隔聲窗隔聲性能的現(xiàn)場監(jiān)測方法及效果初探

張迪生，陳瀟江

(南京市環(huán)境監(jiān)測中心站，江蘇 南京 210013)

隨著經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，噪聲作為一種新的環(huán)境污染公害，影響著市民的正常生活和身體健康，已成為市民當前反映的熱點和焦點問題。據(jù)統(tǒng)計顯示，在各類環(huán)境投訴案件中，噪聲投訴占據(jù)首位，2012年，南京市污染舉報中心共接到各類污染投訴23 665件次，其中噪聲投訴最多，占74.7%[1]。而交通噪聲作為一種非穩(wěn)態(tài)、不連續(xù)的流動污染源，具有強度大、影響范圍廣的特點，已逐漸成為城市環(huán)境噪聲的主要污染源，也成為環(huán)境噪聲控制的難點。解決交通噪聲投訴是提高市民滿意率的基本措施，也是全面建設小康社會的重要基礎。

文獻[2]對交通噪聲治理提供了相應對策。該技術政策規(guī)定了合理規(guī)劃布局、噪聲源控制、傳聲途徑噪聲削減、敏感建筑物噪聲防護、加強交通噪聲管理5個方面的地面交通噪聲污染防治技術原則與方法。目前，普遍采用了低噪聲路面、綠化帶、聲屏障、隔聲窗等手段進行控制，在這些手段中，低噪聲路面屬于對噪聲源進行控制，綠化帶和聲屏障屬于在傳聲途徑上進行噪聲削減，隔聲窗屬于對敏感建筑物的噪聲防護。文獻[3]顯示低噪聲路面投資較低，但降噪效果為3～8 dB；雙側(cè)式聲屏障降噪量為10～20 dB，但投資較高，尤其是全封閉聲屏障，單分貝投資為7.7～22.7萬元；綠化帶降噪對于土地緊缺的城市而言其適用范圍較小。而隔聲窗作為對敏感目標的最后一道防護措施，其耐腐蝕性、綜合性能高，且安裝方便，其使用范圍逐步擴大。對于隔聲窗的隔聲性能，目前尚缺乏現(xiàn)場監(jiān)測的技術規(guī)范和要求，因此有必要對其在實際使用過程中的現(xiàn)場監(jiān)測方法進行探討。

1 隔聲窗物理特性介紹

隔聲窗是由雙層或三層同質(zhì)地和不同厚度的隔聲玻璃與窗框組成，隔聲玻璃使用夾 PVB 膜經(jīng)高溫高壓牢固粘結而成的玻璃窗[4]。另外在窗架內(nèi)填充吸聲材料，有效地吸收了透明玻璃的聲波，使各頻段噪聲有效地得到隔離。隔聲玻璃通常選用中空玻璃、真空玻璃、夾膠玻璃、聚酯玻璃等，研究選用真空玻璃與中空玻璃進行對比。

中空玻璃是將兩片或多片玻璃以有效支撐均勻隔開并周邊粘結密封，使玻璃層間形成有干燥氣體空間的玻璃制品。其主要材料是玻璃、鋁間隔條、彎角栓、丁基橡膠、聚硫膠、干燥劑。中空玻璃作為建筑節(jié)能材料，因其具有良好的隔熱和隔聲性能而被廣泛應用，同時對中空玻璃的質(zhì)量要求越來越高。目前，中空玻璃最大的質(zhì)量問題在于使用中空氣層結露，而空氣層結露的原因就是空氣層的露點在使用過程中升高了。因此控制中空玻璃的露點是控制中空玻璃質(zhì)量的關鍵。

真空玻璃作為新一代節(jié)能玻璃，具有比中空玻璃更好的隔熱、保溫性能。真空玻璃基于保溫瓶的原理，將兩片平板玻璃四周密封起來，將其間隙抽成真空并密封排氣口。兩片玻璃之間的間隙為0.1～0.2 mm。為使玻璃在真空狀態(tài)下承受大氣壓力的作用，兩片玻璃板之間放有支撐物，支撐物非常小，不會影響玻璃的透光性，真空玻璃與中空玻璃的結構比較見表1。

