营造舒适的声环境.doc

营造舒适的声环境 学习民用建筑隔声设计规范有感林嘉祥1，于维平2，刘顺强2（1. 厦门嘉达声学技术有限公司，福建 厦门 361009； 2.厦门源昌集团有限公司，福建 厦门 361004） 摘 要：新修订的民用建筑隔声设计规范对民用建筑隔声设计提出了更加严格的量化的指标要求。通过采取：动静分离 合理分布噪声源设施、从声源上控制噪声、提高围护结构的隔声量、吸声及减少混响、隔声减振措施减少噪声干扰等控制措施，可满足新规范要求。 关键词：动静分离；源强控制；围护结构隔声量；噪声控制措施To Create A Comfortable Sound Environment -Learning Sense of Code for design of sound insulation of civil buildings Lin Jiaxiang1, Yu Weiping2,Liu Shunqiang2(1 Xiamen Jiada of Acoustic Technology Engineering Co. Ltd , Xiamen 361009, Fujian;2 Xiamen Yuanchang Group Co., Ltd , Xiamen 361004, Fujian) Abstract: The newly revised Code for design of sound insulation of civil building in civil building sound insulation design made more strict quantitative index requirements. By taking reasonable distribution: dynamic and static separation of noise source, noise control facilities, from the source to improve the sound insulation, sound absorption and reduce the reverberation envelope structure, damping measures to reduce noise and other noise control measures, which can meet the new requirements. Key words: Forthcoming separation; Source control; Sound insulation enclosure structure; Noise control measures 一、前言随着我国经济、科技的发展，民用建筑所配置的机电设备都越来越多，使得噪声源不断增多。同时，随着经济水平的提高，人们对提高包括声环境在内的生活环境质量的要求不断提高，人们的噪声容忍度也不断下降。作为影响室内声环境主要噪声源，机电设备的噪声影响评价标准由三类相关标准交叉覆盖，机电产品、建筑室内、环境保护等噪声相关标准所具有不同的侧重点，造成同一机电设备噪声对人们生活、工作、休息的的影响等方面的界定上存在差距和歧义。由此引发诸多争论和纠纷，也滞后了声环境的改善。由于以上原因，使得民用建筑内的噪声干扰问题日益突出，要求降低噪声、改善声环境的呼声日益强烈。 为了能够适应我国社会经济的发展水平、建筑声学技术的发展水平，满足人们对各类民用建筑的声学要求。在民用建筑隔声设计规范GBJ 118 - 88的基础上修订的民用建筑隔声设计规范GB 50118 - 2010已发布实施。新规范修订的主要技术内容是：增加了对办公、商业两类建筑隔声、减噪设计的内容；对部分允许噪声级标准、隔声标准的最基本要求，向比较严格的方向作了适当的调整，兼容相关噪声标准。同时，对规范的适应范围、噪声声级的具体执行标准值、测量方法均做出了明确的规定，内容更详实具体，可操作性更强。 噪声控制在技术上虽然已经成熟。