八、室內(nèi)聲環(huán)境控制
1. 住宅建筑聲環(huán)境需求
噪聲對(duì)生活的質(zhì)量有著極為密切的關(guān)系,上世紀(jì)90年代醫(yī)學(xué)已經(jīng)證明長(zhǎng)期在高噪聲環(huán)境下工作與休息會(huì)引發(fā)包括失眠、高血壓、心率失衡等一系列問題。一般認(rèn)為噪聲污染對(duì)人體健康的影響:噪聲級(jí)為30~40 dB(A)是比較安靜的正常環(huán)境,噪聲級(jí)在35dB(A)以下是理想的睡眠環(huán)境;超過50 dB(A),約有15%的人就會(huì)影響睡眠和休息,由于休息不足,疲勞不能消除,正常生理功能會(huì)受到一定的影響。在修訂《民用建筑隔聲設(shè)計(jì)規(guī)范》(2010版)的同時(shí),對(duì)北京、上海、南京重慶等城市做過大量調(diào)查,從北京的120份調(diào)查問卷中可以看出,95%以上的居民住戶認(rèn)為當(dāng)晝間室內(nèi)噪聲值低于45dB(A)時(shí)可以接受,其他地區(qū)調(diào)查結(jié)果也基本接近。而另?yè)?jù)檢測(cè)行業(yè)多年來統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明,住宅夜間室內(nèi)噪聲在40dB(A)以上時(shí)即會(huì)產(chǎn)生抱怨和投訴。因而最終標(biāo)準(zhǔn)修訂后對(duì)臥室的設(shè)計(jì)要求為晝間45dB(A)以下,夜間37dB(A)以下,其他沒有睡眠休憩功能需求的房間如起居室則不分晝夜統(tǒng)一要求為45dB(A)以下。這一標(biāo)準(zhǔn)要求相較世界衛(wèi)生組織WHO的推薦限值仍有一定的差距。
對(duì)應(yīng)的噪聲源一側(cè),也就是室外環(huán)境噪聲要求按城市區(qū)域劃分為下表所示的五類,而其中真正在城市規(guī)劃中被劃入0類和1類聲環(huán)境區(qū)很少,絕大多數(shù)居民住宅都處于2類聲環(huán)境區(qū)轄下,其對(duì)應(yīng)的噪聲限值為晝間60dB(A),夜間50dB(A)(沿街住宅樓應(yīng)歸屬于4a類區(qū)域,雖然其晝間噪聲限值為70dB(A),但夜間要求為55dB(A),與3類區(qū)相同),對(duì)應(yīng)住宅類建筑25dB(A)的外窗空氣聲隔聲效果來說,應(yīng)完全可保障室內(nèi)在晝夜對(duì)應(yīng)45dB(A)和37dB(A)的休息環(huán)境。
而實(shí)際情況中,中國(guó)一些大城市的環(huán)境污染投訴中,噪聲占了60%-70%,這些投訴部分來自于鄰里之間的相互的生活影響;部分來自于建筑自身的建設(shè)質(zhì)量問題如電梯噪聲和落水管噪聲等;另有一部分則源于周邊文化娛樂場(chǎng)所和交通干線的噪聲超標(biāo)。近年來因?yàn)榫G色(住宅)建筑的推行,所有臨街住宅建筑的外窗空氣隔聲要求由常規(guī)的25dB(A)進(jìn)一步提高要求到30dB(A)(優(yōu)選得分項(xiàng)為35dB(A)),一定程度上緩解了室外噪聲高污染地帶在夜間休息時(shí)段抵御噪聲侵襲的能力。關(guān)于住宅相關(guān)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)主要執(zhí)行GB50118-2010《民用建筑隔聲設(shè)計(jì)規(guī)范》。
對(duì)舒適環(huán)境來講,不僅要保證建筑交付時(shí)的聲學(xué)物理指標(biāo),還要保證在使用過程中的用戶體驗(yàn)效果。因此,室內(nèi)需要采用不同的聲學(xué)處理措施來改善室內(nèi)聲學(xué)環(huán)境。本文只涉及影響日常生活的聲學(xué)因素,不涉及更高級(jí)的音響處理措施。
