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對(duì)于一個(gè)建筑空間,它的圍蔽結(jié)構(gòu)受到外部聲場(chǎng)的作用或直接受到物體撞擊而發(fā)生振動(dòng),就會(huì)向建筑空間輻射聲能,于是空間外部的聲音通過圍蔽結(jié)構(gòu)傳到建筑空間中來,這叫做"傳聲"。傳進(jìn)來的聲能總是或多或少地小于外部的聲音或撞擊的能量,所以說圍蔽結(jié)構(gòu)隔絕了一部分作用于它的聲能,這叫做"隔聲"。傳聲和隔聲只是一種現(xiàn)象從兩種不同角度得出的一對(duì)相反相成的概念。圍蔽結(jié)構(gòu)隔絕的若是外部空間聲場(chǎng)的聲能,稱為"空氣聲隔絕";若是使撞擊的能量輻射到建筑空間中的聲能有所減少,稱為"固體聲或撞擊聲隔絕"。這和隔振的概念不同,前者最終的是到達(dá)接受者的空氣聲,后者最終的是接受者感受到的固體振動(dòng)。但采取隔振措施,減少振動(dòng)或撞擊源對(duì)圍蔽結(jié)構(gòu)(如樓板)的撞擊,可以降低撞擊聲本身。

1、GB/50118-2010《民用建筑隔聲設(shè)計(jì)規(guī)范》,自2011年6月1日起實(shí)施,是目前最新的建筑隔聲標(biāo)準(zhǔn)。

2、GB/T19889.1-2005 聲學(xué) 建筑和建筑構(gòu)件隔聲測(cè)量 第1部分: 側(cè)向傳聲受抑制的實(shí)驗(yàn)室測(cè)試設(shè)施要求;GB/T19889.3-2005 聲學(xué) 建筑和建筑構(gòu)件隔聲測(cè)量 第3部分: 建筑構(gòu)件空氣聲隔聲的實(shí)驗(yàn)室測(cè)量。

3、GB/T8485-2008 建筑門窗空氣聲隔聲性能分級(jí)及檢測(cè)方法。

4、2012年8月1日施行《住宅設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50096-2011)中關(guān)于隔聲的規(guī)定,摘錄如下:

3.0.4 住宅設(shè)計(jì)應(yīng)滿足居住者所需的日照、天然采光、通風(fēng)和隔聲要求。

㈠隔聲、降噪。

①住宅臥室、起居室(廳)內(nèi)噪聲級(jí),應(yīng)滿足下列要求:1. 晝間臥室內(nèi)的等效連續(xù)A聲級(jí)不應(yīng)大于45dB;2. 夜間臥室內(nèi)的等效連續(xù)A聲級(jí)不應(yīng)大于37dB;3. 起居室(廳)的等效連續(xù)A聲級(jí)不應(yīng)大于45dB。

②分戶墻和分戶樓板的空氣聲隔聲性能應(yīng)滿足下列要求:1. 分隔臥室、起居室(廳)的分戶墻和分戶樓板,空氣聲隔聲評(píng)價(jià)量(RW+C)應(yīng)大于45 dB;2. 分隔住宅和非居住用途空間的樓板,空氣聲隔聲評(píng)價(jià)量(RW+Ctr)應(yīng)大于51 dB。

③臥室、起居室(廳)的分戶樓板的計(jì)權(quán)規(guī)范化撞擊聲壓級(jí)宜小于75 dB。當(dāng)條件受到限制時(shí),住宅分戶樓板的計(jì)權(quán)規(guī)范化撞擊聲壓級(jí)應(yīng)小于85dB,且應(yīng)在樓板上預(yù)留可供今后改善的條件。

④住宅建筑的體形、朝向和平面布置應(yīng)有利于噪聲控制。在住宅平面設(shè)計(jì)時(shí),當(dāng)臥室、起居室(廳)布置在噪聲源一側(cè)時(shí),外窗應(yīng)采取隔聲降噪措施;當(dāng)居住空間與可能產(chǎn)生噪聲的房間相鄰時(shí),分隔墻和分隔樓板應(yīng)采取隔聲降噪措施;當(dāng)內(nèi)天井、凹天井中設(shè)置相鄰戶間窗口時(shí),宜采取隔聲降噪措施。

