建設綠色聲環境 還醫院一片安寧

文 / 郎宇福 李順

一、 聲學標準解讀

本期標準：T/CECS 669-2020 《醫院建筑噪聲與振動控制設計標準》

本期重點如下：

1、 允許噪聲級

醫院各區域室內允許等效噪聲級應符合表1中的規定。

表1 醫院各區域室內允許噪聲級 （等效聲級，dB）

2、 吸聲

空場情況下，醫院各區域在250Hz～2000 Hz 1/1倍頻程中心頻率下的平均吸聲系數應符合表2的規定。

表2 醫院各區域的平均吸聲系數

3、 隔聲

3.1 房間類型

醫院建筑內的房間可根據噪聲產生情況按表3劃分為3類。

表3 醫院建筑內的房間類型

3.2 房間隔墻、樓板的空氣聲隔聲標準

醫院建筑各類房間隔墻、樓板的空氣聲隔聲標準應符合表4的規定。

表4 醫院建筑各類房間隔墻、樓板的空氣聲隔聲標準（dB）

3.3 相鄰房間之間的空氣聲隔聲性能

相鄰房間之間的空氣聲隔聲性能應符合表5的規定。

表5 相鄰房間之間的空氣聲隔聲性能（dB）

標準（圖1）解讀：為規范醫院建筑噪聲與振動控制的技術水平，營造醫院健康、舒適的聲環境，做到安全適用、技術先進、經濟合理，制定的行業標準，本標準適用于新建、改建和擴建醫院建筑的噪聲與振動控制設計，不適用占地醫院、醫療點等臨時性醫院。該標準對醫院的場地聲環境規劃、室內噪聲控制、吸聲控制、隔聲控制、隔振控制均提出了設計標準和設計建議。該標準設置了兩個級別，低限標準是基本要求，是所有醫院都應達到的標準；高要求標準是對聲環境舒適度要求較高的醫院應符合的規定。

圖1 T/CECS 669-2020 《醫院建筑噪聲與振動控制設計標準》行業標準封面

二、 聲學基礎知識分享

1、建筑設計中常用的隔墻有三種類型：鋼筋混凝土、加氣混凝土砌塊、石膏板輕質隔墻。

2、單層均質密實墻的隔聲性能和入射聲波的頻率有關，還取決于墻本身的面密度、共振頻率、吻合效應、材料的內阻尼和聲橋。

3、影響隔墻隔聲性能因素一：質量定律。聲波無規入射時，理論上單層墻體的隔聲量估算公式為：

式中R為單層墻的隔聲量，M表示構件的面密度，單位為kg/m2, f為聲波的頻率，單位為Hz；可以看出單層墻越厚越重隔聲性能越好，面密度提高1倍，隔聲量提高6dB。由于剛度、阻尼、共振、吻合效應、邊界條件等影響，實際上墻板的隔聲量與理論計算的結果并不一致，有的偏低也有的偏高。

4、影響隔墻隔聲性能因素二：共振頻率。任何隔墻都存在固有的共振頻率, 當聲波的頻率和墻的共振頻率達到一致時，墻體整體產生共振，該頻率的隔聲量將大大下降。

5、影響隔墻隔聲性能因素三：吻合效應。聲波接觸墻板后，墻板除了垂直方向的受迫振動以外，還有沿著板面方向的受迫彎曲振動。在某個特定頻率以上，受迫彎曲振動將和板固有的自由彎曲振動吻合，這時板就非常順從地跟隨入射聲彎曲，造成聲能大量地透射到另一側去，形成隔聲量的低谷。這種現象被稱作吻合效應，這個與材料有關的特定截止頻率被稱為臨界頻率fc。

6、影響隔墻隔聲性能因素四：阻尼。材料一般都具有一定的內阻尼，它能阻礙物體的相對運動，使物體的動能轉化為熱能。因此阻尼對提高材料的隔聲性能有明顯的作用，特別是抑制構件的共振和吻合效應隔聲低谷上十分有效。一般材料的內阻都很小，而粘貼彈性材料則會增加內阻，如玻璃纖維棉、巖棉、橡膠阻尼氈等。

7、影響隔墻隔聲性能因素五：聲橋。板材直接固定在龍骨上時，受聲一側板的振動會通過龍骨傳到另一側板，這種像橋一樣傳遞聲能的現象被稱為聲橋。

三、 空間聲環境設計醫院聲學設計

醫院建筑（圖2）有別于其他建筑，它是一個有生命、會因時空因素而改變的具有發展彈性的建筑有機體。其內部空間的復雜性，全年無休地提供服務的持續性，隨著運營策略、管理模式甚至社會形態、科技經濟而改變的成長性等，使得其醫療環境的營造更加艱辛。醫院建筑的專業建筑師除了不斷提高技術、吸取先進經驗及醫療資訊外，還要傾聽病患及家屬、醫護人員、醫院管理者的需求，尋求最佳平衡點，創造更先進更完善、更人性化的醫療環境。