2.聲環(huán)境保障技術(shù)的發(fā)展
雖然在國(guó)內(nèi)的大型城市中,市政及環(huán)保部門為了降低正在新建、拓寬和修整的城市主干路、立交橋、快速路所帶來的不利影響,每年都會(huì)斥資建設(shè)或翻修各類形形色色的隔聲屏障設(shè)施以期在噪聲源頭加以控制,但因?yàn)楦黝愂┕は拗七@些屏障所形成的直接聲影區(qū)并不能有效覆蓋所有的敏感建筑(樓層)。那么為了應(yīng)對(duì)室外環(huán)境噪聲超出標(biāo)準(zhǔn)的狀況或有效阻擋來自于鄰里的生活噪聲,現(xiàn)代建筑正在發(fā)展一整套完善的隔聲設(shè)施系統(tǒng)來進(jìn)一步保障住宅環(huán)境的聲品質(zhì)。
(1)隔聲門窗/幕墻
自上世紀(jì)90年代中葉起,由于政府對(duì)建筑節(jié)能的關(guān)注和技術(shù)推動(dòng),新建建筑的外窗構(gòu)造逐漸由單層玻璃形式被中空玻璃結(jié)構(gòu)所替代,這一舉措無形中也大幅改善了外窗乃至整個(gè)外立面的隔聲性能,將原單玻3-5mm的窗扇材質(zhì)更替為中空5mm+9Ar+5mm或6mm+12Ar+6mm(主流)之后,空氣聲隔聲量Rw由27dB(A)普遍提升至32-35dB(A)(因?yàn)橹锌针p玻技術(shù)的實(shí)現(xiàn),更多的推拉窗設(shè)計(jì)涌入市場(chǎng),雖然其在開啟形式上有更多的便利性,但因?yàn)槊芊庑Ч^平開窗有明顯差異,相同結(jié)構(gòu)的玻璃在隔聲性能上會(huì)有些許下降),深受居民喜愛。
自2005年以來,因?yàn)樽≌ㄖ归g通風(fēng)的需要(多數(shù)老建筑并不具備新風(fēng)換氣系統(tǒng),而夜間睡眠時(shí)段的通風(fēng)可以有效地預(yù)防家庭中傳染病的擴(kuò)大),隔聲窗又產(chǎn)生了具有輔助通風(fēng)功能的技術(shù)演化,技術(shù)上統(tǒng)稱為可通風(fēng)外窗、通風(fēng)隔聲窗或通風(fēng)消音窗,十年來其在工程應(yīng)用上主要體現(xiàn)在養(yǎng)老社區(qū)、高架沿線住宅和衛(wèi)生建筑。該類窗體的技術(shù)特征是在常規(guī)窗體的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上在某個(gè)或幾個(gè)部位設(shè)置了特殊的風(fēng)道或氣孔以允許室內(nèi)外進(jìn)行空氣交換,但同時(shí)為確保盡可能不使室外的各種噪聲隨空氣進(jìn)入室內(nèi),風(fēng)道進(jìn)行了專業(yè)的消聲設(shè)計(jì),技術(shù)上同時(shí)兼顧了通風(fēng)和隔聲的功能。
而對(duì)于少數(shù)以幕墻為外立面系統(tǒng)的住宅建筑來說(多見于國(guó)內(nèi)中西部地區(qū)),因?yàn)闆]有了常規(guī)外立面中磚石墻體面積的隔聲貢獻(xiàn)(一般計(jì)算整體外立面隔聲效果是指外墻與外窗的綜合效果,而墻體由于其厚重的結(jié)構(gòu)本質(zhì),空氣隔聲量會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于外窗),其玻璃結(jié)構(gòu)和密封條件給設(shè)計(jì)帶來了更高的要求。本世紀(jì)初在夾層玻璃的技術(shù)推進(jìn)作用下,新一代以輔助隔聲為主要性能特征的PVB、SGP等夾層膠片應(yīng)運(yùn)而生。少數(shù)市場(chǎng)產(chǎn)品經(jīng)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試驗(yàn)證可在特定的環(huán)境溫度下提供約5 dB(A)的性能提升,使得一般民用幕墻夾層玻璃結(jié)構(gòu)隔聲可提升至近40 dB(A),加厚的中空夾層(3~4層玻璃復(fù)合)玻璃結(jié)構(gòu)隔聲有望提升至45 dB(A),與外墻設(shè)計(jì)要求相近。
