行政院國家科學委員會專題研究計畫 成果報告
綠帶型式與配置方式對減低噪音之研究(2/2)
計畫類別： 個別型計畫 計畫編號： NSC93-2313-B-002-028- 執行期間： 93 年 08 月 01 日至 94 年 07 月 31 日 執行單位： 國立臺灣大學園藝學系暨研究所 計畫主持人： 張育森 共同主持人： 方智芳 報告類型： 完整報告 處理方式： 本計畫可公開查詢中 華 民 國 94 年 10 月 31 日
行政院國家科學委員會補助專題研究計畫
■成 果 報 告
□期中進度報告
（綠帶型式與配置方式對減低噪音之研究）
計畫類別：■個別型計畫 □整合型計畫
計畫編號：NSC 93－2313－B－002－028
執行期間：九十二 年 八 月 一 日至 九十四 年 七 月 三十一 日
計畫主持人：張育森
共同主持人：方智芳
計畫參與人員：
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：□精簡報告■完整報告
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執行單位：國立台灣大學園藝學系
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摘 要
本研究探討 35 種樹帶的減音效益。在樹帶前方施放音源，於樹帶內部不同地點設 置噪音計測量噪音。重要的參數包含樹帶的可見度、寬度、高度及長度。採用逐步迴歸 法來探討樹帶減音因子的重要性，結果顯示可見度與相對衰減呈現對數負相關，寬度、 高度及長度與額外衰減呈現對數正相關。最後將可見度與寬度的額外衰減值投影在圖 面，趨勢擬和線的結果可以作為樹帶減音的實質建議。 關鍵字：植物、減音、相對衰減Abstract
This study investigates the noise reduction effect of 35 evergreen-tree belts. A point source of noise was positioned in front of the tree belts and the noise level at various points in the belts were measured with a noise meter. Factors important for noise reduction include visibility, width, height, and length of the tree belts. Stepwise regression was employed to examine the factors associated with noise reduction. A negative logarithmic relationship between the visibility and relative attenuation was found. A positive logarithmic relationship between relative attenuation and the width, length or height of the tee belts was also found. A map showing the relationship between visibility together with width was plotted. The map provides some practical suggestions concerning design of tree belts for noise reduction. Keyword：Plant; Noise reduction; Relative attenuation
目 錄
前 言... 1 文獻探討... 1 研究方法... 5 一、研究材料...5 二、使用儀器...5 三、試驗方法...7 四、大氣溫度...8 研究結果... 8 一、平均相對衰減...8 二、複迴歸模型...9 三、大型樹帶的減音準則圖...9 討 論... 10 一、樹帶類型與相對衰減之關係...10 二、樹帶之減音因子...11 三、減音準則圖之應用...12 結 論... 12 參考文獻... 13 計畫成果自評... 15表目錄
