第八章城市声环境4、5

第四节噪声控制的原则与途径零、城市声环境改善的措施和建议

降低城市环境噪声是改善住宅声环境的治本之路。城市区域环境声控制首先是立法和执法；

《中华人民共和国环境噪声污染防治法》《城市区域环境噪声标准》《工业企业厂界噪声标准》《建筑施工场地噪声限值》《机场周围飞机噪声环境标准》《铁路两侧边界噪声限值标准》《机动车辆允许噪声》类别昼间夜间类别昼间夜间0504036555155454705526050城市区域环境噪声标准(GB3096-93)0类标准适用于疗养区、高级别墅区、高级宾馆区等特别需要安静的区域，位于城郊和乡村的这一类区域分别按严于0类标准5dB执行。1类标准适用于以居住、文教机关为主的区域。乡村居住环境可参照执行该类标准。2类标准适用于居住、商业、工业混杂区。3类标准适用于工业区。4类标准适用于城市中的道路交通干线道路两侧区域，穿越城区的内河航道两侧区域。穿越城区的铁路主、次干线两侧区域的背景噪声(指不通过列车时的噪声水平)限值也执行该类标准。

国家环保总局环境监察办公室《排污费收费标准（试行）及计算方法》规定，排污者产生环境噪声，超过国家规定的环境噪声排放标准，干扰他人正常生活、工作和学习的，按照超标的分贝数缴纳噪声超标排污费。收费标准见下表：元/月）

一、噪声衰减量的确定1距离降噪1.2吸声降噪1.1距离降噪单个声源：多个声源：1.2吸声降噪

建筑环境中，人们对艺术环境的要求在众多设计师的努力下日趋完善，而人们对物理环境的要求，则不被广大设计者和使用者所重视，为满足对物理环境中声环境的要求，我们不断推出控制声环境质量的基本物质手段——吸声材料。

声源发声，声传播的形式是声波，声波是能量载体，这种能量就是声能。当声波在空气中传播的路程上遇到另一种媒质，或者说声波从这一种媒质入射到另一种媒质的表面上时，声能就会减少或转化，这个过程或者说这种现象，就是声能被吸收，即吸声。进一步说，当声波在空气中传播入射到如墙壁、顶棚、地面、楼板、专用的吸声材料、吸声结构或其他建筑构件、陈设或其他物体时，声波所具有的能量将产生分化；其中一部分能量将被建筑构件或物体的表面反射回到原来的入射空间去，这就是反射声能；一部分能量将透过构件或物体传播到另一面空间去，从而形成透射声能；而另一部分能量则被构件或物体本身所消耗，即被构件或物体所吸收而转化为其他形式的能量，这就是吸收声能，见图吸声材料的定义我们常把声透射系数值波折材料称为隔声材料，而把平均吸声吸声系数较大（降噪系数NRC，即有20%的声波被吸收）的材料称为吸声材料。在建筑中使用吸声材料就是要控制混响时间、消除回声、颤动回声、和声聚焦等音质缺陷。吸声材料的吸声原理

声音源于物体的振动，它引起邻近空气的振动而形成声波，并在空气介质中向四周传播。当声音传入构件材料表面时，声能一部分被反射，一部分穿透材料，还有一部由于构件材料的振动或声音在其中传播时与周围介质摩擦，由声能转化成热能，声能被损耗，即通常所说声音被材料吸收。

吸声材料的分类

吸声材料按照吸声机理可分为多孔吸声材料、共振型吸声材料和复合吸声材料；按外观和构造可分为多孔吸声材料，如玻璃棉、岩棉、聚氨酯泡沫、珍珠岩、陶粒等；穿孔板结构，如穿孔石膏板、穿孔胶合板、穿孔钢板、穿孔铝板等；薄蜡吸声结构，如塑料薄蜡、帆布、人造革等；薄板吸声结构，如胶合板、石膏板、铝合金板等；多空材料吊顶板，如矿棉板、珍珠岩板、软质纤维板等；强吸声结构，如空间吸声体、吸声尖劈、吸声屏等。多孔吸声材料多孔性吸声材料的物理结构特征是材料内部有大量的、互相贯通的、向外敞开的微孔，即材料具有一定的透气性。工程上广泛使用的有纤维材料和灰泥材料两大类。前者包括玻璃棉和矿渣棉或以此类材料为主要原料制成的各种吸声板材或吸声构件等；后者包括微孔砖和颗粒性矿渣吸声砖等。多孔吸声材料的特点