但是，对于民用建筑的规划设计单位、设计人员而言，学习、掌握、执行新规范毕竟也是新的挑战。在此，笔者根据多年从事噪声控制工作的体会，对民用建筑中的噪声控制的相关问题作初步分析。期望能够抛砖引玉，与相关人员展开讨论、群策群力，为贯彻新规范，为广大民众营造舒适的声环境而共同努力。二、动静分离 合理分布噪声源设施 在考虑了声环境要求的总平面图确定前，应合理地进行功能区域布局、确定噪声源设施的位置。声音在介质中传播时，随传播的距离的增加所发生的衰减称作自然衰减。将噪声源位置尽量远离噪声敏感点，在噪声源与噪声敏感点间应设置围墙、附属建筑或种植树木以阻断或屏蔽噪声的直达传播，增加噪声敏感点与声源的距离。1、对于各种有噪声源的设备机房应当作为重点项目控制，在保证设备的工艺流程合理流向的前提下，将机房远离要求安静的房间。特别是噪声敏感房间的邻室及其上、下层楼板或屋面，不应设置噪声、振动较大的设备。2、电梯机房不设在噪声敏感房间的上层，电梯井道不与噪声敏感房间相邻布置。3、位于背景噪声值较高的民用建筑（如城市交通干线、高速公路、铁路、集市等附近），通过建筑平面的合理布置，在靠近声源方向设置噪声不敏感房间或区域，降低噪声对噪声敏感房间的影响。4、空调、风机、风管等分布广泛的噪声源，避开主要噪声敏感点。5、建筑内的可能产生较高噪声的区域（如餐饮、文体、娱乐及经营场所）不与噪声敏感房间或区域相邻。6、对于有噪声源的建筑附属设施（如水泵房、冷却塔、变压器等），不仅需要考虑防止对所属建筑的噪声干扰，还要考虑防止对邻近建筑的噪声干扰。三、声源上控制噪声 声音来源于物体的振动，物体振动发出的扰动在弹性媒质中沿空间把振动的能量传播的过程中形成声波。振动是噪声产生的根源，从声源上控制噪声，能达到事半功倍的效果。1、选用加工精度高、装配质量好的低能耗、低噪声的优质产品。2、采取改变噪声源的运动方式；如用阻尼、隔振等措施降低固体发声体的振动，使之与激振力主要频率分开，防止共振。3、降低声辐射，将大面积板件改为开孔板或金属网络，使板壳构件与激振力源隔离。4、完善设备维护和保养制度，杜绝由于设备运动状况不佳导致噪声增大。四、提高围护结构的隔声量 建筑室内的背景噪声主要是来源于外部传入噪声，建筑围护结构的隔声量不足，是影响噪声敏感房间噪声声级的主要原因。建筑围护结构的隔声设计的前提是要明确各个房间内室内最大允许噪声级，依据室内噪声限值及室外噪声级的大小来确定围护结构需要的隔声量，并设计符合隔声要求的各种构造。1、隔声结构“质量定律” 从声学角度说，同质材料隔声效果遵循“质量定律”，即质量越高、越厚重的材料隔声效果越好，面密度与隔声量成正比关系。频率降低一半，传递损失要降6dB；质量增加一倍，传递损失就会增加6dB。在这一定律支配下，若要显著地提高围护结构的隔声能力，可选择高质量的隔声层材料或者增加隔声层的厚度。但是，由于任何材料对声波频谱的阻隔均有其波谷，单质材料由于其波谷频率的阻隔的不足也制约着其隔声量的提高。如使用二种以上不同质的材料，可避开各自的阻隔波谷，能更有效地提高阻隔噪声的总体性能。根据声学理论研发出的“阻尼隔声板”，在双层薄板材料中间夹有阻尼层，阻尼层对薄板材料的隔声性能有明显的提升作用，特别是在抑制隔声构件因低频共振和吻合效应所形成的隔声低谷上十分有效，这就突破了“质量定律”的限制。厚度为15mm、质量为16Kg/m2、隔声量为36dB(A)的“阻尼隔声板”已广泛地应用在噪声控制工程上。2、隔墙结构空心砖墙、混凝土空心砌块墙、加气混凝土砌块墙的隔声量低于同等厚度的实心砖墙，其隔声量与墙的厚度、砌块间的孔隙、抹灰的砂浆质量相关。在建筑内围护结构使用的轻质复合隔墙的隔声量；单轻钢龙骨石膏板中间加装矿棉板双轻钢龙骨石膏板加贴隔声毡双轻钢龙骨阻尼隔声板。双轻钢龙骨+石膏板+双阻尼隔声板+双矿棉板的隔声量可达60dB(A)，可满足要求较高的隔声要求。3、楼板构件隔声 提高楼板构件的隔声性能，旨在控制楼板上层产生的诸如脚步声、物体坠地等撞击噪声对楼下住户的干扰。调查表明，厚度在120mm150mm.