表1 研究材料... 6 表2 複迴歸模型... 9圖目錄
圖1 噪音測量示意圖... 7 圖2 平均相對衰減... 9 圖3 樹帶之減音準則圖... 10 圖4 可見度與相對衰減之關係圖... 11前 言
植物經常被視為戶外的天然減音材料，已有少數文獻對提出植栽減音配置的原則 性建議。但是當設計者想近一步了解有效隔音的植栽種類、密度、樹林寬度等數據時， 文獻並沒有明確性的建議準則，即定量方面的研究還有很大的空間，因此從事植栽減 音模式之研究有其必要性。目前國外的研究多以溫帶地區之落葉、針葉樹林為研究對 象，與台灣常見的常綠闊葉林有極大差異，國內亦缺乏本土減音樹種之相關研究。國 外多數文獻皆測量某特定綠地的減音效果，並未有系統地探討植物形態、樹林厚度、 密度等因子對噪音的衰減效應。因此國內亟需針對本地環境提出適宜的植栽減音相關 數據，並深入探討各因子的減音成效，故從事減音植物的研究實有其可行性。研究目的
由於一般森林變相複雜不易釐清，故本研究擬以純林苗圃為實驗材料，以樹林之 寬度、樹冠直徑、高度及可見度（枝葉茂密度之指標）為參數，探討植物的減音效應 與途徑，並篩選良好之本土性減音植栽，尋找適當的植栽形式與噪音衰減的關係，未 來建立植物減音準則之參考，其兼具實用與學術價值，可作為植栽設計時兼具減噪之 依據。文獻探討
Eyring（1946）以噪音計測試巴拿馬熱帶叢林對人工點音源的衰減效應。以樹林 的視覺可見度作為林帶茂密度的指標，樹林可見度從6 m～90 m 不等。文中發現，樹 林對於高頻音的衰減效果較好、可見度與衰減度呈現負相關的趨勢。Wiener and Keast(1959)探討聲音在森林內部的衰減，在樹林內部設置白噪音，距 離音源不同距離處(最遠達 240 m)設置接收器。接收器高度 1.5 m，音源高度 1.5~3 m。 結果顯示隨著距離增加，各頻率的衰減也隨之增加，代表該樹林的減音途徑以吸收效 應為主。另外研究亦發現頻率越高，衰減率越高。 Embleton（1963）探討針、落葉樹林的減音效果。在樹林前方 1.5~3 設置人工點 音源，在樹林內部15~60 m 處設置噪音計，並在附近空曠處設置相同的對照阻。試驗 的樹林包含西洋杉、松樹、雲杉及落葉樹，樹種的可見度在6 m～18 m 之間。作者發 現500 Hz 的頻率在樹林中有放大的作用，是因為樹枝的長度與該波長產生共振效應所 致。 Aylor（1972）探討植群與地面的減音效應，在植群前方設置人工噪音，在植群內 部設置噪音計。並建立植群葉型、枝葉密度、土壤空隙度的減音預測模型。文中顯示 植物是透過散射（scattering）與距離衰減（attenuation）效應以減低噪音，這兩種效應 皆是隨著距離而增加，因此噪音也隨著距離增長而減弱。樹葉可以散射的方式減低500
～4000 Hz 的高頻音，葉片越多效果越佳，假若樹葉不足，高頻音將被樹幹所吸收， 惟減音效能低於葉片之作用。裸露的地面亦可減少200～1000 Hz 的低頻音。聲音的傳 送損失是透過植物葉片與樹幹的散射作用而成。 Reethof（1973）透過文獻整理，認為 30 m 厚度的針葉林或闊葉林下方再種植灌 叢，可減低交通噪音約 5～8 dB。並建議種植可見度較低、高度較高的樹林有良好的 減音效果。
Cook and Haverbeke（1974）研究喬木與灌木的減音效果，是在林帶前 7.5~120 m
設置固定音源，在林帶後方不同位置處測量噪音，並在附近設置對照組。他測量7 個 林帶的噪音量，探討噪音在林帶後方的衰減趨勢，並建立林帶減音因子的複迴歸模式。 他認為減音的重要因子為林帶的結構性而非枝葉特性。另外他改變音源與接收器的距 離，探討最適合設置林帶的區位。發現R（音源）/S（接收器）＝1 效果最差，R/S 越 大減音效果越佳，顯示林帶應當較靠近音源，較遠離接收器。亦發現 30 m 深的密林 可減低5～8 dB；較不茂密的樹林可衰減 3 dB，且提出 2 m 厚的柏樹綠帶約可減輕 4 dB，並建議在都市中種植濃密的綠籬可以在有限的空間中有效的減低噪音。整體而 言，種植喬木、灌叢及草地的綠帶，約可以減輕8～15 分貝的噪音。
