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中国舒适家居行业发展(之四)

2020-08-04

中国建筑金属结构 2020年7期
关键词:隔声住宅噪声

八、室内声环境控制

1. 住宅建筑声环境需求

噪声对生活的质量有着极为密切的关系,上世纪90年代医学已经证明长期在高噪声环境下工作与休息会引发包括失眠、高血压、心率失衡等一系列问题。一般认为噪声污染对人体健康的影响:噪声级为30~40 dB(A)是比较安静的正常环境,噪声级在35dB(A)以下是理想的睡眠环境;超过50 dB(A),约有15%的人就会影响睡眠和休息,由于休息不足,疲劳不能消除,正常生理功能会受到一定的影响。在修订《民用建筑隔声设计规范》(2010版)的同时,对北京、上海、南京重庆等城市做过大量调查,从北京的120份调查问卷中可以看出,95%以上的居民住户认为当昼间室内噪声值低于45dB(A)时可以接受,其他地区调查结果也基本接近。而另据检测行业多年来统计数据表明,住宅夜间室内噪声在40dB(A)以上时即会产生抱怨和投诉。因而最终标准修订后对卧室的设计要求为昼间45dB(A)以下,夜间37dB(A)以下,其他没有睡眠休憩功能需求的房间如起居室则不分昼夜统一要求为45dB(A)以下。这一标准要求相较世界卫生组织WHO的推荐限值仍有一定的差距。

对应的噪声源一侧,也就是室外环境噪声要求按城市区域划分为下表所示的五类,而其中真正在城市规划中被划入0类和1类声环境区很少,绝大多数居民住宅都处于2类声环境区辖下,其对应的噪声限值为昼间60dB(A),夜间50dB(A)(沿街住宅楼应归属于4a类区域,虽然其昼间噪声限值为70dB(A),但夜间要求为55dB(A),与3类区相同),对应住宅类建筑25dB(A)的外窗空气声隔声效果来说,应完全可保障室内在昼夜对应45dB(A)和37dB(A)的休息环境。

而实际情况中,中国一些大城市的环境污染投诉中,噪声占了60%-70%,这些投诉部分来自于邻里之间的相互的生活影响;部分来自于建筑自身的建设质量问题如电梯噪声和落水管噪声等;另有一部分则源于周边文化娱乐场所和交通干线的噪声超标。近年来因为绿色(住宅)建筑的推行,所有临街住宅建筑的外窗空气隔声要求由常规的25dB(A)进一步提高要求到30dB(A)(优选得分项为35dB(A)),一定程度上缓解了室外噪声高污染地带在夜间休息时段抵御噪声侵袭的能力。关于住宅相关执行标准主要执行GB50118-2010《民用建筑隔声设计规范》。

對舒适环境来讲,不仅要保证建筑交付时的声学物理指标,还要保证在使用过程中的用户体验效果。因此,室内需要采用不同的声学处理措施来改善室内声学环境。本文只涉及影响日常生活的声学因素,不涉及更高级的音响处理措施。

2.声环境保障技术的发展

虽然在国内的大型城市中,市政及环保部门为了降低正在新建、拓宽和修整的城市主干路、立交桥、快速路所带来的不利影响,每年都会斥资建设或翻修各类形形色色的隔声屏障设施以期在噪声源头加以控制,但因为各类施工限制这些屏障所形成的直接声影区并不能有效覆盖所有的敏感建筑(楼层)。那么为了应对室外环境噪声超出标准的状况或有效阻挡来自于邻里的生活噪声,现代建筑正在发展一整套完善的隔声设施系统来进一步保障住宅环境的声品质。

(1)隔声门窗/幕墙

自上世纪90年代中叶起,由于政府对建筑节能的关注和技术推动,新建建筑的外窗构造逐渐由单层玻璃形式被中空玻璃结构所替代,这一举措无形中也大幅改善了外窗乃至整个外立面的隔声性能,将原单玻3-5mm的窗扇材质更替为中空5mm+9Ar+5mm或6mm+12Ar+6mm(主流)之后,空气声隔声量Rw由27dB(A)普遍提升至32-35dB(A)(因为中空双玻技术的实现,更多的推拉窗设计涌入市场,虽然其在开启形式上有更多的便利性,但因为密封效果较平开窗有明显差异,相同结构的玻璃在隔声性能上会有些许下降),深受居民喜爱。