多孔材料的吸声系数随声频率的增高而增大，吸声频谱曲线由低频向高频逐步升高，并出现不同程度的起伏，随着频率的升高，起伏幅度逐步缩小，趋向一个缓慢变化的数值。中高频吸声系大，500-5000HZ，低频吸声系数小。传统的多孔吸声材料，如有机和无机纤维材料，由于性脆易断，受潮后吸声性能下降严重等原因，适用范围受到很大的限制，因此这种纤维类吸声材料，如果继续走单一材料结构的模式，其发展将会遇到很大的困难。对于吸声金属材料，虽然其性能的确优越，但由于制作成本高，在国内还处于有待进一步发展的地位。多孔吸声材料中只有泡沫类材料的发展处于高速阶段，许多新产品新工艺不断涌现。国家大剧院国家大剧院的声效处理

国家大剧院内的公共大厅，拥有国内跨度最大的穹顶，可以将容纳8万人的北京工人体育馆笼罩其中，空间之大堪称全球剧场之最。

国家大剧院巨大的壳体内包含了四个大小不一，功能各异的表演厅，歌剧院是其中最重要的剧场。歌剧院墙面整体采用了金黄色金属网面，网面后面是红颜色的木头声学墙，墙面上镶嵌着玻璃灯。天花板

天花板上看似凌乱的沟槽实际上经过了特别的声学设计，使声音能够被扩散反射，更加均匀、柔和。精美的天花板其实是特制的声扩散装饰板。天花板使用纤维石膏成型板制成，材质厚重，能够有效地防止低频吸收，增强厅内的低频混响时间，使低音效果（如管风琴、大管、大提琴等）更加具有震撼力和感染力。为达到声效的完美，在顶棚的下面还悬挂了一面龟背形状的集中式反声板，俗称“龟背反声板”，它的作用是将声音向四面八方散射。墙面音乐厅舞台四周的墙面采用了声学扩散墙，墙面有如站立起来的钢琴琴键，凸凹起伏、不规则排列。其凹凸的尺寸和形状经由数论精确计算得出，能扩散反射来自演奏台的声音，保障演出者良好的自我听闻和相互听闻，有利于乐队更好地发挥表演水平。音乐厅的侧墙则采用与天花板类似的声扩散装饰板，墙壁表面轻微凹凸的效果同样经过特殊设计。通过这些凹凸不平的纹理，能将声音均匀地扩散反射至音乐厅空间内的每个角落。二、噪声污染的控制途径二、噪声污染的控制途径2.1从声源根治噪声；2.2在传播途径中降低噪声；2.3在噪声接受点进行防护。2.1从声源根治噪声2.1.1改进结构,提高其中部件的加工精度和装配质量，采用合理的操作方法等，以降低声源的噪声发射功率。2.1.2利用声的吸收、反射、干涉等特性，采用吸声、隔声、减振、隔振等技术，以及安装消声器等，以控制声源的噪声辐射。采用各种噪声控制方法，可以收到不同的降噪效果。如将机械传动部分的普通齿轮改为有弹性轴套的齿轮，可降低噪声15～20分贝；把铆接改成焊接，把锻打改成摩擦压力加工等，一般可减低噪声30～40分贝。2.2在传播途径中降低噪声2.2.1利用声波随距离衰减的原理，实行“闹静分开”的设计原则，缩小噪声干扰范围2.2.2利用噪声的指向性，合理布置建筑物和声源2.2.3利用天然地形，例如屏障、丘陵、土坡、沟壑、森林等的降噪作用，把声源和人活动区域分开

2.2.4应用吸声材料和吸声结构，将传播中的噪声声能转变为热能等。2.2.5利用不同用途，合理布置建筑物的各种房间布局

2.2.6在城市建设中，采用合理的城市防噪声规划。2.2.7绿化降噪2.3.1声波在房屋建筑中的传播途径1、由空气直接传播2、由围护结构的振动传播围护结构成为二次声源2.3在噪声接受点进行防护----建筑隔声3、由机械设备的作用使围护结构产生振动而产生声音，并通过建筑结构传播