Haverbeke and Cook（1974）認為聲波可以被樹葉、嫩枝、枝幹、主幹及掉落的葉 子所吸收。落葉樹有較薄的葉柄，有較高的韌性與耐震性，因此吸收與散射的效益大 於闊葉林，但是落葉樹落葉之後減音效果驟減，因此以終年的減音效果而言，針葉樹 與闊葉樹的效益較高。此外，樹林對於聲波的繞射與散射大於吸收效應。
Reethof and Hisler（1973）的研究報告顯示，當聲波通過樹林時，地面可以對 20 ～100 Hz 的低頻音產生吸收效應，因此雜亂的地表層具備吸音的功能，大的枝幹則對 2000～8000 Hz 的高頻音產生反射及繞射效應。整體而言，樹林的散射效應大於吸收
效應。文中並建議緊密混植灌叢、針葉、落葉樹 30～60 m 厚，可以明顯減輕交通噪
音。
Herrington（1976）綜整他人文獻，發現草地的穿透損失為 1.2 dB／30 m；紅松（Red Pine）為 4.4dB／30 m；茂密的挪威雲杉（Norway Spruce）為 8.4 dB／30 m。
Burns（1979）探討松樹林的吸收效應，在殘響室中放置樹枝，測量各頻率的衰減 趨勢。建立聲波在針葉表面所產生的黏性熱消散（吸收效應）模型，並且比較模型與 實際的吸收衰減效果﹔另外亦測量樹枝與針葉的共振效果，以探討散射效應。結果發 現試驗面積愈大，衰減效果愈高，是由於吸收效應的影響﹔樹枝與針葉的長度會與波 長相近的頻率發生共振，進而產生散射效應以衰減噪音。 Kragh（1979）在鐵路旁測量二處樹林的減音效果，以 dBA 為量測單位，實驗的 氣候條件是晴朗、溫暖、風速小於3 m／sec 的狀態。在樹林內與樹林外空曠區域設置 實驗組與對照組，對照組代表距離衰減效應，實驗組包含植物與距離的衰減效應，將 對照組減去實驗組的數據後，可求出植物的減音效應。結果發現扣除距離衰減效應之
後，25 m 厚的綠帶約可減低噪音 6 dBA。 Martens（1980）在無響室中試驗四種植物的減音效果，以探討聲波在不同樹林類 型中的傳遞形式。結果發現樹葉是透過散射、折射、繞射等途徑以減低聲能。本研究 植物的枝條長度約為２m，剛好與中頻（250~1000 Hz）音產生共振，因此放大了中頻 的能量。本研究亦建立植物生物量與額外衰減的關係式，得知不同植物的生物量與額 外衰減有不同的趨勢，顯示生物量不適合作為植物減音的參數。 Kragh（1981）在道路旁測量綠帶減輕交通噪音的效果，扣除距離衰減效應之後， 發現有如牆壁一般濃密的杉木綠帶，其減音效果為3～5 dB／3 m。所有的樹種對 500 ～2000 Hz 的衰減效果最佳，並解釋樹林的地面可以衰減 500 Hz 的聲波，樹葉及枝幹 可以衰減2000 Hz 的聲波。
Bullen and Fricke（1982）在迴響室設置圓柱體以模擬聲波在樹林中的傳遞模式。 他測量殘響時間以了解樹枝的吸收效果，並提出吸收效應的理論公式。在殘響室發射 震動噪音，紀錄所有方位的震動音量，以建立樹木的散射效應的理論公式。他認為林 帶必須超過60 m 以上，才能由地面吸收 1000 Hz 以下的低頻音。植物能以散射、吸收 方式衰減1000 Hz 以上的聲波。當枝幹的直徑等同或大於波長，則可產生散射效應。 當試驗面積愈大，葉片產生的吸收效應越多，衰減效果愈佳。他推演出樹林的減音模 式（公式七），前提為密度0.1 棵 m-2、樹幹直徑＞1 m、音源頻率＞2000 Hz、散射距 離1 m、吸收距離 20 m 的森林條件。 Attenuation＝ 8.5＋0.15 d （dB） ---公式七 d：音源距離 孫翠玲（1982）選擇北京 11 種綠化植栽類型，在樹林前方設置人工音源，於林帶 後方測量噪音量，以探討植栽樹種、結構、林帶寬度等因子之減音效益。該實驗之樹 林厚度、音源距離不一，將樹林淨減音效果除以樹林寬度，以求得樹林平均每公尺的 減音值。結果顯示常綠喬木加灌木類型的綠帶減音效益最佳，其次為1.7 m 高的綠籬， 減音效果最差者為草皮。並發現綠帶的結構與寬度是主要的減音因子，其中又以結構 為主導。 Fricke（1984）探討森林影響噪音傳遞的各種因子及其交互關係。