城市住宅隔声吸声设计

胡 伟，张家臣

(1. 天津城市建设学院，天津 300384；2. 天津市建筑设计院，天津 300074)

今天已经有相当数量的人们生活在城市里，和过去相比，工业的发展带来了严重的三废处理问题.人们在生活中要承受各种声源发出的声音的袭击，这些声源几乎全都是未加防护的.现代生活中固有的、对人体有害的声污染普遍存在.从古希腊到 21世纪的一些剧场，建筑声学成为设计考虑的关键问题，然而直到 20世纪人们才懂得并能够预言室内与室外声音的传播过程，本论文以声学知识为基础，研究城市住宅的隔声吸声设计.

1 噪声的种类

在城市住宅外部、内部的噪声主要有如下几种：①街道的交通噪声；②建筑施工噪声；③工厂噪声；④建筑物的水泵房、风机房等产生的噪声；⑤其他交通工具产生的噪声，如飞机起飞降落形成的轰鸣和震动、火车行驶中车轮与铁轨的摩擦声等；⑥街道的其他噪声(如自然的狂风暴雨带来的气流噪声和撞击噪声).

2 对城市住宅产生影响的室外声源及声音控制

2.1 声屏蔽

当无法将声源与受影响的区域完全隔绝时，比较切实可行的做法就是在声源与受干扰区域之间设置声屏障，使噪声有一定的衰减量.以某城镇路边住宅的声屏障设置为例，如图1所示，α 角度越大，后面的阴影区域就越大，声屏障的保护范围也就越大.

图1 某城镇路边住宅的声屏障设置

为了达到更大的衰减量，声屏障的表面要进行吸声处理，考虑到声屏障长期暴露在风雨、灰尘中，如果声屏障的数量、面积很大，日常的清洗维护工作将花费很大的人力物力.所以在设计之初要考虑结合太阳能、风力发电装置，使声屏障能自行清理维护.设计时应将整个系统作为一个整体来综合考虑(如把人休息的座椅、景观的设置、照明等与声音的控制进行深化结合).

对城市住宅进行声屏蔽的另一种传统而有效的做法，就是把绿化和声屏蔽系统进行综合设计，从减噪的角度看，由高大的树木与灌木丛组成的绿化是较为有效的，并且能够形成良好的自然生态环境.

当声源的噪声影响综合评估很大，且声源的体积较小时，则可以采用隔声罩或局部隔声罩.隔声罩在设计时也应该与隔声屏一样进行综合考虑.

2.2 建筑的外墙

道路两侧建筑的外墙如果是反射材料，声音在两侧之间来回反射，就会增强道路上的噪声，因此有必要在住宅的外墙上进行吸声处理.为避免噪声影响住宅室内，外墙窗的隔声性能也是至关重要的.首先要确定外墙窗所需的隔声量，然后进行设计.同时要注意测定不同高度时噪声的具体影响分布和施工之后的隔声损失.还要注意实验室测试和现场测试之间的差别.

3 对城市住宅产生影响的室内声源及声音控制

3.1 各用房之间的隔墙隔声设计

均质隔墙大部分的传声损失受频谱受质量定律(墙体和楼板对空气声的隔声控制主要取决于其单位面积的质量即面密度和声音的频率，计算单层均质墙隔声量的经验公式为R＝161 gm＋141 gf-29.其中m为壁面单位面积的质量；f为入射声波的频率；g为重力加速度)[1]控制.质量每增加 1倍传声损失增加 6分贝.采用均质隔墙在解决隔声问题时有很大的局限性.较好的做法就是采用双层或多层复合隔墙，声音每次通过不同的材料都有所衰减.同时在墙体构件和材料之间形成空气层，这样可以提高隔声量，但要避免两边隔墙之间的刚性连接，否则刚性连接提供传递振动的通道而使声音近乎无衰减地穿过.双层隔墙构造做法，如图2所示.

图2 双层隔墙

在实际设计中，墙体不是单一的隔墙，而是由不同的构件组成的，比如有门窗的墙.空气缝隙对墙的隔声性能影响极大，所以墙密封、门窗周边密封是很重要的.总结起来影响墙体隔声最重要的因素是：①足够的重量；②墙板之间的隔离；③墙体的空腔吸声[2].

3.2 楼板、天花板隔声吸声处理

住宅建筑中楼板撞击声隔绝不佳的问题是很普遍的.浮筑楼板(见图 3)是解决楼板撞击声隔绝问题的有效办法之一，关键在于保证垫层材料有足够的弹性并消除浮筑地面层与周围的所有声桥[3].

地板上通过用柔软的材料(如地毯)铺设地面，可以在声源处降低人走动、东西落地和桌椅挪动等声音，但是对空气声的隔声作用不是很大.

弹性吊顶其原理和两层或多层复合隔墙相同.但要注意的是，吊顶的周边需要使用软性材料封堵以便使吊顶能够相对于墙做独立的振动.同时吊顶的下表面做吸声处理，因为如果吊顶大量反射声音，声音会较小衰弱地传播到房间中的各处，形成噪声.