⑤起居室(廳)不宜緊鄰電梯布置。受條件限制起居室(廳)緊鄰電梯布置時(shí),必須采取有效的隔聲和減振措施。

5、《住宅建筑規(guī)范》(GB50368-2005)規(guī)定。

①住宅應(yīng)給居住者提供一個(gè)安靜的室內(nèi)生活環(huán)境,但是在現(xiàn)代城市中大部分住宅的外部環(huán)境均比較嘈雜,尤其是鄰近主要街道的住宅,交通噪聲的影響更為嚴(yán)重。因此,應(yīng)在住宅的平面布置和建筑構(gòu)造上采取有效的隔聲和防噪聲措施,例如盡可能使臥室和起居室遠(yuǎn)離噪聲源,鄰街的窗戶采用隔聲性能好的窗戶等。

②樓板的計(jì)權(quán)標(biāo)準(zhǔn)化撞擊聲壓級(jí)不應(yīng)大于75dB。應(yīng)采取構(gòu)造措施提高樓板的撞擊聲隔聲性能。

③空氣聲計(jì)權(quán)隔聲量,樓板不應(yīng)小于40dB(分隔住宅和非居住用途空間的樓板不應(yīng)小于55dB),分戶墻不應(yīng)小于40dB,外窗不應(yīng)小于30dB,戶門不應(yīng)小于25dB。應(yīng)采取構(gòu)造措施提高樓板、分戶墻、外窗、戶門的空氣聲隔聲性能。

④水、暖、電、氣管線穿過樓板和墻體時(shí),孔洞周邊應(yīng)采取密封隔聲措施。

⑤電梯不應(yīng)與臥室、起居室緊鄰布置。受條件限制需要緊鄰布置時(shí),必須采取有效的隔聲和減振措施。

⑥管道井、水泵房、風(fēng)機(jī)房應(yīng)采取有效的隔聲措施,水泵、風(fēng)機(jī)應(yīng)采取減振措施。

對(duì)設(shè)備的隔聲測(cè)試通常需要在搭建好的隔聲實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行。隔聲實(shí)驗(yàn)室由聲源室、接收室、控制室組成。隔聲實(shí)驗(yàn)室測(cè)試房間包括兩間相鄰的混響室,一間為聲源室,另一間為接收室,兩室之間設(shè)試件洞口,用以安裝試件。根據(jù)中國(guó)建筑科學(xué)研究院環(huán)境測(cè)控優(yōu)化研究中心搭建隔聲實(shí)驗(yàn)臺(tái)的經(jīng)驗(yàn)以及相關(guān)隔聲標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求通常設(shè)置試件洞口尺寸4000×2500mm,面積10平方米,測(cè)量門、窗、玻璃等面積小于10平方米的試件,可根據(jù)以上標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,在試件洞口內(nèi)構(gòu)筑符合試件尺寸的安裝洞口。為了控制測(cè)試房間的背景噪聲,抑制側(cè)向傳聲,準(zhǔn)確測(cè)量建筑材料及構(gòu)件的空氣聲隔聲性能,隔聲實(shí)驗(yàn)室采用"房中房"構(gòu)造。聲源室與接收室之間在結(jié)構(gòu)上完全脫開;聲源室、接收室與原基礎(chǔ)間設(shè)置隔振材料;實(shí)驗(yàn)室的新增外墻,聲源室、接收室的墻體、地面及頂選用高隔聲性能的材料;測(cè)試房間的門均采用雙道隔聲門,作成"聲閘",進(jìn)一步提高門的隔聲能力。

聲源室、接收室的房間尺寸比例選擇合適,使低頻段的簡(jiǎn)振頻率盡可能分布均勻。實(shí)驗(yàn)室建成后,按照GB/T 19889.1-2005、GB/T 19889.3-2005與GB/T 8485-2008對(duì)隔聲實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行檢驗(yàn),并根據(jù)檢驗(yàn)結(jié)果設(shè)置、調(diào)整擴(kuò)散板位置,確定是否需要設(shè)置吸聲構(gòu)造降低混響時(shí)間等,直至滿足上述標(biāo)準(zhǔn)要求。

聲源室、接收室內(nèi)照明采用無噪聲燈具;聲源室、接收室室內(nèi)墻面(試件桐口墻面除外)均設(shè)置電源插座,插座分兩組,一組供測(cè)試設(shè)備用,一組供電暖氣(功率2000W)用。實(shí)驗(yàn)室外墻面設(shè)置電源插座,供加工試件的電動(dòng)工具用。

隔聲實(shí)驗(yàn)室的接收室背景噪聲≤20dB(A);測(cè)試房間的低頻混響時(shí)間滿足標(biāo)準(zhǔn)要求;房間內(nèi)聲場(chǎng)分布較均勻,避免出現(xiàn)強(qiáng)駐波。