在森林中發射 瓦斯槍當作音源，在離音源 10~200 m 設置噪音計，以錄音帶紀錄音源的衰減率。他 比較空曠區與森林區的頻譜型態，發現地面（空曠區）可以衰減低頻音（250 Hz 以下）， 森林可以衰減高頻音（2000 Hz 以上），但林地對中頻（250~1000 Hz）的衰減效果差。 他從音源的衰減率得知森林以散射途徑衰減中頻音，以吸收途徑衰減高頻音。他在殘 響室以地毯及木頭地面模擬犁過的農地與水泥地的減音效果，發現地毯阻抗低，可衰 減70 Hz 以下的頻率；木頭地面阻抗高，減音效果差，顯示多空隙的農地比水泥地的 減音效果佳。他亦變換音源及接收器的高度，發現地面可以衰減較多的低頻音。他比
較三種樹林的減音效果，發現年齡大、密度高的樹林可以衰減高頻音；當密度相同時， 胸徑較小的樹林可以衰減較多的中頻音；較年輕的樹林為地面效應較明顯，所以能衰 減較多的低頻音。 Price（1988）在無響室以圓柱體模擬樹林，測量樹林與地面的吸收、散射效應， 以建立樹林減音的三種模型：地面效應、面積與枝幹密度模型、面積與樹葉密度模型。 該研究亦選擇三種樹林，測量聲波的衰減，以驗證上述三種模型的準確性。該研究發 現樹林可衰減500 Hz 以下、1000 Hz 以上的頻率。 凌德麟、方智芳（2001）初步探討植栽的減音效果，選擇 10 個苗圃為試驗材料， 在苗圃前方設置音源，苗圃內部設置噪音計，並在附近空曠去至相同的對照組。將對 照組數值減去試驗組數值，可以得到相對衰減值，代表苗圃的衰減效果。透過歸納法 得知灌叢的減音效果最良好，稀疏的喬木減音效果最差。該研究以相對衰減為依變項、 植物的可見度、高度、枝下高為依變項，納入複迴歸分析之中，從標準化迴歸係數得 知可見度、枝下高與額外衰減成負相關，高度與額外衰減成正相關。 上述的研究主題可分為兩大類，一為探討樹林的減音現象與機制（Eyring, 1946； Wiener ＆ Keast, 1959；Embleton, 1963； Aylor, 1972；Burns, 1979；Martens, 1980； Bullen ＆ Fricke, 1982；Fricke, 1984；Price, 1988），並建立減音的預測模型（Aylor, 1972； Burns, 1979；Bullen ＆ Fricke, 1982）；二為探討樹林類型與結構的減音效果 與因子（Cook ＆ Haverbeke 1974；Kragh, 1979；孫翠玲，1982。
研究減音現象與機制的文獻是以微觀的角度分析樹葉、樹枝與地面的散射、吸收 效應，所得結果有助於物理現象的解釋。甚至有少數研究建立葉片面積（Aylor, 1972）、
枝葉密度（Aylor, 1972）、地面效應（Aylor, 1972）、吸收與散射效應（Burns, 1979；Bullen
＆ Fricke, 1982）的減音數學模型。但受限於模型的假設前提，例如密度、高度、種 類、樹幹尺寸等條件，以及參數不易取得，例如林帶的葉片面積、枝葉密度、黏滯係 數、電阻量……使這些模型不容易推廣利用。 研究樹林結構的文獻是以巨觀的角度探討林帶的整體減音效果，找出重要的減音 因子，可作為減音植栽配置的建議。Kragh（1979, 1981）與孫翠玲（1982）探討不同 綠帶類型的減音效果，然而該結果僅能做個案討論，無法提供明確、廣泛的減音建議。 Cook and Haverbeke （1974）是透過複迴歸分析建立樹林減音的預測模式，但是該研 究僅探討高度、距離、溫濕度等少數因子，尚未探討長度、寬度、茂密度、地形變化 等重要因子，因此所得結果有限。凌德麟與方智芳（2001）、方智芳與凌德麟（2001） 已初步探討苗圃的減音因子，方智芳與凌德麟首次透過趨勢擬和法求出灌叢的減音準 則圖，這兩篇研究的試驗樹種有限，所得結果僅能作為粗略的建議。
本計畫將擬以「探討適合台灣的綠帶減音配置模式」為主旨。綜整上述文獻，本
計畫將以Cook and Haverbeke（1974）、凌德麟與方智芳（2001）、方智芳與凌德麟（2001）
Bullen and Fricke（1982）…….等人所發現的減音機制來解釋本研究的物理現象；最後 運用方智芳與凌德麟（2001）的趨勢擬和法，建立樹帶的減音準則圖，所得結果將更 具完整性與實用性。
