绿色建筑的声环境质量设计与隔音措施

 

  绿色建筑是在建筑的全寿命周期内，最大限度地节约资源( 节能、节地、节水、节材) 、保护环境以及减少污染，为人类提供健康、适用和高效地使用空间，与自然和谐共生的建筑。当今社会，大部分人平均每天处于室内时间在 20 h 以上。因此，重视室内环境建设对人类的身心健康具有举足轻重的作用。室内环境质量主要包括光环境、热环境、声环境和空气环境。目前国内的多数建筑将其热环境，即建筑的节能作为最重要的考核指标，而忽略了声环境指标。城市环境噪声污染是“在城市区域内所产生的环境噪声超过国家规定的环境噪声排放标准，并干扰他人正常生活、工作和学习的现象”，50 d B以上的声音会影响睡眠和休息，60 d B 的声音可使70%的人惊醒，＞ 90 d B 的声音，人的交流和思维几乎无法进行。而长期在噪声环境下生活或工作可导致听力下降，直至产生噪声性耳聋，并可能引起心跳加快、血压升高、顽固性头痛、神经衰弱等。因此，良好的声环境已被列入绿色生态小区九大技术系统重要内容之一。为确保已有建筑环境质量达标，目前大量的建筑正在进行后期的绿色建筑改造。然而，在所有环境改造项目中，声环境是最难改进或者改造的，且改造过程中的诸多要求，如能耗高、预算少、周期短、不干扰正常生活等，进一步限制了建筑声环境质量的提高。因此，在建筑前期进行合理地设计、布局，并将其与光环境、热环境等协同设计，兼顾健康、舒适、节能，方能获得优异的室内环境，使得建筑由

“浅绿”向“深绿”发展。

  绿色建筑的声学设计应符合《中华人民共和国环境保护法》《中华人民共和国环境噪声污染防治法》《建设项目环境保护管理条例》等，参考 GB /T50356—2005《剧场、电影院和多用途厅堂建筑声学设计规范》、GB 50118—2010《民用建筑隔声设计规范》中的相关内容，包括体型设计、混响时间设计与计算、噪声控制设计与计算等方面的内容; 扩声系统设计可参考 GB 50371—2006《厅堂扩声系统设计规范》中的相关内容，应包括最大声压级、传声频率特性、传声增益、声场不均匀度、语言清晰度等设计指标。除此之外，其他设计应参照并符合 GB 3096—2008《声环境质量标准》、GB 50096—2011《住宅设计规范》、GB 50378—2019《绿色建筑评价标准》等标准的要求。

  对于普通的建筑，其声环境设计应尽可能简单化、模块化，用最少的投入获得最大的效益。而对于高档住宅、办公楼，或者对声环境具有特殊要求的房间，声环境设计应根据不同的需求而定制。对于声环境的设计，应首先考察环境噪声预测结果，而后评估各建筑的围护降噪性能以及采取的降噪措施。

  2. 1 项目周边声环境的模拟计算

  采用环境噪声预测软件，在项目的初始设计阶段，对室外和室内声环境的影响进行反复计算和模拟预测，在对周边声环境充分了解的前提下，采取必要的防治和降噪措施，一方面减少室外噪声干扰，建立优质的声环境，另一方面可降低项目使用阶段的运行能耗，从而大大降低工程建设和运营成本，减少后期绿色改造产生的费用，从根本上提高设计质量。近年来，声环境计算机模拟分析软件已经获得了长足的发展。室外声环境仿真模拟软件主要有德国的 Sound PLAN、Cadna /A、英国的 Noisemap，由于室外受声环境噪声源设定误差的影响，模拟的准确性受到较强的干扰，可在项目周边选取固定的位置进行实测，与模拟结果进行类比，从而来减少软件模拟 而 产 生 的 误 差。室 内 声 环 境 模 拟 主 要 有Ｒaynoise、丹 麦 Odeon7837 等。 BIM ( BuildingInformation Modeling) 是基于建筑信息模型的建筑设计和模拟，基于 BIM 技术的绿色建筑设计，可同时对风环境、光环境、热环境、声环境和能耗进行仿真模拟。而对于声环境，BIM 技术亦可同时对室外和室内声环境进行模拟设计。与 BIM 技术一样，Virtual Lab 声场模拟平台既可以对室内声环境进行模拟，也可对室外噪声级进行预测评价。对于室内声环境的计算，首先，根据实测结果确定建筑边界的昼夜噪声值，除去房间吸声量和单面阻隔墙的隔声量，从而得出外部噪声经围护结构传递到室内的声压等级; 其次，计算建筑内相邻房间传递而来的声压级，其计算过程类似于室外传声的计算方法; 第三，叠加目标房间内部设备产生的所有噪声级; 最终，将上述三部分声压级叠加后，得到目标房间的噪声级。

  2. 2 项目整体结构设计

  从整体的规划设计、平面布局考虑，建筑周边应设计一定宽度的绿化带，变配电房、水泵房不应建于住宅或者重要房间的正上方或者下方等。此外，模拟分析此类设备的振动情况，可针对性的设计合理有效地减振措施，降低其通过围护结构传递进入室内的噪声。