質(zhì)量定律

如果把單層均勻密實(shí)材料的構(gòu)件(忽略材料的彈性)看作是柔軟的,它在受到聲波激發(fā)時(shí),構(gòu)件的振幅大小就決定于構(gòu)件的單位面積質(zhì)量(稱為面密度)、入射聲波的聲壓和頻率。構(gòu)件越重,頻率越高,透射波的振幅就越小,構(gòu)件的隔聲效果也越好。闡明這一關(guān)系的即為質(zhì)量定律。

在聲波垂直入射時(shí)構(gòu)件的隔聲量(Ro)可用下式計(jì)算:

Ro=10 lg|pi/pt|2

=10 lg【1+(ωm/2ρc)2】 (dB)

式中pi為入射聲壓;pt為透射聲壓;m為面密度;ω為角頻率(ω=2πf,f為頻率);ρ為空氣密度;c為聲速。此式即為垂直入射波的質(zhì)量定律,其實(shí)用公式為:

Ro=20 lgm·f-42.5

在無規(guī)入射的情況下,對(duì)所有方向的入射波進(jìn)行平均,求出無規(guī)入射波的隔聲量(R)。其公式為:

R=Ro-10 lg(0.23Ro)

R值較Ro值為小,Ro越大,其差值就越大。

單層墻的隔聲量同面密度和頻率的關(guān)系如圖1。

上面所述的是忽略材料彈性的理想情況,實(shí)際上隔聲構(gòu)件一般是有一定剛度的彈性板,可因吻合現(xiàn)象而降低隔聲量。因此單層均勻密實(shí)材料板的隔聲特性曲線應(yīng)如圖2所示。圖中共振區(qū)以下,板的隔聲量由彈性的勁度控制。在質(zhì)量控制區(qū)以上產(chǎn)生的臨界頻率處的低谷,是由吻合效應(yīng)引起的。

吻合效應(yīng)

投射于構(gòu)件板面上的聲波速度與板上彎曲速度相一致時(shí)產(chǎn)生的現(xiàn)象。如圖3所示,設(shè)某一時(shí)刻斜入射聲波a到達(dá)板上A點(diǎn),使板產(chǎn)生振動(dòng),經(jīng)過時(shí)間t后,彎曲波到達(dá)B點(diǎn),其波長(zhǎng)為λB,傳播速度為cB。這時(shí),如聲波斜入射的角度θ合適,空氣波b以聲速c 經(jīng)同樣一段時(shí)間t也正好到達(dá)B點(diǎn),即λB=λ/sinθ,則在B點(diǎn)使板受激發(fā)因而產(chǎn)生新的彎曲波,恰好同A點(diǎn)傳來的彎曲波相吻合,于是使總的彎曲波振幅達(dá)到最大。這時(shí),板將向其另一側(cè)輻射大量的聲能,在該頻率處的隔聲量將大幅度下降,而不再符合"質(zhì)量定律",此即所謂"吻合效應(yīng)"。吻合效應(yīng)只發(fā)生在臨界頻率fc處。fc同板的厚度、材料的密度和彈性模量等有關(guān)。噪聲對(duì)人的影響的頻率范圍主要為100~3150赫,應(yīng)盡量避免這一范圍發(fā)生吻合效應(yīng)。通常,可用硬而厚的板降低臨界頻率,或用軟而薄的板來提高臨界頻率(圖4)。

共振頻率

任何隔墻都存在固有的共振頻率, 當(dāng)聲波的頻率和墻的共振頻率一致時(shí),墻體整體產(chǎn)生共振,該頻率的隔聲量將大大下降。一般地,墻體越厚重,共振頻率越低,當(dāng)共振頻率低于隔聲評(píng)價(jià)最低參考頻率100Hz時(shí),由于人耳聽覺特性對(duì)低頻不敏感,對(duì)隔聲量Rw的影響大大降低。

復(fù)雜的隔聲構(gòu)件由一些單層構(gòu)件組成,它在隔聲機(jī)理上有單層構(gòu)件的特性,同時(shí)又有各種單層構(gòu)件綜合的特性。