研究方法
一、研究材料 本研究選擇大面積純林苗圃、高度與密度均勻、且背景音在48 ± 2 dB A。共選擇 35 種苗圃進行噪音衰減的測量。各樹種相關資料如表 1。 二、使用儀器採用 01 dB Stell SIP 95S 型攜帶式噪音計作為測量噪音之工具，在測量前以 NIST QS1900 型音源校正器校正噪音計。使用 Aiwa 手提音響，作為音源設備，輸出功率為 50W，最大出音量為 105 dBA，本實驗控制起始音源為 100dBA。採用 Davis Wizard III 風速風向計。Sure Fire 6P 強力探照燈，65 lumens。
噪音計之相關設定如下：（1）A 權音壓位準 （2）快特性時間加權 （3）70～120dB 檔位。 本研究先錄製交通音噪音再加以剪接，形成噪音變動率較低、頻譜與交通噪音相 似的音源，可減少測量時間，並提高實驗的準度。首先於都市內高車流量之十字路口， 在下午5:30～6:30，錄製交通噪音。攜回專業錄音室剪接某一段變動頻率較低的噪音， 重複錄製成一卷30 分鐘的錄音帶，再以擴音裝置將噪音固定成 100dBA 的音源。計算 處理過音源的累積平均值﹐發現在第22 秒以後呈現穩定狀態，平均值為 74.8 dB A， 標準差是0.89，故決定每次量測時間 30 秒。
表1 研究材料 綠帶樹種 學名 可見度 (m) 高度 (m) 長度 (m) 寬度 (m) 間距 (m) 麵包樹 Artocarpus altilis 19 7 25 40 1*1.5 榕樹 Ficus microcarpa L.f. 15 5 50 60 3*4 黃金榕a Ficus microcarpa L.f. “Golden Leaves” a 3 4 110 25 1*1 黃金榕b Ficus microcarpa L.f. “Golden Leaves” b 5 4 80 30 1*1 黃金榕c Ficus microcarpa L.f. “Golden Leaves” c 15 4 85 30 3*1.5 福木a Garcinia subelliptica a 1.3 4.5 50 20 0.5*0.5 福木b Garcinia subelliptica b 2.5 6 70 20 1.8*1.5 福木c Garcinia subelliptica c 3.5 4 70 20 0.8*08 福木d Garcinia subelliptica d 4.1 4.5 120 20 1.4*1.4 黃槿 Hibiscus tiliaceus 13 4 300 50 1.5*1.5 竹柏a Nageia nagi a 4.3 4 70 25 1.5*1 竹柏b Nageia nagi b 5 4 110 20 1.5*1 竹柏c Nageia nagi c 7 4 70 20 0.7*0.7 竹柏d Nageia nagi d 10 4 25 20 1*0.8 竹柏e Nageia nagi e 13 3 30 20 1.5*1.5 欖仁a Palaquium formosanum a 9 7 100 25 1*1 欖 b Palaquium formosanum b 35 2.5 25 20 2*1.5 羅漢松a Podocarpus macrophyllus a 11 6 30 20 2*2 羅漢松b Podocarpus macrophyllus b 30 5 20 25 3*3 楓香 Liquidambar formosana 50 5 35 50 1.5*1.5 檸檬桉 Eucalyptus citriodora 200 12 80 120 1.8*1.8 落羽松 Taxodium distichum 100 6 35 45 3.5*3.5 南洋杉 Araucaria heterophylla 8 9 80 60 3*1.6
莿桐 Erythrina variegata L. var