真空玻璃比中空玻璃薄，最薄只有6 mm，現(xiàn)有住宅窗框原封不動即可安裝。由于真空玻璃薄、輕，可以減少窗框材料，減輕窗戶的整體重量。

表1 真空玻璃與中空玻璃結構比較

真空玻璃是新一代的節(jié)能玻璃，其保溫隔熱性能是中空玻璃的2倍，是單片普通玻璃的4倍。真空玻璃與中空玻璃隔熱性能比較見表2。真空玻璃熱阻高，與中空玻璃相比，具有更好的防結露性能，真空玻璃與中空玻璃防結露性能的比較見表3。在相同濕度條件下，真空玻璃的結露溫度更低，這對嚴寒地區(qū)冬天的采光極為有利，而且真空玻璃不會發(fā)生像中空玻璃常發(fā)生的“內(nèi)結露”問題?！皟?nèi)結露”是中空玻璃因間隔內(nèi)含有水氣，在較低溫度下結露而產(chǎn)生，根本無法去除，嚴重影響視覺和采光。

表2 真空玻璃與中空玻璃隔熱性能比較

表3 真空玻璃與中空玻璃防結露性能的比較①

①室溫20℃，室內(nèi)自然對流，戶外風速3.5 m/s。真空玻璃一面為低輻射玻璃。

2 隔聲窗隔聲性能的現(xiàn)場監(jiān)測方法

考慮對城區(qū)沿街建筑物安裝隔聲窗后的隔聲量進行監(jiān)測。對于隔聲窗隔聲量的監(jiān)測，現(xiàn)有國家標準采用的是實驗室(利用相鄰混響室)法[5]，現(xiàn)場監(jiān)測中雖然有使用揚聲器法進行監(jiān)測的先例[6]，但操作較為復雜，且無法代表實際交通噪聲的情況。針對這個問題，采用類似聲屏障插入損失的方法[7]，選取沿街開窗的建筑物頂樓某戶安裝隔聲窗，在室內(nèi)距離外窗1 m和窗外與隔聲窗相連的外墻體上方1.5 m處分別布點，室內(nèi)點作為受聲點，室外點作為參考點，分別在開窗和關窗條件下測量，如圖1所示。隔聲量Rw為：

Rw=(Lref,a-Lref,b)-(Lr,a-Lr,b)

式中：Lref,b——在窗外墻體上方1.5 m參考點處測量的開窗時的聲級；Lr,b——在室內(nèi)離窗1 m受聲點處測量的開窗時的聲級；Lref,a——在窗外墻體上方1.5 m參考點處測量的關窗時的聲級；Lr,a——在室內(nèi)離窗1 m受聲點處測量的關窗時的聲級。

圖1 隔聲窗隔聲性能的現(xiàn)場測量方法

測量數(shù)據(jù)應包括連續(xù)等效A聲級、各倍頻帶聲壓級，使用2臺1型頻譜儀分別在開窗和關窗情況下進行實時測量。計算出相應的A計權隔聲量和倍頻帶隔聲量。

測量時段及頻次與聲屏障監(jiān)測相同，晝間監(jiān)測3次，每次20 min，1d。地點選擇車流量平穩(wěn)較大的路邊建筑，且周圍其他噪聲干擾較小。

在室內(nèi)測量時，將其他門窗關閉，關閉室內(nèi)可能產(chǎn)生干擾的其他聲源。

3 隔聲窗隔聲性能現(xiàn)狀分析

實際監(jiān)測選擇的路段為南京市揚子江大道沿路居民樓頂樓臥室外一處，該處道路兩側(cè)受交通噪聲污染。對居民生活造成一定程度的影響，該次試驗采用的隔聲窗型號為復合玻璃隔聲窗(VA-60型)，采用了真空玻璃和塑鋼框架材料，為了進行對比，將其與普通中空玻璃隔聲性能進行對比。分別作了無窗戶遮擋、有中空玻璃遮擋、有真空玻璃遮擋、組合窗遮擋4種試驗。

各類隔聲窗現(xiàn)場監(jiān)測結果見表4-7。

將表4-7監(jiān)測結果帶入隔聲窗隔聲量公式進行計算，可得到各種隔聲窗在遮擋情況下的交通噪聲隔聲情況，如表8所示。為了分析其隔聲性能，將以上數(shù)據(jù)繪制成圖2和圖3加以分析。