自2005年以来,因为住宅建筑夜间通风的需要(多数老建筑并不具备新风换气系统,而夜间睡眠时段的通风可以有效地预防家庭中传染病的扩大),隔声窗又产生了具有辅助通风功能的技术演化,技术上统称为可通风外窗、通风隔声窗或通风消音窗,十年来其在工程应用上主要体现在养老社区、高架沿线住宅和卫生建筑。该类窗体的技术特征是在常规窗体的结构基础上在某个或几个部位设置了特殊的风道或气孔以允许室内外进行空气交换,但同时为确保尽可能不使室外的各种噪声随空气进入室内,风道进行了专业的消声设计,技术上同时兼顾了通风和隔声的功能。

而对于少数以幕墙为外立面系统的住宅建筑来说(多见于国内中西部地区),因为没有了常规外立面中砖石墙体面积的隔声贡献(一般计算整体外立面隔声效果是指外墙与外窗的综合效果,而墙体由于其厚重的结构本质,空气隔声量会远远高于外窗),其玻璃结构和密封条件给设计带来了更高的要求。本世纪初在夹层玻璃的技术推进作用下,新一代以辅助隔声为主要性能特征的PVB、SGP等夹层胶片应运而生。少数市场产品经实验室测试验证可在特定的环境温度下提供约5 dB(A)的性能提升,使得一般民用幕墙夹层玻璃结构隔声可提升至近40 dB(A),加厚的中空夹层(3~4层玻璃复合)玻璃结构隔声有望提升至45 dB(A),与外墙设计要求相近。

(2)楼板系统

在所有邻里间噪声投诉中,除了装修施工的临时噪声影响外,绝大多数纠纷产生自上下租户之间,因而楼板整体系统的设计也成为所有建筑声学元素中开发建设方最为关心的技术点。楼板隔声除了常规的空气声隔声外,更应关注的是撞击声隔声,即各类坠落物冲击地面时对下层空间的噪声影响。主要表现为楼上的足步噪声、孩童拍皮球噪声等。上世纪90年代开始,中国新建住宅的楼板厚度已由原60-80mm逐渐提升至100-110mm,约可提供基础计权撞击声压级Lw 80 dB(A)的效果,获得极大改善。加上家居常规装修所用的木质地板,性能可进一步提升到Lw≤75 dB(A),满足《民用建筑隔声设计规范》GB50118的最低限值要求,所以新建建筑中引发的撞击声隔声投诉比例远低于老建筑。但如要达到Lw≤65dB(A)高标准要求【英国、美国和德国等发达地区的建设要求分别为Lw不大于62dB(A)、65dB(A)和53dB(A)】,仍需必要的装修技术介入,各类隔声浮筑地板设计在家居装修中广泛应用,并对有高品质家庭音响要求的住户避免邻里投诉提供了解决方案,国内的成熟高端产品和出口类产品已经可以向原结构地板提供超过10个分贝的撞击声隔声改善【即Lw有效降低10dB(A)以上】,相当于家居装修中直接铺设地毯的效果。当下的浮筑楼板技术偏向于地膜类材料的研发,宏润声学自主研发的浮筑地面保温隔声垫专利产品,该产品具有更薄、架构荷载更小、可搭载地板种类更多样化的技术性能。

(3)设备机房系统

一般恒温恒湿建筑会设有地源热泵机房、新风机房等设备机房系统,这些设备噪声主要有空气动力性噪声、电动机噪声、风机振动通过基础辐射的固体声和机械性噪声,此类机房噪声较大并可能严重影响到居民正常休息。这些设备噪声的大小与设备的结构、型号、风量和风压等因素有关,根据设备噪声的大小、现场条件、噪声控制的要求,可选择不同的噪声控制方案和措施。一般可分为设备减振、隔振措施、加装隔声罩、安装消声器等措施,另外考虑到振动通过固体传声到用户家中,安装小型设备时可安装地面减振器,安装大型设备机组时可安装地面浮筑结构,能够有效控制固体声传播。

由设备空气动力性产生的噪声治理最有效措施是在设备进、出口安装消声器。安装消声器根据噪声治理区域和降噪目标选择在进气口安装消声器;在出气口安装消声器。在降噪要求较高时,需要安装多个消声器,并且消声器宜分段安装。设计或选用消声器时必须要考虑消声器的消声频率特性和阻力损失,在消声器满足消声量的同时,也要将阻力损失控制在允许的范围内。另外,还要考虑消声器的使用環境,如防水、防尘、防火等,否则,会影响消声器的消声性能。

