綠色建筑室內(nèi)噪聲檢測與分析

江宏玲

（1.安徽省·水利部淮河水利委員會水利科學研究院，安徽 合肥 230088；2.安徽省建筑工程質(zhì)量監(jiān)督檢測站，安徽 合肥 230088）

0 引言

對于人們來說，室內(nèi)是主要的生活場所，但是隨著消費水平的不斷提升，人們對建筑物的使用功能提出了越來越高的要求，因而整潔干凈、降噪效果良好的民用住宅更容易受到用戶的青睞［1，2］。從現(xiàn)有的文獻史料來看，大多數(shù)學者對建筑物的安全性與穩(wěn)定性給予了較高的關(guān)注度，只有個別理論研究成果與建筑聲學相關(guān)。最近幾年，我國經(jīng)濟保持了平穩(wěn)而快速的發(fā)展勢頭，為了滿足人們的居住或使用需求，國家有關(guān)部門規(guī)定了綠色建筑應(yīng)達到的標準，并在分析壽命周期的基礎(chǔ)上制定了一套指標評價體系，其中對于室內(nèi)環(huán)境而言尤為重要的指標為室內(nèi)聲環(huán)境。另外，為使建筑聲學工作得以順利開展，我國還陸續(xù)實施了涉及到建筑物隔音且與上述指標評價體系相匹配的標準與規(guī)范，并根據(jù)社會發(fā)展現(xiàn)狀對其進行了補充與修訂［3，4］。

當前，國內(nèi)學者針對建筑物隔音開展了一系列研究工作，多數(shù)研究成果主要涉及到民用建筑隔音性能分析、隔音系統(tǒng)設(shè)計、噪聲計算方法選擇這三個方面的內(nèi)容［5，6］。目前的軟件主要集中于室外聲環(huán)境模擬分析以及廳堂聲學模擬分析，對于建筑室內(nèi)噪聲的模擬分析還缺乏一個公認的軟件。本文主要研究外圍護結(jié)構(gòu)對于室內(nèi)噪聲級的影響，并以實際項目為例，詳細論述了如何通過計算和修正使室內(nèi)噪聲級達到允許值，最后通過實際測量來驗證計算結(jié)果。

1 室內(nèi)噪聲級的設(shè)計要求

GB 50118－2010《民用建筑隔聲設(shè)計規(guī)范》規(guī)定了住宅建筑不同房間的允許噪聲級范圍，具體數(shù)值如表 1 所示。

表1 住宅建筑不同房間的允許噪聲級范圍

2 室外聲環(huán)境模擬分析

通過對環(huán)境噪聲的模擬并對噪聲監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析不難得知，噪聲干擾源可分為兩大類［7］，其一為室內(nèi)設(shè)備、儀器等發(fā)出的噪音，其二為包括車輛行駛聲音在內(nèi)的室外噪聲。本文選定的綠色建筑項目與鐵路相鄰，學校與居民區(qū)位于其北側(cè)，主干道、次干道分別位于其西側(cè)與東側(cè)。鐵路以及路上車輛行駛時發(fā)出的聲音是該綠色建筑項目的噪聲源。運用 Sound PLAN 模擬軟件對本項目區(qū)域的聲環(huán)境進行分析，通過參考 GB 3096－2008《聲環(huán)境質(zhì)量標準》中的附錄A來確定平均日交通量，并將數(shù)據(jù)輸入該軟件中，最后得到了如圖 1 所示的日間噪聲分布圖以及如圖 2 所示的夜間噪聲分布圖。