(2)樓板系統(tǒng)
在所有鄰里間噪聲投訴中,除了裝修施工的臨時(shí)噪聲影響外,絕大多數(shù)糾紛產(chǎn)生自上下租戶之間,因而樓板整體系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也成為所有建筑聲學(xué)元素中開發(fā)建設(shè)方最為關(guān)心的技術(shù)點(diǎn)。樓板隔聲除了常規(guī)的空氣聲隔聲外,更應(yīng)關(guān)注的是撞擊聲隔聲,即各類墜落物沖擊地面時(shí)對(duì)下層空間的噪聲影響。主要表現(xiàn)為樓上的足步噪聲、孩童拍皮球噪聲等。上世紀(jì)90年代開始,中國(guó)新建住宅的樓板厚度已由原60-80mm逐漸提升至100-110mm,約可提供基礎(chǔ)計(jì)權(quán)撞擊聲壓級(jí)Lw 80 dB(A)的效果,獲得極大改善。加上家居常規(guī)裝修所用的木質(zhì)地板,性能可進(jìn)一步提升到Lw≤75 dB(A),滿足《民用建筑隔聲設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50118的最低限值要求,所以新建建筑中引發(fā)的撞擊聲隔聲投訴比例遠(yuǎn)低于老建筑。但如要達(dá)到Lw≤65dB(A)高標(biāo)準(zhǔn)要求【英國(guó)、美國(guó)和德國(guó)等發(fā)達(dá)地區(qū)的建設(shè)要求分別為L(zhǎng)w不大于62dB(A)、65dB(A)和53dB(A)】,仍需必要的裝修技術(shù)介入,各類隔聲浮筑地板設(shè)計(jì)在家居裝修中廣泛應(yīng)用,并對(duì)有高品質(zhì)家庭音響要求的住戶避免鄰里投訴提供了解決方案,國(guó)內(nèi)的成熟高端產(chǎn)品和出口類產(chǎn)品已經(jīng)可以向原結(jié)構(gòu)地板提供超過10個(gè)分貝的撞擊聲隔聲改善【即Lw有效降低10dB(A)以上】,相當(dāng)于家居裝修中直接鋪設(shè)地毯的效果。當(dāng)下的浮筑樓板技術(shù)偏向于地膜類材料的研發(fā),宏潤(rùn)聲學(xué)自主研發(fā)的浮筑地面保溫隔聲墊專利產(chǎn)品,該產(chǎn)品具有更薄、架構(gòu)荷載更小、可搭載地板種類更多樣化的技術(shù)性能。
(3)設(shè)備機(jī)房系統(tǒng)
一般恒溫恒濕建筑會(huì)設(shè)有地源熱泵機(jī)房、新風(fēng)機(jī)房等設(shè)備機(jī)房系統(tǒng),這些設(shè)備噪聲主要有空氣動(dòng)力性噪聲、電動(dòng)機(jī)噪聲、風(fēng)機(jī)振動(dòng)通過基礎(chǔ)輻射的固體聲和機(jī)械性噪聲,此類機(jī)房噪聲較大并可能嚴(yán)重影響到居民正常休息。這些設(shè)備噪聲的大小與設(shè)備的結(jié)構(gòu)、型號(hào)、風(fēng)量和風(fēng)壓等因素有關(guān),根據(jù)設(shè)備噪聲的大小、現(xiàn)場(chǎng)條件、噪聲控制的要求,可選擇不同的噪聲控制方案和措施。一般可分為設(shè)備減振、隔振措施、加裝隔聲罩、安裝消聲器等措施,另外考慮到振動(dòng)通過固體傳聲到用戶家中,安裝小型設(shè)備時(shí)可安裝地面減振器,安裝大型設(shè)備機(jī)組時(shí)可安裝地面浮筑結(jié)構(gòu),能夠有效控制固體聲傳播。