orientalis 25 3.5 30 40 1.2*1.5 斑葉榕 Ficus microcarpa L.f. “Hawaii” 5 28 3 30 30 1.2*1.2 榆樹 Senna siamea 13 5.5 50 20 0.8*0.8 華盛頓椰子 Livistona chinensis 12 4.5 40 45 1*1 旅人蕉 Ravenala madagascariensis 7 9.5 90 30 1*1 山茶花 Camellia japonica 30 1.8 50 60 1.8*1.8 黃梔 Gardenia jasminoides . 20 1.5 50 110 1.5*1.5 英國冬青a Ilex aquifolium a 3 2.2 90 55 1.3*1.3 英國冬青b Ilex aquifolium b 30 1.1 80 150 1.5*1.5
夾竹桃 Nerium indicum Mill. 8.3 4 100 25 1*1
茶樹 Camellia japonica ×(e) 0.6 200 100 1*0.4
三、試驗方法 在樹林寬度的中央處劃設一條中央線，在中央線左右各劃設一條與其平行的穿越 線（圖1）。從林帶邊緣為起點，在穿越線第 5 m 設一個樣點，第 10 m 設第二樣點， 第15 m 設第三樣點，其後以此類推。每個樣點之代號（例如 5-m）代表該林帶的深度。 依照林帶條件不同，樣點數為 3～10 個不等，樣線長度在 15～50 m 之間。將各樣線 相對應的樣點（如穿越線A、B 的 5-m 樣點）所測得的音壓位準平均值之後，代表林 帶在某個區域（例如5 m 區域）的音壓位準平均值。此外，在林帶附近空曠的區域劃 設對照組，以比較林帶區以及空曠區的減音差異。將空曠組的數據減去試驗組的數據， 可以得到相對衰減（relative attenuation），代表樹林的減音效果。 5 m 1 m 音源 1 m 15 m 樣點 15 m 1.2 m 15 m 空曠地 樣點 10 m 5 m 2.5 m 2.5 m 平面圖 中心線 穿越線 B 穿越線 A 綠帶 5 m 5 m 長度 15 m 樣點 厚度 10 m 5 m 剖面圖 深度 音源 音源 高度 圖1 噪音測量示意圖
由於樹林的茂密度難以測量，曾有學者以可見度作為量化數據。亦即以物體在樹 林中消失時，與目測者之間的距離。本法是以光波的傳遞距離來模擬聲波之形式，由 於可見度是反應人類視角範圍內的樹林茂密程度，且視角範圍類似聽覺收音範圍，因 此可見度能夠代表植物阻擋聲波的具體指數。本研究先採用目視法，測量粗略的可見 度，再於夜晚運用強力探照燈，以照度計接收，判斷可視距離，加以校正。目視法與 照度計接收法的差距約 0.5m，但照度計接收法的精確度可達到 0.1m，以提高可見度 之精確度。可見度以V 代表。 空曠區量測數據代表單純之距離效應，樹林區之數據包含距離與植栽效應，故將 空曠區各樣點之數據減去樹林區之數據，即可求出樹林區各樣點的相對衰減。 四、大氣溫度 由於氣候的改變會影響聲音的傳遞速度與衰減效應，因此許多研究皆在固定的氣 候條件下進行實驗，便可忽略氣候對於聲波的影響。故本實驗皆在氣候晴朗、風速小 於2m/sec 的條件下進行，以提高試驗的精確度。
研究結果
一、平均相對衰減 三十五種種樹帶的平均相對衰減(圖 2)可分為三群： 第一群：屬於有效減音區。相對衰減在6 dB A 以上。所有的樹種皆是可見度小於 5 m 的大型灌木或枝下高度較低的喬木。 第二群：次有效減音區。相對衰減在3～5.9 dB A 之間。包含了喬木及灌木，可 見度在6～19 m 之間。 第三群：無效減音區。相對衰減小於2.9 dB A。包含了稀疏的喬木及灌木，可見 度超過12 m 以上。0 2 4 6 8 10 12 長枝 竹 福木 1 福木 2 黃金榕 1 英國冬青 1 福木 3 黃金榕 2 竹柏 1 福木 4 竹柏 2 旅人 蕉 英 國冬青 2 欖仁 1 夾竹桃 竹柏 3 羅漢松 1 黃槿 南洋 杉 榕樹 4 竹柏 4 竹柏 5 黃金榕 3 榆 麵包 樹 莿桐 黃梔 花 華盛頓 椰子 英 國冬青 3 水黃 皮 英 國冬青 4 山茶 花 欖仁 2 羅漢松 2 斑葉 榕 榕樹 5 植物種類 平均 相對衰減（ dB A / 20 m ） 圖2 平均相對衰減 二、複迴歸模型 從迴歸模型的Beta 值（表 2）發現可見度與相對衰減呈負相關；高度、深度及長 度與額外衰減呈現正相關。減音因子的重要性順序為可見度、深度、長度及高度。 表2 複迴歸模型 Variable Unstandardized coefficient (B) Standardized
