情况下，跑道方向一般选在飞机起降时对居民影响较小的方向，有时也采取加长跑道的办法，使飞机在远离居民的一端起飞。
当然也可以建隔音壁或利用飞机库或其他机场建筑以挡住居民区方向。
机场通常建在城市郊区，远离居民密集的城区，减少噪声对居民的影响。
对此，机场当局必须平衡各方权益，通盘考虑；否则会顾此失彼，甚至是竹蓝打水一场空。
加拿大蒙特利尔机场的教训值得借鉴。
加拿大政府于1969年在蒙特利尔以北修建米拉贝尔机场，并于1975年正式启用，耗资15亿加元。
加拿大政府当时的设想是，修建这座超现代化机场，使其成为国际航运中心枢纽，并带动蒙特利尔北部的经济发展。
原来的多瓦尔机场作为国机场（包括美国）使用。
米拉贝尔机场本身也确实具备国际航运中心的条件，候机楼宽敞明亮，服务设施齐全。
机场地处郊外，用地82平方公里。
但为了防止机场噪声和污染对居民的影响，机场周围的土地也同时购得，总面积为360平方公里，与居住有300万人口的蒙特利尔岛的面积相当。
可谓用心良苦。
"智者千虑，必有一失”，米拉贝尔机场也存在严重的缺陷，就是离城中心太远；与多瓦尔机场相比，来回一趟开车要多花一个小时；再加上两个机场相距较远，给转机旅客造成诸多不便。
令人始料不及的是，这一缺陷竟招致严重后果；包括汉莎航空公司和斯堪地那维亚航空在的一些航空公司相继退出航班飞行，米拉贝尔机场的旅客运输量仅维持设计容量的1/4。
面对这一严峻形势，蒙特利尔机场管理局不得不实施自由化政策，允许定期旅客航班自1997年9月15日起任选机场。
结果除两家小航空公司仍留在米拉贝尔机场以外，其余所有定期旅客航班均选用多瓦尔机场。
这又给多瓦尔机场带来了问题。
虽然多瓦尔机场的噪声区围仅增加了3%，但机场却有人满为患的感觉，交通明显拥挤，航班延误增多。
这就迫使多瓦尔机场增建一个候机厅，在1999年4月启用，并为此于1997年11月1日起开始向旅客征收机场建设费。
另外，米拉贝尔机场作为国际航空货运中心的地位也岌岌可危。
公众越来越注重生活质量，很自然地对机场噪声也越来越敏感。
加上我国民航业正处在高速发展时期，机场噪声问题也就越来越突出了。
在一些地区，抱怨的声音已时有耳闻。
因此，机场噪声现已到了需要认真对付的时候了。
解决机场噪声问题需要多方努力。
制造商通过技术措施来降低发动机噪声；航空公司利用运行程序，特别是起飞、着陆消音程序，使飞机远离居民区；机场当局使用行政手段，包括噪声限额、宵禁等，来减少噪声影响；城区规划部门运用其权力把机场建在效区，使机场远离居民聚集区；土地使用规划部门发挥其作用，使居民远离机场的和噪声源，并使土地得到充分利用；建筑部门承担起其责任，在建筑物设计和材料使用上采取隔音措施，使居民免受噪声之害；当然还需要居民的理解与合作。
附录：
机场噪声测量单位
通过使用分贝（dB）作为噪声强度的单位，用测量声压与基准声压比值的对数来表示；基准声压一般取0.0002达因每平方厘米（约为人耳刚刚听到时的声压）。
由于高音比低音更烦人，因此在噪声分贝数相同的情况下，喷气飞机因高音分量多而比活塞式飞机烦人。
这样就产生了如下两种更为合理的量度单位，不但考虑了噪声强度，还考虑了噪声谱分布，即A加权分贝（dBA）和感觉噪声分贝（PNdB）。
人的听觉围为20-20000赫兹，对所谓的A区频率较为敏感，其中10000赫兹左右最为敏感。
为反映这一敏感区域，声音通常使用A加权分贝作为量度单位。
A加权分贝对低频部分进行了衰减以模仿人耳反应；感觉噪声分贝是“噪声烦忧”的一种计算量度，对烦人的高频部分进行加大权重，表示感觉噪声强度。
以上是对某一时刻噪声的量度，可以用来度量飞机噪声，但要量度机场噪声影响，还要考虑时间因素，包括噪声持续时间、重复次数和出现时刻。
在增加了纯音（例如风扇的鸣音）和持续时间两项后，感觉噪声分贝进一步演化成有效感觉噪声分贝（EPNdB）,以表示有效感觉噪声强度。
这也是《国际民用航空公约》附件16所推荐使用的噪声评定单位。
针对机场飞机噪声的实际情况，可以制定一些更为全面的噪声综合评价标准，即要进一步考虑飞机类型、起降次数、跑道使用、飞行路线、飞行程序和飞行时刻。
噪声影响预报（NEF）是累积噪声影响的计算估计，基于有效感觉噪声分贝。
复合噪声级（CNR）是噪声影响预报的早期形式，基于感觉噪声分贝。
英国使用的噪声与数值指示（NNI）等效于复合噪声级。
还有许多其他的量度单位，用于不同目的和不同国家。
典型的包括德国Q参数、南非噪声指数、法国等噪指数、澳大利亚烦人指数、瑞典等效日间干扰数值等。
这些独立制定的单位基本上与复合噪声级相类似，区别在于对重复飞行和飞行时刻的加权不同。
另外还有两种噪声评价，均对指定时间段的时变噪声提供单一的数值量度，单位为dB。
其一是等效A加权音强（Leq），在指定时间段的平均（能量）噪声强度（通常是A加权音强——一种声音压强，经加权以模仿人耳的音感）；另一是日夜平均A加权强度（DNL），在24小时时间里的平均A加权音强，其夜间噪声强度的加权可任选，用于噪声影响监测和土地使用规划。
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