圖1 室外聲環(huán)境分布圖（日間）

圖2 室外聲環(huán)境分布圖（夜間）

分析圖 1 可知，該建筑項目在日間 1.5 m 高度處環(huán)境噪聲值基本分布在 40～60 dB，其中靠近鐵路側(cè)及主干道側(cè)建筑表面噪聲值較大，約為 56～60 dB。分析圖 2 可知，該建筑項目在夜間 1.5 m 高度處環(huán)境噪聲值基本分布在 40～52 dB，建筑室外區(qū)域基本滿足 GB 3096－2008《聲環(huán)境質(zhì)量標準》中 2 類聲環(huán)境功能區(qū)的要求。按照最不利條件進行分析，確定綠色建筑 4 號樓3 層西南側(cè)房間為最容易受到噪聲干擾的房間，然后計算其室內(nèi)噪聲，由此得知該房間夜間產(chǎn)生了 52 dB 的立面噪聲，而日間的立面噪聲則為 60 dB。

3 室內(nèi)噪聲級計算分析

組合墻通常包含多個構(gòu)件，如外窗、墻體等等，而組合墻的隔聲量與構(gòu)件的聲透射系數(shù)密切相關(guān)，當室外聲場的聲波入射至室內(nèi)組合墻時，在構(gòu)件上透過的聲能與入射聲能之比即為聲透射系數(shù)τ。根據(jù)平均聲透射系數(shù)（τ）同時結(jié)合式（1），即可計算出組合墻的平均隔聲量。

式（1）中：、分別表示平均隔聲量與平均聲透射系數(shù)；某個部位的隔聲量以Ri表示，計量單位為 dB；該部位的面積以Si表示，計量單位為 m2。

以建筑項目外部聲環(huán)境模擬結(jié)果為參照，確定綠色建筑 4 號樓 3 層西南側(cè)房間的聲環(huán)境最為不利，該房間外圍護系統(tǒng)主要由 3 個構(gòu)件組成，墻體是其中之一，其余兩者為遮陽窗與外窗，以此房間為例進行分析。雖然遮陽窗的隔音性能較強，但需要長時間開啟，因此在計算時應(yīng)對其隔聲效果進行忽略。外墻主要由 5 種物質(zhì)構(gòu)成，即粒徑分別為 20.0 mm、15.0 mm 的水泥砂漿、粒徑為 6.0 mm 的玻纖網(wǎng)布抗裂砂漿（耐堿型）、規(guī)格為 200.0 mm 并由煤矸石制作的空心磚、規(guī)格為 100.0 mm 的改姓聚苯板。外窗為中空玻璃窗，制作材料為斷熱鋁合金，其規(guī)格為［5+12A+5（Low-E）］。查看設(shè)計圖紙并對房間外窗、外墻的面積進行計算，結(jié)果分別為 6.95 m2、4.75 m2。由式（1）計算出組合墻隔聲量（1 000 Hz）為 35.2 dB。

在計算出組合墻的評價隔聲量之后，再按照式（2）對其進行修正。

式中：R實為房間組合墻的實際隔聲量，dB；A為房間的總吸聲量，m2。

如果墻面使用了多種吸聲材料，則應(yīng)通過式（3）得出房間的總吸聲量。

式中：總吸聲量與天花板、地板、內(nèi)外墻等圍護結(jié)構(gòu)的面積分別以A、Si表示，兩者的計量單位均為 m2；某種材料的吸聲系數(shù)即αi，此值與該材料的聲音頻率相對應(yīng)，若聲音頻率出現(xiàn)變化則該值也會發(fā)生相應(yīng)的變化。

該房間天花板與內(nèi)墻面所用的材料均為水泥砂漿，外窗的主要材料為玻璃，地面使用了普通的地板材料，計算各種材料的面積以建筑結(jié)構(gòu)尺寸為依據(jù)，然后根據(jù)式（3）得出A值為 7.67 m2，再將該值代入式（2）進行計算，得出R實為 33.4 dB。考慮到車輛行駛的聲音為室外的主要噪聲，且理論隔聲量的修正值約為 10 dB，因此可將組合墻的有效隔聲量確定為 23.4 dB，則該房間室內(nèi)的晝、夜噪聲級分別為 36.6 dB、28.6 dB。