coefficient (Beta) t value
可見度 (Log) －3.77 －.77 －21.6＊＊＊ 深度(Log) 3.04 0.41 16.6＊＊＊ 長度 (Log) 1.02 0.10 3.2＊ 高度 (Log) 0.83 0.09 3.9＊ 常數 2.75 2.1＊ R2＝ 0.76 F＝ 170.2 三、大型樹帶的減音準則圖 將18 種樹帶的相對衰減值投影在可見度／深度的網格圖上，從趨勢擬和線（圖 3） 第一群 第二群 第三群
得知可見度越高，相對衰減值越低；深度越大，相對衰減值越高。圖3 的實線代表額 外衰減，虛線為實線的趨勢擬和線。以3、6、10dB A 作為分界，可將圖面分為 A、B、 C、D 四個區域。 A 區是最有效的減音區，相對衰減達 10 dB A 以上。10 dB A 趨勢線的斜率為 0.26， 代表可見度是較重要的因子。B 區域是次減音區，相對衰減在 10～6 dB A 之間。6dB A 的斜率為0.65，顯示深度是較重要的因子。C 區域是中等減音區，相對衰減在 6～3 dB A。D 區域是無效減音區，相對衰減小於 3 dB A。
可見度
(m)
0 0 5 10 15 20 25 4 2 6 8 10 12 14 16 3dBA >D 6dBA >C 3dBA≧ 10dBA>B 6dBA≧ A 10dBA≧深度 (m)
S=0.26 S=0.65 S=1.6 圖3 樹帶之減音準則圖討 論
一、樹帶類型與相對衰減之關係 在35 個樹帶當中，第一群皆是濃密的灌叢，具有最佳的減音效果。Ishii （1994） 卻認為低矮的灌叢不具減音效果，是因為該研究的試驗植物皆低於音源0.5～1 m，植物無法對聲波產生散射、繞射等效應所致（Fang and Ling, 2002）。Herrington（1976） 則認為濃密如擋風板的綠籬，可以減低相當程度的噪音量。本研究第一群的植物有茂 密的枝葉，可以在接收器的高度阻擋聲波，因此減音效果佳。第二群植物的減音效果 次佳，雖然植物的型態差異極大，包含灌叢及枝下高較低的喬木，但是它們仍然能在 接收器的高度提供較密的枝葉阻擋聲波。第三群的減音效果較差，包含樹種為稀疏的 灌木及枝下高度高的喬木，由於在聲波傳播的路徑上缺乏茂密的吸收、散射聲波，因
此衰減效果差。 二、樹帶之減音因子
以樹帶的減音途徑而言，樹帶是依靠密度、高度、寬度及長度因子來減低噪音，
而非樹葉尺寸及枝幹型態（Cook ＆ Haverbeke, 1974）。由於密度、高度、寬度及長度
會產生繞射效應（Cook ＆ Haverbeke, 1974），樹葉枝幹特徵會產生吸收效應（Aylor, 1972），又繞射效應大於吸收效應（Cook ＆ Haverbeke, 1974），因此在進行樹帶的減 音配置時，應當著重考量樹帶的結構性，而非植物的枝葉型態（Cook ＆ Haverbeke, 1974）。 當樹帶的可見度越低、高度越高，代表有越多的枝葉可以散射聲能（Aylor, 1972； Cook ＆ Haverbeke, 1974）。本研究的可見度是最重要的因子，與相對衰減呈現對數遞 減的關係，在Eyring（1946）的研究當中也有類似的發現，但是該研究的趨勢線較為 平緩。因為本研究的可見度在1～200 m 之間，並發現可見度在 1～5 m 處，相對衰減 隨著可見度增加急遽減少，而Eyring（1946）樹帶的可見度在僅在 6～30 m 之間，因 此Erying（1946）數據的遞減趨勢較本研究平緩（圖 4）。 圖4 可見度與相對衰減之關係圖 (符號 ■ 為本研究之數據，符號○為 Eyring(1946)在巴拿馬熱帶雨林所測量的數據) 樹帶的深度是另一個重要的因子，深度越大，可以產生越多的吸收（Wiener ＆ Keast, 1959；Aylor, 1972；Burns, 1979；Bullen ＆ Fricke, 1980）及散射效應（Cook ＆ Haverbeke, 1974），在 Cook and Haverbeke（1974）的研究中亦發現深度越深，相對衰 減越高。Reethof （1973）也認為樹帶深度至少須超過 30 m，方能提供較高的減音效 益。 y = -1.93Ln(x) + 8.98 R2 = 0.82 0 2 4 6 8 10 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 可見度 (m) 相對衰減 （ dB A ）