的光裸混凝土楼板的计权标准化撞击声压级通常为80dB左右，普通的混凝土楼板如果不做隔声装修，是达不到规定的撞击声隔声要求的。混凝土楼板上铺装弹性垫层，然后再铺面层，通过弹性阻尼垫层使面层与原有楼板结构脱离，有效地避免声音撞击原结构楼板，有较好的低频噪声的减震隔声效果。也称浮筑结构、浮筑式地板。楼层浮筑结构对动力设备、仪器仪表的积极隔振降噪和消极隔振均有较好的效果，在设备机房、演播室、录音棚、剧院、舞厅、KTV、酒吧、健身房等场所应用广泛。结合地面装修铺装弹性地面材料是解决楼板撞击声隔声问题的简易而又有效的措施。通常在混凝土楼板上铺装计权撞击声改善量大于5dB，如木地板（无论是复合地板还是实木地板）、厚度3mm以上的弹性橡胶（橡塑）地板或厚重的地毯，可使楼板计权标准化撞击声压级不超过75dB。 4、玻璃幕墙 民用建筑外立面的玻璃幕墙，但由于构造的原因，房间之间的隔墙和楼板是不能直接与玻璃幕墙相连接的，必须留有一定的缝隙，这样就会形成传声通道，降低隔墙或楼板的整体隔声性能。所以必须对这些缝隙进行封堵，而设置封堵构造必须在玻璃幕墙设计时就预留条件。5、缝隙及漏洞由于围护结构的楼板和墙体上往往存在各种孔洞及缝隙，如果没做到有效封闭，会影响围护结构的隔声量。最常见的有；留孔穿管、控制线缆沟槽、装修过程的孔洞、隔断未经处理。为防止楼板和墙体上孔洞、缝隙的漏声，对楼板和墙体上的各种孔洞及缝隙均要求采取可靠的密封隔声措施，分户墙中设置电气配套构件，在背对背安装时相互错开的距离最好能不小于500mm。建筑中大量的进水、下水管道、消防管，其隔声性能较差，如果在管道外包上隔声隔振材料，可有效降低管道的噪声辐射及传播。五、门、窗的隔声设计如果围护结构由透射系数不同的两种以上构件组成，如果要把整体隔声量提高，首先应把隔声性能最差构件的隔声量提高。如安装有门和窗的墙体，尽墙体具有良好的隔声性能，但是由于安装有隔声量比它低的门和窗，从而使这种组合结构的隔声量效果大大降低。所以，提高门、窗的隔声量对于提高围护结构的隔声量来说是主要途径。1、门的隔声 门扇的隔声量与门扇的材料、厚度密切相关，采取以下措施可提高门扇的隔声量：采用不同面密度的材料组成多层复合结构，在板材上涂刷阻尼材料来抑制板的弯曲波运动，在门扇的空腔中填充吸声材料。门的隔声性能受边框间缝隙的影响很大，是门框、门扇材料本身隔声量与边框间缝隙漏声量的综合结果。锁具、五金配件、门缝的密封材料，对减少缝隙漏声量至关重要。2、双道隔声门 在单扇门无法满足隔声要求时，可采取双道门隔声，设置双扇隔声门。加大双道门之间的空间，做成门斗形式，在门斗的各个内表面做吸声处理，形成声闸并产生附加隔声量。一般情况下可满足隔声要求。3、窗户的隔声 具有通风采光功能的玻璃窗隔声量比门、墙的隔声要差。玻璃窗隔声效果的关键在于玻璃窗的构成、窗框材料、玻璃构成及密封性，含窗的外墙综合隔声效果主要由窗决定。4、隔声窗的设置平开窗的隔声量高于推拉窗，塑钢窗的隔声量高于铝合金窗，断桥铝合金窗的隔声量最高。采用合适的密封毛条时可提高窗的隔声量5dB(A)。为提高单层窗的隔声量，可采用特殊构造的玻璃或采用两片或三片厚度不同的玻璃叠合而成的隔声窗，其隔声性能优于采用单层当量厚玻璃的隔声窗。常规中空玻璃隔声性能提升有限，若设计不当会产生耦合共振、吻合效应和驻波共振等声学缺陷，夹胶玻璃的隔声性能优于中空玻璃。如进一步采取双层窗乃至多层窗构造，可获得较高的隔声量。5、固定隔声窗 具有采光功能的固定窗，采用多层不同厚度的夹胶玻璃，夹胶玻璃之间不平行排列，设置内外窗框，窗框内表面做吸声处理，可满足隔声量60dB(A)。6、通风换气隔声窗目前的隔声窗往往是密闭的隔声窗，在阻隔噪声通过的同时也阻隔空气的流通。长期在空气不流通、不交换的环境内生活，会对人们的身体健康不利产生影响。通风换气隔声窗具有较高的隔声量，常态下能保持室内外空气流通交换。特别是位于背景噪声值较高的住房，设置通风换气隔声窗是一种最佳选择。六、吸声及减少混响吸声是一种有效的阻断与减少声传播的措施。