雙層構(gòu)件

兩個(gè)互不連接的單層構(gòu)件之間有空氣層的構(gòu)件�？諝鈱悠鹬�緩沖的彈性作用,但也能引起兩層構(gòu)件的共振。因此,雙層構(gòu)件的隔聲量并非兩層構(gòu)件隔聲量的疊加。如在空氣層中加填多孔性吸聲材料,則可減少共振而提高構(gòu)件的隔聲量。因空氣層而增加的隔聲量在一定范圍內(nèi)同空氣層厚度成正比。通常,雙層墻比同樣重量的單層墻可增加隔聲量5分貝左右。

輕型墻

使用的輕墻板有紙面石膏板、圓孔珍珠巖石膏板和加氣混凝土板等,單位面積質(zhì)量大約為十幾公斤至幾十公斤。240毫米厚的磚墻每平方米為530公斤。按照質(zhì)量定律,輕墻板是不能滿足隔聲要求的。因此,要把雙層板材隔離開形成空氣層,或在空氣層中加填吸聲材料,或采用不同厚度或勁度的板材使其具有不同的吻合頻率,以提高輕墻的隔聲量。表列有不同層數(shù)的紙面石膏板在有無填充材料情況下,不同頻帶的隔聲改善值。

隔聲門窗

門窗結(jié)構(gòu)質(zhì)量輕,而且有縫隙,因此隔聲能力不如墻壁。對(duì)于隔聲要求較高的門(隔聲量為30~50分貝),可以采用構(gòu)造簡(jiǎn)單的鋼筋混凝土門扇。但通常是采用復(fù)合結(jié)構(gòu)的門扇。這種結(jié)構(gòu)的阻抗變化能提高隔聲能力。密封縫隙也是保證門窗隔聲能力的重要措施。用工業(yè)氈做密封材料較乳膠條為佳,尤其是對(duì)高頻噪聲。對(duì)隔聲要求較高的窗,窗玻璃要有足夠的厚度(6~10毫米),至少有兩層。兩層玻璃不應(yīng)平行,以免引起共振,降低隔聲效果。玻璃和窗框、窗框和墻壁之間的縫隙要封嚴(yán)。在兩層玻璃窗之間的周邊,應(yīng)布置強(qiáng)吸聲材料,以增加隔聲量。在構(gòu)造上要便于洗擦。圖5是各種隔音窗的隔聲特性曲線圖。為了避免窗玻璃之間產(chǎn)生吻合效應(yīng),隔聲窗的雙層玻璃應(yīng)有不同的厚度,否則,在臨界頻率fc處隔聲值將出現(xiàn)低谷。

聲鎖

要使門具有較高的隔聲能力,可設(shè)置"聲鎖",即在兩道門之間的空間(門斗)內(nèi)布置強(qiáng)吸聲材料。這種措施的隔聲能力有時(shí)相當(dāng)于兩道門的隔聲量。為便于開閉,門扇的重量不宜過大。

組合墻

組合墻是有門或窗的墻。它的隔聲量通常要比無門窗的墻低些。因此,不能單純提高墻的隔聲能力。在設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)按照"等隔聲量"即τw·Sw=τd·Sd的設(shè)計(jì)原則進(jìn)行。式中τw和τd分別為平墻和門的透射系數(shù),Sw和Sd為墻和門的面積。因此

即Rw=10 lg(Sw/Sd)×(1/τd)=Rd+10 lg(Sw/Sd)分貝。從上式可知,墻的隔聲量只要比門高10分貝左右即可。

在以上各種隔聲構(gòu)件的構(gòu)造內(nèi)部使用吸聲材料,是利用吸聲的特性來增加構(gòu)件的隔聲量。隔聲和吸聲的本質(zhì)區(qū)別不應(yīng)混淆。隔聲是隔離噪聲的傳播,盡可能使入射聲波反射回去,隔聲材料愈沉重密實(shí),隔聲性能愈好;吸聲是盡可能多地吸收入射聲波,讓聲波透入材料內(nèi)部而把聲能消耗掉,因而一般是多孔性的疏松材料。

國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)建議采用單一值──隔聲指數(shù)Ia來評(píng)價(jià)空氣聲的隔聲效果。圖7中的標(biāo)準(zhǔn)曲線在100~400赫間為每倍頻帶增加9分貝,400~1250赫間為每倍頻帶增加3分貝,1250~3150赫間平直。