声音由空气传播，称为“空气声”或“空气传声”声音由围护结构受到直接的撞击而发声，称为“固体声”或“撞击声”4、声音的两种透射方式：1）由噪声源和听闻地点之间的墙壁（屋顶）直接透射2）沿围护结构的相连接部件的间接或侧向透射各部件对声音的传播取决于部件的重量、位置、刚度以及各部件之间的连接等因素。2.3.2空气声隔绝的描述1、透射系数2、隔声量τ越大，隔声越差实验测得R，用R可推出τ例：墙的面积为20m2，隔声量为50dB，门的面积为2m2，隔声量为20dB门，若墙上有门，求它们综合隔声量。解：R=L2-L1L2、L1：构件两侧的声压级工程中：2.3.3影响声音在建筑材料中透射的主要因素1、与建筑构件的透射系数有关2、与建筑构件的表面情况有关若墙体的一面铺设吸声材料会减弱墙体的振动3、与墙体的质量有关墙的质量越大，惰性越大，声波引起的振动越小，这叫质量定律。参见下图：2.3.4隔声屏障1、分析：1）隔声屏障是用来遮挡声源和接收点之间直达声的措施，2）主要用于室外街道两侧以降低交通噪声3）对于降低高频声最有效2、原理1）反射高频，形成声影；2）低频绕射，隔声较差；3）隔声效果主要取决于高度、长度、材料及构造等3、隔声效果λ为声源波长，其他见图第五节城市声环境的规划与设计调查噪声和噪声源现状，对于超过标准的噪声污染源要限期治理，对难以治理的固定噪声源要求停止使用和搬迁。在颁布法规和标准的同时，应广泛宣传，严格执法；“任何单位和个人都有保护声环境的义务，并有权对造成环境噪声污染的单位和个人进行检举和控告”；“城市规划部门在确定建设布局时，应当依据国家声环境质量标准和民用建筑隔声设计规范，合理划定建筑物与交通干线的防噪距离，并提出相应的规划设计要求”；“建设项目可能产生环境噪声污染的，建设单位必须提出环境影响报告书，规定环境噪声污染的防治措施，并按照国家规定的程序报环境保护行政主管部门批准”；“建设项目的环境噪声污染防治设施必须与主体工程同时设计、同时施工、投产使用”；“产生环境噪声污染的单位，应当采取措施进行治理”。------《中华人民共和国环境噪声污染防治法》一、防噪规划设计原则1.1按功能和性质的不同，将城市划分成若干个不同的区域：工业区、居住区、文化区、商业区、游览区等，将工业区与居住区和文化区分开，在其间以公共和福利设施作为缓冲带，或设置绿化隔离带；1.2在小区内，应将高噪声源尽量集中，高噪声源与低噪声源分开，并用绿化带隔离，绿化带的设置要综合考虑防噪、环境、美观、防止大气污染及气候等方面因素。1.3铁路和公路干线应远离市区或在工业小区外围。市区道路交通应采用树杈式布置，尽量避免方格式布置。根据车流量的不同，道路两侧设置必要的防护屏障和防护带。1.4高噪声源不得布置在当地盛行风的上风区。对于噪声过强的噪声源不得布置在城镇附近。如航空港。二、噪声规划的步骤1、对规划区域的噪声源进行调研2、将所有噪声源用类比的方法进行分类3、根据分类，将最吵闹的放在下风向，噪声很弱的位于上风向或靠近居住区，中间设置防护带案例：三、防噪规划设计方法：3.1住宅：城市总体规划中，应按噪声等级合理分区；规划设计住宅小区时，要对环境噪声和住宅声环境进行预测，对噪声干扰进行预评价；考虑防噪措施，并作为住宅区建设项目可行性研究的一个方面，列为必要的基建程序，作为建设项目报批的内容之一。在住宅建成后，环境噪声是否达到标准，应作为验收的一个项目；城市住宅设计必须严格遵照国家颁布的有关住宅噪声标准和隔声标准。在工程竣工后列为工程验收考核的项目；3.1.1住宅的分户墙隔声隔声是隔墙的重要的功能要求，设计者和建造者必需重视。

墙越厚重、越密实，隔声越好。不能牺牲墙的隔声性能，追求墙体重量的减轻；采用轻质墙体材料和结构，隔声量普遍低于40dB，不能用作分户墙。

住宅设计时，建筑设计应和结构设计协调，使分户墙正好也是承重墙。如果分户墙不可避免地要使用轻质填充墙，则需要采用双层墙或复合结构，保证隔声性能满足标准要求。墙上不能有孔洞，如：管道孔、电器开关安装洞、施工洞等。