  2. 3 建设完成后的声环境检测

  室外噪声主要通过建筑的围护结构，如门窗、内墙、外墙、楼地面、顶板等传播进入室内，因此建筑围护结构的隔声性能直接影响着建筑的总噪声级。首先，对室外声环境进行检测。对于住宅区域，道路交通产生的噪声是最大的噪声源头。连续 24 h 不间断测量显然不切实际，可在每日最不利噪声点进行检测，城市主干道的统计应选择典型工作日，商业区的道路应选择法定节假日，对于每日检测时间的选择应尽可能覆盖各个重要时段，分别统计白昼和黑夜的交通高峰和低谷时段的车流量以及车流量中重型车辆的比例。此外，在统计车流量时，还需将道路状况的变化纳入重要参考指标。对于建筑自身的声环境检测，应对门窗、分户墙、楼板等的空气声隔声性能和撞击隔声性能、室内背景噪声等进行检测验收。检测标准应参照 GB50118—2010《民用建筑隔声设计规范》中的最低要求。测量方法应按照国家标准 GB /T 19889《声学建筑和建筑构件隔声测量》来执行。

  噪声种类繁多，但主要分为室外环境噪声和室内噪声。其中，室外噪声包括道路交通噪声、工业噪声和社会生活噪声，而室内噪声则为邻居之间家庭生活相互干扰以及住宅设备噪声，如冰箱、空调、电梯等。建筑室外降噪主要通过合理的省市居住区域规划、加设绿化带或隔声屏障、工程质量验收等措施来提高项目的整体声环境。而室内的噪声主要是通过建筑楼板、建筑隔墙和建筑门窗来传播。为减少建筑内室与室之间的相互影响，在室内门窗、墙体和楼板建筑的过程中应提前做好隔声措施。

  3. 1 门窗的隔声措施

  门窗是建筑物隔声的薄弱环节。影响外窗隔声性能的因素主要有: 窗户材质、窗户打开形式、玻璃材质、窗户密封性以及窗户上五金配件的性能等。对于外窗玻璃，当其表面质量相同时，隔声性能从优到劣依次为: 双夹层中空玻璃＞单夹层中空玻璃＞夹层玻璃＞单层玻璃＞中空玻璃。若计划改造窗户以提高其隔声性能，往往可通过以下顺序调整窗户玻璃的隔声等级: 提高声阻尼( 采用夹层玻璃) 、增加空气层厚度、加大玻璃层厚度，而耐久性较好的五金配件和密封件可显著延缓建筑窗户隔声性能的衰退。

  3. 2 墙体的隔声方案和措施

  不同类型的墙体应采取不同的隔声方案和措施。在湿作业下构筑的墙体，墙体质量、开关放置以及管槽位置等均会影响墙体的隔声性能。提高墙体隔声性能的措施如下:( 1) 墙体质量改进。确保砌筑砂浆的饱满度以及抹灰的厚度和质量; 采用隔声毡包裹开关盒并作密封处理，在施工过程中避免开关盒背靠背放置; 减少墙体的孔洞和缝隙从而减少声学通道的形成。( 2) 穿墙管道改进。穿墙管道周边处理也是提升墙体隔声性能的关键。所有的穿墙管道必须采用套筒，且套筒与管道之间必须填实并用胶条封闭; 套筒与墙体之间采用玻璃棉等材料严密嵌填，并用水泥砂浆密封。( 3) 在结构允许的情况下，尽量采用承重墙作为分户墙。若分户墙是填充墙，可使用陶粒混凝土或密度较大的增强石膏砌筑。( 4) 墙体中的嵌槽和管路避免贯通。

  3. 3 楼板的隔声措施

  不同级别或用途的住宅、办公楼等对楼板采取的隔声措施有所不同。对于隔声高要求的住宅，一般可采取浮筑楼板、弹性面层铺设、组合法减振等措施来降低住宅内传声，减少相互干扰。在浮筑过程中，尽量减少楼板与周边墙体或洞口的刚性连接，阻断“声桥”的形成。对加铺龙骨的地板，较为多见的缺陷是龙骨直接铺设于基层之上，或是为了钉牢地板和基层楼板而用铁钉贯穿弹性垫层，这类缺陷导致隔声性能全部丧失。除上述方法外，将室内石膏板吊顶改成吸声降噪吊顶，加入隔声屏风或隔声、吸声两用的屏风等也可提高室内声环境质量。

  可持续发展对绿色建筑的发展提出了更高的要求，而人们对声环境质量的要求伴随着人类生活水平的日益升高逐渐升高。当前已有建筑的声环境改造质量由于受能耗高、预算少、不影响正常生活等多因素的限制，改造难度极大。因此，在建筑初期即应对其声环境进行特别设计，并对工程周边的声环境以及内部的声环境进行检测和验收; 在建筑施工过程中，在楼板、门窗以及墙体等方面采取有效地隔声措施。

 

［1］GB/T 50378—2019，绿色建筑评价标准［S］．北京: 中国建筑工业出版社，2019．

［2］谢涛，兰新如，陈茜吉美．环境噪声模拟在某医院建筑设计中的应用［A］．2019 国际绿色建筑与建筑节能论文集［C］．2019: 102－107．

［3］程浩然，饶永，曲飞．绿色建筑物理环境模拟研究———以安建大厦为例［J］．安徽建筑，2013( 3) : 65－67．