圖2 醫院

醫院作為特殊的醫療場所,應為患者就診帶來安靜、整潔的環境感受。然而事實上,隨著患者流動量的增大、醫療設備的更新換代、周邊環境的變化,醫院聲環境問題日益加劇。據美國霍普金斯大學的研究發現,在過去的10年間,醫院噪聲水平穩定持續的增高已經升級到一個世界范圍的問題。噪聲不僅困擾著患者和醫護人員,而且還增加了發生醫療事故的風險。

醫院建筑中需要解決的聲學問題主要包含以下幾個：

（1）外部環境噪聲控制，包括外部交通的噪聲，醫院的選址應遠離高速路、機場、鐵路線、車站、港口、碼頭等存在顯著噪聲影響的區域與振動噪聲源；合理的設計外墻結構，外窗及幕墻結構，控制外部環境噪聲對醫院建筑內部的影響。

（2）內部環境噪聲控制，包括醫院建筑內部水泵、空調機組等機械設備的噪聲控制，醫院內人來往的腳步聲和推車聲、醫生、病患之間的交流聲、墻壁上的電視聲、醫院內的呼叫信號聲、撥號聲。

（3）醫院內病房之間、病房與醫護走廊之間的相互影響，包括調整病房隔墻做法、病房門隔聲處理等避免病房之間聲音的互相干擾，保證病人能夠在一個安靜舒適的環境下休息，同時保證每個病人的私密性。

（4）病房內空調設備、衛浴設備等的噪聲控制。包括空調風口噪聲、衛浴設備沖水噪聲和不同房間之間的相互影響。

（5）醫院內部音質設計，包括充分進行吸聲降噪設計，保證大廳內叫號時廣播音質清晰，并保證室內噪聲在允許的范圍內；保證有足夠的響度、良好的語言清晰度；聲場分布均勻，并無對聽音形成干擾的音質缺陷；為電聲設計創造良好的建筑聲學條件；控制大廳背景噪聲達到允許標準，以及輔助用房的聲學處理。

（6）醫院內部大廳、診室、手術室、化驗室、辦公室等附屬空間的隔聲和室內聲環境控制。

（6）醫院內部報告廳、會議室、示教室、測聽室等音質要求較高房間的音質設計，保證有足夠的響度、良好的語言清晰度。聲場分布均勻，并無對聽音形成干擾的音質缺陷。

四、 聲學材料介紹材料名稱：金屬穿孔板 （圖3）

圖3 金屬穿孔板

材料詳情：

金屬穿孔板多數是由0.6-1.2mm厚度的防銹鋁、0.5-1.0mm鍍鋅鋼板或都是0.5-1.0mm的普通鋼板沖制而成，鋁板面經過陽極氧化處理或噴漆處理，鋼板經過噴塑或烤漆或噴漆處理，既起護面作用，又起裝飾作用。穿孔板的穿孔率應小于20%，共振頻率在100-4000Hz，板的厚度一般為2-13mm，孔徑為?2-8mm，孔距范圍為10-100mm。穿孔板的吸聲原理與亥姆霍茲共振器的原理相同，共振頻率與穿孔率、孔徑、板厚、板后空氣層厚度有關。

穿孔板吸聲結構空腔無吸聲材料時，最大吸聲系數約為0.3-0.6.這時穿孔率不宜過大，以1%-5%比較合適。穿孔率大，則吸聲系數峰值下降，且吸聲帶寬變窄。在穿孔板吸聲結構空腔內放置多孔吸聲材料，可增大吸聲系數，并展寬有效吸聲頻帶。尤其當多孔吸聲材料貼近穿孔板時吸聲效果最好。金屬穿孔板結構能耐高溫、高濕、沒有纖維、粉塵污染，適合于高溫、高濕、超凈和高速氣流等環境（表6）。

表6 金屬穿孔板吸聲系數和吸聲特性曲線和降噪系數（試件規格：1.0mm厚穿孔鋁板（孔徑3.0mm、穿孔率20%、背貼無紡布）+50mm空腔）

五、 常用室內裝飾聲學施工節點

圖4節點說明：該節點為隱藏式（凹槽式）天花風口節點，該節點缺點是定向送風，送風的面積窄，適合于小空間、定向送風的空間。

圖4 施工節點

圖5節點說明：該節點為明裝平面無縫天花風口節點大樣，平面的出風面廣，適合于場地較寬、開場區域或者風口較少區域。

圖5 施工節點