4 室內(nèi)噪聲級測量

以 GB 50118－2010《民用建筑隔聲設(shè)計規(guī)范》為依據(jù)來測量室內(nèi)噪聲級，測量過程中需要使用聲學校準器（TM-100型）與聲級計（ST-107型）。該房間的面積僅為 23.4 m2，按照相關(guān)規(guī)定，不足 30 m2的房間只需要設(shè)定一個檢測點?；诖耍疚倪x擇了位于房間中部的檢測點，該點與各墻面的間距在 1.0 m 以上且高出地面 1.2 m。每次測量前后，在 0.5 dB 顯示值范圍內(nèi)通過操作聲學校準器來校準聲級計。由于交通噪聲屬于非穩(wěn)態(tài)噪聲，具有持續(xù)性、復雜性、隨時間變化而變化等特性，因而首先對日間、夜間噪聲較大的時間段進行選定，然后將期間的測量時間設(shè)為 10 min，最后對測點的連續(xù)A計權(quán)（等效聲級）進行測量，得到的相關(guān)數(shù)據(jù)如表 2 所示。

表2 測點的理論計算值與實測值

通過分析上表列出的數(shù)據(jù)可知，測點理論計算值與實際測量值之間的差值處于 GB 50118－2010《民用建筑隔聲設(shè)計規(guī)范》要求的誤差范圍內(nèi)，說明該房間的室內(nèi)噪聲級達到了規(guī)定標準。不過實測值要比計算值偏大，分析其原因，主要有如下幾點：

1）本計算方法中的隔聲量為空氣隔聲量，噪聲還可以通過固態(tài)傳聲的方式傳入室內(nèi)；

2）工程計算為了方便，計算時采用了 1 000 Hz 下的隔聲量進行計算，計算出的室內(nèi)噪聲級為 1 000 Hz 噪聲透射的結(jié)果，而最終測量采用 A 計權(quán)網(wǎng)絡(luò)處理下的室內(nèi)噪聲值作為比對結(jié)果，存在誤差；

3）室內(nèi)共有 6 個隔聲面，建筑物內(nèi)其他噪聲源與振動也有影響，甚至會成為主要因素。

總體而言，綠色建筑 4 號樓 3 層西南側(cè)房間雖聲環(huán)境最不利，但仍具有良好的隔聲性能，究其主要原因在于以下幾點。

1）該建筑的地理位置較佳，車輛通行產(chǎn)生的噪音主要來自于東、西這兩個方向，位于其南側(cè)的鐵路基本處于廢棄狀態(tài)，位于其北側(cè)的學校日間噪音較小且夜間幾乎無噪音。另外，小區(qū)內(nèi)綠植較多，可發(fā)揮一定的降噪作用。模擬結(jié)果顯示，小區(qū)已達到 2 類聲環(huán)境功能區(qū)的評定標準。

2）在圍護結(jié)構(gòu)中，一般而言外窗對噪音的阻隔能力較差，但該房間的窗墻比非常合理，因而產(chǎn)生了較為理想的隔聲效果。因此，為了增強圍護結(jié)構(gòu)的隔聲性能并使其隔聲效果得以保持，可采取調(diào)整房間窗墻比的方式。就本項目而言，通過計算維持在 35 dB 左右，實測則能達到 30 dB 左右，較好地隔絕了室外噪聲。

5 結(jié)語

綜上所述，檢測室內(nèi)噪聲時，首先要明確室內(nèi)噪聲級的設(shè)計要求，然后對室外聲環(huán)境進行模擬，在此基礎(chǔ)上運用公式求出理論上的室內(nèi)噪聲級，最后對室內(nèi)噪聲級進行實測，并對理論值和實測值進行對比分析，根據(jù)分析結(jié)果同時參照有關(guān)標準來判斷房間是否具有良好的隔聲性能。一般而言，影響住宅隔聲性能的關(guān)鍵因素主要有兩個，即室外環(huán)境和建筑圍護結(jié)構(gòu)，因此若要保證房間能夠產(chǎn)生理想的隔音效果，不僅要在遠離噪聲源的地方建造住宅，還應(yīng)當選擇最佳窗墻比。Q