图3 浮筑楼板

3.3 厨房、卫生间的水管噪声控制

水管噪声不是空气声产生的，而是水管振动的能量通过接触传给了结构，这一能量引起墙体等的振动而辐射噪声，所以相邻的卫生间和厨房应该利用双层隔墙完全隔开.类似的双层墙也应该在与卫生间、厨房相邻的管道槽中使用.可以在管道上连接软接管，同时必须对管道的架设、吊装、穿墙、穿楼板做隔振处理，这样才能减低管内介质振动传递的噪声.

3.4 门、窗的隔声设计

门的隔声性能主要取决于门扇本身的隔声能力和门缝的严密程度以及与墙体的连接方式(避免门关闭时隔声良好，但开启关闭瞬间有大的摩擦声).

门的质量一般是比较轻的，质量如果过重会导致合页在长期使用中下沉，使得开启不便且会造成密闭缺口的问题.所以门的隔声设计重点是要保证门的严密程度，在门的周边要设置压缝的软性材料和自落门槛.

窗(主要的隔声设计是针对外窗而言的)的主要材料为玻璃，因为制作得很薄，单位面积内的质量非常小，同时玻璃通过共振机制，在高频范围内对声音几乎全部反射，仅吸收相当一部分低频的声音.最新的研究表明经过激光密集的微穿孔后玻璃会具有很好的吸声效果[4].通常采用双层隔离玻璃或者某些叠层玻璃板可以达到好的隔声效果，但这还取决于双层窗之间的距离和边框内的吸声材料.

3.5 电梯、楼梯间的声音控制

控制电梯噪声的有效方法是在平面设计时把电梯间与其他对噪声要求高的房间进行噪声分区，并用配电间、储藏室等房间把动、静两类房间分隔开[5].

楼梯脚步噪声是由人脚与楼梯的接触造成的，其简单的控制方法是用耐洗耐用的弹性地毯或者垫子铺在楼梯上.另外在安装或者设计楼梯时要增设减振垫，楼梯和侧墙之间也要留出缝隙做隔振处理，以防止脚步引起的振动传到建筑结构上.

4 布局规划的影响

(1) 规划设计首先要根据建筑现场的周围环境，确定建筑物在该地区的方位及必要的动静分区.

(2) 具体到单栋建筑内部设计时动静功能空间在平面上要分离，在高度上要把不同住家相同用途的房间垂直排列，因为人们作息时间相似从而可以减少声学问题.

(3) 相邻住家共用一堵隔墙且房间又仅靠隔墙时，外墙的开窗要保持足够的距离，避免隔窗串语的现象.

(4) 城市的不同区域也会因为背景噪声的不同而在设计上要不同对待[6].在安静的区域会因为环境声噪小导致轻微的声音都可以听得很清楚，所以实际设计时要有更高的隔声要求.

5 结 语

最近 20年来，国家陆续出台了一些有关建筑隔声的标准和规范.如1982年出台的《中华人民共和国国家标准GB 3096—82》；1988年出台的《民用建筑隔声设计规范 GBJ118—88》；2005年出台的《建筑隔声评价标准GB/T50121》(老标准《建筑隔声评价标准》GBJ121—88废止)；2010年出台的《民用建筑隔声设计规范GB50118》.2011年天津市出台了绿色建筑设计标准，其中天津市工程建设标准 DB/T29-205—2010中明确把隔声降噪作为绿色建筑设计的考量标准.以上情况说明了声学环境问题已经完全进入到了设计、施工验收、检测的实际应用阶段.这对于提高我国城市居民的生活环境、生活质量无疑是很重要的，笔者认为其重要性可等同于现在城市居住区规划时的硬性绿化要求对生态、生活环境的贡献作用.

现阶段的情况是，现有的标准只能以关窗为基础来计算评定住宅隔声效果，这样就与建筑正常的开窗通风形成矛盾，造成实际使用时会达不到良好的声学环境要求，这是未来努力的方向.

总之可以认为任何有关声学的考虑都可以看成这样简单的三个东西：声源、传播路径和声音的接收者.这其中的每一个因素的成功控制都可以较好地解决声学问题，营造良好的声学环境，满足城市中生活的人们对安静舒适生活的追求.

［1］王 峥，项端祈，陈金京，等. 建筑声学材料与结构——设计和应用[M]. 北京：机械工业出版社，2006.

［2］詹姆斯·恩. 建筑声学设计指南[M]. 北京：中国建筑工业出版社，2004.

［3］王季卿. 浮筑楼板隔声设计[J]. 噪声与振动控制，1988(3)：29-32.

［4］项端祈. 我国建筑声学的20年回顾与展望[J]. 应用声学，2002，21(1)：40-45.

［5］项端祈. 高层旅馆的隔声设计——北京饭店(新楼)客房的噪声控制[J]. 建筑学报，1980(3)：39-44.

［6］柳孝图. 噪声控制研究和应用的进展[J]. 声学学报，1996，21(1)：15-19.