表5 中空玻璃窗遮擋下交通噪聲監(jiān)測結果 dB

表6 真空玻璃窗遮擋下交通噪聲監(jiān)測結果 dB

表7 組合窗遮擋下交通噪聲監(jiān)測結果 dB

表8 各種隔聲窗遮擋情況下交通噪聲隔聲計算結果 dB

圖2 室內(nèi)受聲點各種情況下聲級值

圖3 各種隔聲窗遮擋下隔聲量情況

由圖2和圖3可以得出，交通噪聲的主要頻率范圍在63～1 000 Hz倍頻帶之間的中低頻；兩種隔聲窗對交通噪聲63～4 000 Hz全頻段范圍內(nèi)隔聲均有顯著效果，其中在1 000 Hz和2 000 Hz 2個倍頻帶隔聲量最大，中空隔聲窗所使用的中空玻璃存在的主要缺陷是低頻共振低谷和高頻吻合谷現(xiàn)象造成漏聲而影響其隔聲效果。然而城市噪聲污染主要是交通噪聲，噪聲能量主要在低頻，采用真空玻璃后，對于500 Hz倍頻帶以下的噪聲比中空玻璃隔聲更有效，各頻帶隔聲量增加了4～7 dB。這表明真空玻璃解決了普通中空玻璃普遍存在的低頻共振低谷現(xiàn)象。而對于2 000 Hz倍頻帶以上的噪聲，其改進有限。若采用組合隔聲窗進行遮擋后，在全頻帶的隔聲量達到25 dB，能夠為房間內(nèi)提供一個良好的生活環(huán)境。

4 結論

(1)對于典型交通噪聲的控制，采用隔聲窗作為對敏感目標的最后一道防護措施，其耐腐蝕性、綜合性能高，且安裝方便，其使用范圍逐步擴大。對于隔聲窗隔聲性能現(xiàn)場監(jiān)測，采用類似聲屏障插入損失的方法建立參考點及受聲點，監(jiān)測方便易行，具有實用性及可操作性。

(2)該研究選取真空玻璃及中空玻璃隔聲窗進行對比，真空玻璃保溫隔熱性能良好，適合家庭生活環(huán)境。監(jiān)測結果表明：采用真空玻璃后，對于500 Hz倍頻帶以下的噪聲比中空玻璃隔聲更有效，各頻帶隔聲量增加了4～7 dB，解決了普通中空玻璃普遍存在的低頻共振低谷現(xiàn)象；若采用組合隔聲窗進行遮擋后，在全頻帶的隔聲量達到25 dB，能夠為房間內(nèi)提供一個良好的生活環(huán)境。

(3)對交通噪聲的控制，應當因地制宜，首先應盡量考慮從源頭控制，改進汽車降噪工藝，降低聲源噪聲。交通規(guī)劃應當與聲環(huán)境保護規(guī)劃相協(xié)調(diào)，通過合理構建交通網(wǎng)絡，提高交通效率，總體減輕地面交通噪聲對周圍環(huán)境的影響，隔聲窗雖然能夠改善室內(nèi)聲環(huán)境，但其室外聲環(huán)境質(zhì)量無法改變，不能解決噪聲污染的根源問題。

(4)根據(jù)文獻[5]的要求，隔聲窗隔聲性能級數(shù)分為6級，實驗室測量結果的分級指標值在20～45 dB。研究采用現(xiàn)場監(jiān)測方法，利用交通噪聲作為自然聲源，采用真空玻璃的隔聲量為21 dB，中空與真空玻璃組合隔聲量也僅為25 dB。因此，應當針對交通噪聲的頻譜特性，加強對隔聲窗研制的選性研究，使其在實際使用過程中能體現(xiàn)預期要求。

[1] 南京市環(huán)境質(zhì)量報告書(2012年度)[R].2012:96-97.

[2] 環(huán)境保護部.地面交通噪聲污染防治技術政策[Z].2010.

[3] 儲益萍. 道路交通噪聲控制措施的技術、經(jīng)濟比較分析 [J].環(huán)境污染與防治,2011(5):107-110.

[4] 王公玉.淺談民用隔聲窗的研制[J].黑龍江環(huán)境通報,2013(3):84-87.

[5] GB/T 8485-2008 建筑門窗空氣聲隔聲性能分級及檢測方法[S].

[6] 陳衛(wèi)松,邱小軍,劉嘉俊. 隔聲現(xiàn)場測量的揚聲器聲源法改進[J].噪聲與振動控制,2007(3):138-144.

[7] HJ/T 90-2004 聲屏障聲學設計和測量規(guī)范 [S].