由設(shè)備空氣動(dòng)力性產(chǎn)生的噪聲治理最有效措施是在設(shè)備進(jìn)、出口安裝消聲器。安裝消聲器根據(jù)噪聲治理區(qū)域和降噪目標(biāo)選擇在進(jìn)氣口安裝消聲器;在出氣口安裝消聲器。在降噪要求較高時(shí),需要安裝多個(gè)消聲器,并且消聲器宜分段安裝。設(shè)計(jì)或選用消聲器時(shí)必須要考慮消聲器的消聲頻率特性和阻力損失,在消聲器滿足消聲量的同時(shí),也要將阻力損失控制在允許的范圍內(nèi)。另外,還要考慮消聲器的使用環(huán)境,如防水、防塵、防火等,否則,會(huì)影響消聲器的消聲性能。
3.聲環(huán)境布置設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)
建筑小區(qū)在總體設(shè)計(jì)上應(yīng)采用“鬧靜分開”的原則是控制噪聲較有效的措施。例如,在新城、鎮(zhèn)、產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)的規(guī)劃時(shí),將機(jī)關(guān)、學(xué)校、科研院所與鬧市區(qū)分開,鬧市區(qū)與居民區(qū)分開,工廠與居民區(qū)分開,工廠的高噪聲車間與辦公室、宿舍分開,高噪聲的機(jī)器與低噪聲的機(jī)器分開。這樣利用噪聲自然衰減特性,減少噪聲污染面,還可因地制宜,利用地形、地物,如山丘、土坡或已有的建筑設(shè)施來降低噪聲作用。另外,綠化不但能改善環(huán)境,而且具有降噪作用。種植不同種樹木,使樹疏密及高低合理配置,可達(dá)到良好的降噪效果。與住宅建筑配套而建的停車場(chǎng)、兒童游戲場(chǎng)或健身活動(dòng)場(chǎng)地的位置選擇,應(yīng)避免對(duì)住宅產(chǎn)生噪聲干擾。
在選擇住宅建筑的體形、朝向和平面布置時(shí),應(yīng)充分考慮噪聲控制的要求,并應(yīng)符合下列規(guī)定:
(1)在住宅平面設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)使分戶墻兩側(cè)的房間和分戶樓板上下的房間屬于同一類型。
(2)宜使臥室、起居室(廳)布置在背噪聲源的一側(cè)。
(3)對(duì)進(jìn)深有較大變化的平面布置形式,應(yīng)避免相鄰戶的窗口之間產(chǎn)生噪聲干擾。
電梯不得緊鄰臥室布置,也不宜緊鄰起居室(廳)布置。受條件限制需要緊鄰起居室(廳)布置時(shí),應(yīng)采取有效隔聲和減振措施。
當(dāng)廚房、衛(wèi)生間與臥室、起居室(廳)相鄰時(shí),廚房、衛(wèi)生間內(nèi)的管道、設(shè)備等有可能傳聲的物體,不宜設(shè)在廚房、衛(wèi)生間與臥室、起居室(廳)之間的隔墻上。對(duì)于固定于墻上且可能引起傳聲的管道等物件,應(yīng)采取有效的減振、隔聲措施。主臥室內(nèi)衛(wèi)生間的排水管道宜做隔聲包裹處理。
水、暖、電、燃?xì)?、通風(fēng)和空調(diào)等管線安裝及孔洞處理應(yīng)符合下列規(guī)定:
(1)管線穿過樓板或墻體時(shí),孔洞周邊應(yīng)采取密封隔聲措施。
(2)分戶墻中所有電氣插座、配電箱或嵌入墻內(nèi)對(duì)墻體構(gòu)造造成損傷的配套構(gòu)件,在背對(duì)背設(shè)置時(shí)應(yīng)相互錯(cuò)開位置,并應(yīng)對(duì)所開的洞(槽)有相應(yīng)的隔聲封堵措施。