樹木高度越高，長度越長，能提供越多的表面阻擋、繞射與吸收聲波（Cook ＆
Haverbeke, 1974）。當聲波投射至屏障時，部分聲波被反射，部分則繞過屏障的頂端及
兩旁，當屏障高度及長度越大時，聲波繞射的長度越大，聲音的衰減量越高（蘇德勝， 1994）。此外，當聲波遇見屏障時，在屏障後方會產生音影（shadow），當屏障高度及 長度越大，音影區越大。Reethof and Heisler（1976）建議樹帶長度應超過 60 m 以上 以提高減音效果。 在35 種樹帶當中，灌叢能提供茂密的枝葉以散射聲波，喬木能夠提供較高的屏障 以繞射聲波；然而，灌叢高度較低，無法產生足夠的繞射效應，喬木在接收器的高度 無法提供高密的枝葉散射聲波。因此在進行減音植栽配置時，應混合使用灌叢與喬木 的優點，採複層林的配置方式，能提高樹帶的減音效益。 三、減音準則圖之應用 本研究將可見度與深度的額外衰減值轉換成簡要的圖面訊息（圖3），可以提供環 境設計者量化的植栽減音準則。舉例而言，假若吾人計畫減低6 dB A 的噪音量，且噪 音源距離樹帶1 m，透過圖 4 的指引，可以種植 1 m 可見度且 5 m 深度的樹帶，或是 10 m 可見度及 18 m 深度的樹帶。本圖可以反應可見度與深度的減音趨勢及互補關係， 提供明確的減音植栽建議。此外，從3、6、10 dB A 的斜率變化得知，在 A 區域的條 件下，可見度是較顯著性的因子（斜率小於0.26），換言之，改變可見度的效益較高； 在B、C、D 區域的條件下，寬度是較重要的因子（斜率超過 0.65），換言之，變更寬 度的減音效益較高。 然而受限於試驗的樹帶類型（樹高 4 m、寬度 50 m）及音源距離，圖 3 僅適用 於音源離樹帶1 m、樹高超過 4 m、樹帶寬度超過 50 m 的條件。由於試驗樹種有限， 本圖僅能提供粗略的建議。建議未來應增加測量的樹種、改變音源的距離等，方能提 供更詳實的資料。
結 論
本研究以大量樹帶進行試驗，探討樹帶的減音效果與重要參數。歸納出樹帶類型 與減音效果的關係，並以複迴歸分析法找出減音的重要參數，最後以趨勢擬合法求出 可見度與深度參數的減音關係，所得結果可最為樹帶減音配置的量化參考。綜合測量 結果可得到以下結論： 一、將所有樹帶分為喬木、灌叢及枝下高度較低之喬木。發現茂密的灌叢能在接收器 的高度提供高密度的枝葉阻擋聲波，因此減音效果最佳，密植的灌木如長枝竹、 英國冬青及福木，其可見度在3 m 以下，在深度 20 m 以內可產生 8～11 dB A 的 衰減量；密植的喬木減音效果次佳，如旅人蕉、欖仁、南洋杉及榕樹，其可見度 在 6～15 m 之間，在深度 20 m 以內可以產生 5～6 dB A 的衰減量。二、樹帶減音參數的重要性依序為可見度、深度、長度及高度。其中衰減量與可見度 呈負相關，與深度、長度及高度呈正相關。 三、將相對衰減投影到可見度 vs. 深度的網格圖中，透過趨勢擬合找出可見度與深度 （厚度）的減音關係 (圖 3）。透過3、6、9 dB A 的等位線可將減音效果分為四區， A 區為有效減音區，等位線斜率≦0.26，相對衰減≧10 dB A；B 區為次有效減音 區，斜率在0.26～0.65 之間，減音效果在 6～10 dB A 之間；C 區為中等減音區， 斜率在0.65～1.6 之間衰減量在 4 dB A 以下。D 區為無效減音區斜率≧1.6，本圖 可作為樹帶減音的具體建議。 四、本研究找出樹帶的減音參數，並建立可見度與深度參數的減音關圖。未來研究應 當加入距離及音源高度等參數，綜合探討多個參數的重要性及整體減音效果，並 提出量化的減音準則建議。
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