3.声环境布置设计注意事项

建筑小区在总体设计上应采用“闹静分开”的原则是控制噪声较有效的措施。例如,在新城、镇、产业开发区的规划时,将机关、学校、科研院所与闹市区分开,闹市区与居民区分开,工厂与居民区分开,工厂的高噪声车间与办公室、宿舍分开,高噪声的机器与低噪声的机器分开。这样利用噪声自然衰减特性,减少噪声污染面,还可因地制宜,利用地形、地物,如山丘、土坡或已有的建筑设施来降低噪声作用。另外,绿化不但能改善环境,而且具有降噪作用。种植不同种树木,使树疏密及高低合理配置,可达到良好的降噪效果。与住宅建筑配套而建的停车场、儿童游戏场或健身活动场地的位置选择,应避免对住宅产生噪声干扰。

在选择住宅建筑的体形、朝向和平面布置时,应充分考虑噪声控制的要求,并应符合下列规定:

(1)在住宅平面设计时,应使分户墙两侧的房间和分户楼板上下的房间属于同一类型。

(2)宜使卧室、起居室(厅)布置在背噪声源的一侧。

(3)对进深有较大变化的平面布置形式,应避免相邻户的窗口之间产生噪声干扰。

电梯不得紧邻卧室布置,也不宜紧邻起居室(厅)布置。受条件限制需要紧邻起居室(厅)布置时,应采取有效隔声和减振措施。

当厨房、卫生间与卧室、起居室(厅)相邻时,厨房、卫生间内的管道、设备等有可能传声的物体,不宜设在厨房、卫生间与卧室、起居室(厅)之间的隔墙上。对于固定于墙上且可能引起传声的管道等物件,应采取有效的减振、隔声措施。主卧室内卫生间的排水管道宜做隔声包裹处理。

水、暖、电、燃气、通风和空调等管线安装及孔洞处理应符合下列规定:

(1)管线穿过楼板或墙体时,孔洞周边应采取密封隔声措施。

(2)分户墙中所有电气插座、配电箱或嵌入墙内对墙体构造造成损伤的配套构件,在背对背设置时应相互错开位置,并应对所开的洞(槽)有相应的隔声封堵措施。

(3)对分户墙上施工洞口或剪力墙抗震设计所开洞口的封堵,应采用满足分户墙隔声设计要求的材料和构造。

(4)相邻两户间的排烟、排气通道,宜采取防止相互串声的措施。现浇、大板或大模等整体性较强的住宅建筑,在附着于墙体和楼板上可能引起传专声的设备处和经常产生撞击、振动的部位,应采取防止结构声传播的措施。

(5)住宅建筑的机电服务设备、器具的选用及安装,应符合下列规定:

机电服务设备,宜选用低噪声产品,并应采取综合手段进行噪声与振动控制;设置家用空调系统时,应采取控制机组噪声和风道、风口噪声的措施。预留空调室外机的位置时,应考虑防噪要求,避免室外机噪声对居室的干扰;排烟、排气及给排水器具,宜选用低噪声产品。

(6)商住楼内不得设置高噪声级的文化娱乐场所,也不应设置其他高噪声级的商业用房。对商业用房内可能会扰民的噪声源和振动源,应采取有效的防治措施。

我国已公布常用家用电器噪声的允许标准,见表15。

4.声环境主要治理措施

噪声控制的目的是保护人们的生存环境,使人们能在较安静的环境下工作、学习和生活。控制噪声最有效的方法是对噪声源的控制。

由于目前的技术水平、经济等方面原因,无法把噪声源的噪声降到人们满意的程度,就可考虑在噪声传播途径上控制噪声。噪声的传播途径上直接采取声学措施,包括吸声、隔声、减振消声等常用噪声控制技术。各种噪声控制的技术措施,都有其特点和适用范围,采用何种措施,视噪声源的实际情况,参照有关标准,综合考虑经济等因素。表16列出了几种常用噪声控制措施的降噪原理与应用范围。

改善室内声学环境的步骤如下:首先要明确噪声的来源,室内还是室外;噪声的音频特点,高频还是低频;噪声的传播渠道,振动、声波直射还是衍射;噪声的处理方式,吸声、隔声还是削弱噪声源。

不同人对噪声的生理和信息忍受力是不同的,声环境是舒适环境评价的重要部分之一。但是目前在工程设计和施工中都对噪声问题认识不足,处理不到位,如轻钢龙骨隔断隔声不足、开关线盒空洞传声等,以及人员较多的办公室、餐厅吸声不够非常嘈杂等都与装修设计和选材有关。室内声学环境目标应列入舒适家居的总体目标中,与热、湿、空气质量和日照、人工照明等目标等同步实现。比如房间铺地毯,不仅可以改变热工性能、也能改善脚感、增加吸声等。

(未完待续)

(转自:中国舒适家居行业发展白皮书)

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