在求隔聲指數(shù)時(shí),先將構(gòu)件的隔聲特性曲線繪制在坐標(biāo)紙上,再將繪在透明紙上的標(biāo)準(zhǔn)曲線與之重合,并沿垂直方向上下移動(dòng),直至滿足下列兩個(gè)條件時(shí)為止:①低于標(biāo)準(zhǔn)曲線的任何 1/3倍頻帶的隔聲量與標(biāo)準(zhǔn)曲線的差值不得超過8分貝;②低于標(biāo)準(zhǔn)曲線的各個(gè)1/3倍頻帶的隔聲量與標(biāo)準(zhǔn)曲線的差值總和不得超過32分貝。1/3倍頻帶的中心頻率為500赫所對(duì)應(yīng)的隔聲量Ia即為隔聲指數(shù)的讀數(shù)。

萬畝果園

2012年8月20日廣州市建委網(wǎng)站透露,為解決萬畝果園濕地一期周邊快速路帶來的噪音問題,華南快速路、新光快速路、科韻路靠近萬畝果園的地帶都將建隔聲屏障。該項(xiàng)目招標(biāo)已經(jīng)展開。減噪系列工程完工后,萬畝果園只要離開這些道路100米的地方,噪音即可小于55分貝。

萬畝果園濕地一期示范區(qū)緊靠新光快速路和華南快速路。據(jù)了解,目前園區(qū)靠近這兩條路的地方噪音超過90分貝,有時(shí)甚至?xí)�達(dá)到110分貝,龐大的車流量將會(huì)給園區(qū)帶來嚴(yán)重的噪音污染。

海珠區(qū)有負(fù)責(zé)人此前表示,噪音是萬畝果園一期建設(shè)時(shí)重點(diǎn)考慮的內(nèi)容之一。他們計(jì)劃在靠近新光快速路和華南快速路方向堆一些土坡,然后在土坡上移植7~8米的密林,以此來隔絕噪音。

除此之外,昨日開始,廣州市建設(shè)投資發(fā)展有限公司對(duì)萬畝果園濕地一期周邊快速路隔聲屏障項(xiàng)目的貨物及相關(guān)服務(wù)采購(gòu)進(jìn)行公開招標(biāo),選定供貨商。該項(xiàng)目包括華南快速路隔聲屏障(新滘路-華泰路,長(zhǎng)1200米)、新光快速路隔聲屏障(南洲立交上橋位-華泰路,雙側(cè),共800米)、科韻路隔聲屏障(普通隔音屏,位于科韻路南段的跨南環(huán)高速公路跨線橋上,單側(cè),約387m)共三個(gè)子項(xiàng)。招標(biāo)內(nèi)容包括萬畝果園濕地一期周邊快速路隔聲屏障的供貨、測(cè)試、質(zhì)量保證、缺陷修補(bǔ)及其他相關(guān)技術(shù)服務(wù)等的采購(gòu)及相關(guān)服務(wù)工作。招標(biāo)控制價(jià)為1084.40萬元。

海珠區(qū)負(fù)責(zé)人表示,經(jīng)過改造后,園區(qū)內(nèi)靠近新光快速路和華南快速路等快速路的地方的噪音可控制在60分貝左右,只要離開道路100米的地方,噪音即可小于55分貝。

高架挨住宅樓

隨著合肥城市高架道路發(fā)展速度的加快,城市高架交通噪聲影響引發(fā)的環(huán)境投訴日益增多。記者從合肥市環(huán)保局獲悉,該局要求已有噪聲敏感建筑物,或者雖未建成但已規(guī)劃建設(shè)的敏感建筑物的路段建設(shè)城市高架的要設(shè)置隔聲屏障(含匝道)。

據(jù)悉,噪聲敏感建筑包括住宅、醫(yī)院、學(xué)校等,對(duì)隔聲屏障的要求是隔聲屏障的長(zhǎng)度為敏感點(diǎn)建筑物向高架垂直投影并向兩側(cè)各外延不少于10米;相鄰敏感建筑物之間的距離小于50米的,聲屏障應(yīng)連接貫通。

在城市高架兩側(cè)建設(shè)環(huán)境敏感建筑物的,項(xiàng)目建設(shè)單位除應(yīng)按照高架環(huán)評(píng)文件計(jì)算的退讓距離進(jìn)行退讓,需增設(shè)隔聲屏障的,項(xiàng)目建設(shè)單位應(yīng)當(dāng)按照環(huán)評(píng)文件和批復(fù)要求,出資在城市高架兩側(cè)設(shè)置隔聲屏障。此外,對(duì)未落實(shí)污染防治措施的城市高架和高架路段兩側(cè)建設(shè)環(huán)境敏感點(diǎn)的建設(shè)項(xiàng)目,不予批準(zhǔn)竣工環(huán)保驗(yàn)收。