(3)對(duì)分戶墻上施工洞口或剪力墻抗震設(shè)計(jì)所開洞口的封堵,應(yīng)采用滿足分戶墻隔聲設(shè)計(jì)要求的材料和構(gòu)造。
(4)相鄰兩戶間的排煙、排氣通道,宜采取防止相互串聲的措施。現(xiàn)澆、大板或大模等整體性較強(qiáng)的住宅建筑,在附著于墻體和樓板上可能引起傳專聲的設(shè)備處和經(jīng)常產(chǎn)生撞擊、振動(dòng)的部位,應(yīng)采取防止結(jié)構(gòu)聲傳播的措施。
(5)住宅建筑的機(jī)電服務(wù)設(shè)備、器具的選用及安裝,應(yīng)符合下列規(guī)定:
機(jī)電服務(wù)設(shè)備,宜選用低噪聲產(chǎn)品,并應(yīng)采取綜合手段進(jìn)行噪聲與振動(dòng)控制;設(shè)置家用空調(diào)系統(tǒng)時(shí),應(yīng)采取控制機(jī)組噪聲和風(fēng)道、風(fēng)口噪聲的措施。預(yù)留空調(diào)室外機(jī)的位置時(shí),應(yīng)考慮防噪要求,避免室外機(jī)噪聲對(duì)居室的干擾;排煙、排氣及給排水器具,宜選用低噪聲產(chǎn)品。
(6)商住樓內(nèi)不得設(shè)置高噪聲級(jí)的文化娛樂場(chǎng)所,也不應(yīng)設(shè)置其他高噪聲級(jí)的商業(yè)用房。對(duì)商業(yè)用房?jī)?nèi)可能會(huì)擾民的噪聲源和振動(dòng)源,應(yīng)采取有效的防治措施。
我國(guó)已公布常用家用電器噪聲的允許標(biāo)準(zhǔn),見表15。
4.聲環(huán)境主要治理措施
噪聲控制的目的是保護(hù)人們的生存環(huán)境,使人們能在較安靜的環(huán)境下工作、學(xué)習(xí)和生活??刂圃肼曌钣行У姆椒ㄊ菍?duì)噪聲源的控制。
由于目前的技術(shù)水平、經(jīng)濟(jì)等方面原因,無法把噪聲源的噪聲降到人們滿意的程度,就可考慮在噪聲傳播途徑上控制噪聲。噪聲的傳播途徑上直接采取聲學(xué)措施,包括吸聲、隔聲、減振消聲等常用噪聲控制技術(shù)。各種噪聲控制的技術(shù)措施,都有其特點(diǎn)和適用范圍,采用何種措施,視噪聲源的實(shí)際情況,參照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn),綜合考慮經(jīng)濟(jì)等因素。表16列出了幾種常用噪聲控制措施的降噪原理與應(yīng)用范圍。
改善室內(nèi)聲學(xué)環(huán)境的步驟如下:首先要明確噪聲的來源,室內(nèi)還是室外;噪聲的音頻特點(diǎn),高頻還是低頻;噪聲的傳播渠道,振動(dòng)、聲波直射還是衍射;噪聲的處理方式,吸聲、隔聲還是削弱噪聲源。
不同人對(duì)噪聲的生理和信息忍受力是不同的,聲環(huán)境是舒適環(huán)境評(píng)價(jià)的重要部分之一。但是目前在工程設(shè)計(jì)和施工中都對(duì)噪聲問題認(rèn)識(shí)不足,處理不到位,如輕鋼龍骨隔斷隔聲不足、開關(guān)線盒空洞傳聲等,以及人員較多的辦公室、餐廳吸聲不夠非常嘈雜等都與裝修設(shè)計(jì)和選材有關(guān)。室內(nèi)聲學(xué)環(huán)境目標(biāo)應(yīng)列入舒適家居的總體目標(biāo)中,與熱、濕、空氣質(zhì)量和日照、人工照明等目標(biāo)等同步實(shí)現(xiàn)。比如房間鋪地毯,不僅可以改變熱工性能、也能改善腳感、增加吸聲等。
(未完待續(xù))
(轉(zhuǎn)自:中國(guó)舒適家居行業(yè)發(fā)展白皮書)