使用可以吸收声能的材料或结构装饰在机房内的壁面，或在室内空间悬挂空间吸声体，可以吸收噪声源发出的噪声射到上面的部分声能，使反射声减弱，接收者这时候听到的只是直达声和已减弱的混响声，使总噪声级降低。使用能吸收较高声能的材料或结构，可降低噪声6-10dB(A)。1、吸声材料的护面装饰由于多孔吸声材料具有的特性，如果作为装修面层其应用范围会受到局限。故在实际使用中，往往设置吸声材料的护面装饰层。如穿孔石膏板、金属穿孔板 铝合金穿孔板、金属微穿孔吸声板、木丝吸声板、木质吸声板、金属箔贴面、布艺饰面等。2、墙面吸声材料的预留空腔吸声材料和隔声材料的声学特性首先是与频率有关，不同频率的材料吸声系数和隔声量是有差异的，与材料的密度、厚度、孔隙率、阻尼等有关。对于同一材料安装条件如安装时应预留材料后背空气层的深度，即所谓的“空腔”。适当的空腔相当于增加吸声材料的厚度，有利于提高材料的吸声系数，特别是提高低频频段的吸声量。3、吸声材料的设置根据赛宾 (W.C.Sabine)公式，吸声材料的设置不受具体位置局限，只要在室内任何位置均能达到有效吸声的目的。鉴于吸声材料及其护面装饰层有的多孔的特性，吸声材料不宜安装在人们可触摸的位置。最佳的安装位置是顶棚或天花。如条件许可，将吸声材料作成空间吸声体，空间吸声体可多面吸声，同等的吸声材料总表面吸声面积大于墙面吸声材料，而且空间吸声体安装方便，可根据建筑设计风格，灵活多样设置。增加室内装饰布艺品、棉质座垫，窗帘、地毯等装饰材料都能吸收噪声。七、采取噪声振动控制措施 减少噪声干扰声音来源于物体的振动，物体振动发出的扰动在弹性媒质中沿空间把振动的能量传播的过程中形成声波。振动是噪声产生的根源。振动噪声影响的存在要有三个条件：振动噪声源、传播途径、接收者这同时也是控制的三个途径。而振动与噪声互为因果，对振动传播途径的控制对噪声而言可能是噪声源的控制。如果从噪声、振动源的分析、测试及诊断上着手，针对性的采取措施，能收到事半功倍之效。1、设备的减振设计机电电气设备噪声主要包括设备自身的噪声和由于设备振动而经建筑结构传播的固体传声，声能透射墙体或楼板等构件的大小与声波的频率有关，一般频率越低透射声能也越大。低频声波在建筑结构中的传播其能量随距离的损失很小，这正是“结构传声”在同一建筑物中影响广远的主要原因。通常建筑构件，其固有共振频率范围一般在100Hz以下，这与机电电气设备的低频主导频率十分接近，则极易激发建筑构件共振。而要降低设备振动引起的结构传声最有效的处理措施是采用设备隔振基座或浮筑楼板。2、空调系统的降噪措施暖通空调系统的降噪设计主要包括送回风管道系统风噪声、管壁振动辐射的噪声及空调机房噪声的降噪设计。对于送回风管道系统风噪声，依据空调机组风机噪声声功率级以及管道系统的声衰减以及传输过程中的再生噪声级，逐段进行噪声级的核算，最后依据各送回风口的最大允许噪声级确定送回风管道中需要安装的消声器的最小消声量。只要在靠近声源的位置安装满足消声要求的消声器即可降低噪声的风管传播。而对于管壁振动辐射的噪声，设置隔声阻尼包扎层。同时，根据各类管道的重量，合理选择置于“积极减振”范围内的相应型号的减震器或减振吊钩，隔绝固体传声。3、隔声屏障噪声设备配置隔声屏障，隔声屏障由外隔声层、内吸声层及采光窗组成，既可隔声，也可吸声，减少噪声的反射叠加。隔声屏障的高度可根据具体条件设置，一般来说，隔声屏障越高，包围面越大，声影区越大，隔声降噪效果越好。使用隔声屏障将设备的噪声源与周围环境隔离，使设备噪声控制在隔声构件内，以减小环境噪声污染范围与污染程度。一般来说，可以减缓设备噪声对环境的影响10dB（A）以上。隔声屏障也设置于噪声敏感点外以减缓噪声干扰。4、隔声罩（隔声房）对空压机、发电机等高噪声的设备采取设置隔声罩等措施，在隔声罩的围护结构使用隔声材料内衬设吸声材料。为了设备的操作、维修，需在隔声罩设置采光观察窗、维修门。机电设备工作时也将部分电能转变为热能，为保证隔声罩内的设备工作温度及排除有害气体，应设置通风换气系统，进、出风口设置通风消声器。通风消声器设置要根据热气上升的原理，做到低进