3.1.2楼板撞击声的隔绝

住房私有化和住户室内装修的发展，为改善楼板撞击声性能带来了机会；家庭人口结构变化和生活水平的提高，撞击声干扰有所降低；新材料的使用：地毯、木地板有所改善，而石材和磁砖地面作用不大；

采用“浮筑楼面”；这是在楼板结构层上铺设弹性垫层材料，其上再做楼面层；浮筑楼面能保证楼面撞击声隔声达到一级标准，所增加的投资与中、高档商品住宅的售价相比是很小的。

3.1.3窗：窗子的隔声、采光和通风这三方面的功能之间是矛盾的，难以兼顾；双层窗交错开启是一种简便有效的措施；研制低噪声消声通风器，在试点住宅内进行了防噪试验和夏日关窗用通风器通风的热舒适测试和住户反映调查，效果良好。改进我国现有住宅用门窗的隔声性能，主要是提高加工制作精度，减小门窗缝隙，要把隔声性能列为门窗重要的质量考核指标，要求生产厂家达到。对于户门，建议将隔声要求和防火、防盗要求结合，做成综合隔声门；3.2交通噪声的防护：改善交通干线两侧的住宅声环境：从居住环境质量来评价是不好的，应设法限制；交通干线两侧完全不盖住宅是不可能的；住宅平面设计，外墙构件设计考虑对交通噪声的防护；降低交通噪声对沿路住宅干扰的另一个方法是在路边设置声屏障。但根据我国目前的情况，对于声屏障必须慎用，必须认真做好可行性研究和实际降噪效果预测工作。3.2.1城市交通噪声影响因素1、路面材料2、坡度3、绿化吸声4、车龄1、路面材料

目前城市中的路面材料主要有各类沥青路面、水泥混凝土路面及柔性路面，路面材料对于单车滚动声功率级和振动级有双重影响。单车滚动声功率级中参数选取已经对此有所考虑。振动级受路面材料的影响，还取决于车辆总重和运行速度。运行中的车辆构成一个阻尼振动系统。2、坡度城市中的路面为了排水等需要设有横向和纵向坡度，这些坡度直接影响车辆运行速度，进而影响发动运行噪声，坡度G与速度变化量∆V有如下关系：式中G为以百分比表示的坡度，p表示大型车的百分比例。可以将此公式代入速度式获得由坡度引起的声压级变化。3、绿化吸声绿化不但能改善城市气候环境，对于交通噪声也有很好的吸收作用。道路两侧绿化带对于噪声的吸收量可以用下式表示：H：绿化带的平均高度，根据实际测量求平均获得，要求

取典型林高。需要考虑树冠对于实际吸声量的影响。D：绿化带的持续宽度，取平均值。γ：绿化带中树枝和树叶的密集程度，按经验取值，r：受声点距车流距离，r0为参考点距离，本文取7.5。4、车龄车辆使用过程中随着车龄的增加，运行噪声呈逐渐增长的趋势，该趋势符合幂函数规律。与车龄有关的因素非常多：发动机运转流畅性、车辆故障率、车辆保养质量、车辆自重：同样制造标准下，越重噪声越大。3.3声屏障：声屏障的隔声效果主要去决于屏障的高度、声源（车辆）距屏障的距离、受声点（住户）距屏障的距离和高度，即由这几个因素确定的声波绕射路径与无屏障时直线传播路径的“声程差”。所以，声屏障的隔声效果是设计结果，而不是声屏障的产品性能。当前迫切需要的是制定有关标准，以规范声屏障实际降噪效果的测试和评价，并进而规范声屏障的设计。声屏障的降噪量取决于“声程差”（a+b–d）四、隔声与吸声的不同

概念的不同：隔声是利用隔墙把噪声源和接受者分隔开，两者分别处于两个空间（房间）中。吸声是声波入射到吸声材料表面上，声能被吸收，降低了反射。声源与接受者处与同一个空间（房间）中。材料的不同：厚重密实的材料隔声性能好（质量定律），如混凝土墙。松散多孔的材料吸声系数较高，如玻璃棉。度量的不同：隔声用对数标度，分贝dB表示。50dB才是很好的隔声，即入射到隔墙上的声能只有1/100000(十万分之一)透过墙，传到另一侧的房间。50dB隔声的墙上，若有了面积只占1/1000的孔洞，墙隔