綠色建筑中聲環(huán)境質(zhì)量設(shè)計(jì)及隔聲措施

□□ 徐國(guó)華，湯寅寅 (蘇州市相城檢測(cè)股份有限公司，江蘇 蘇州 215131)

引言

綠色建筑是在建筑的全壽命周期內(nèi)，最大限度地節(jié)約資源(節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材)、保護(hù)環(huán)境以及減少污染，為人類提供健康、適用和高效地使用空間，與自然和諧共生的建筑[1]。當(dāng)今社會(huì)，大部分人平均每天處于室內(nèi)時(shí)間在20 h以上。因此，重視室內(nèi)環(huán)境建設(shè)對(duì)人類的身心健康具有舉足輕重的作用。

室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量主要包括光環(huán)境、熱環(huán)境、聲環(huán)境和空氣環(huán)境。目前國(guó)內(nèi)的多數(shù)建筑將其熱環(huán)境，即建筑的節(jié)能作為最重要的考核指標(biāo)，而忽略了聲環(huán)境指標(biāo)。城市環(huán)境噪聲污染是“在城市區(qū)域內(nèi)所產(chǎn)生的環(huán)境噪聲超過(guò)國(guó)家規(guī)定的環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)，并干擾他人正常生活、工作和學(xué)習(xí)的現(xiàn)象”，50 dB以上的聲音會(huì)影響睡眠和休息，60 dB的聲音可使70%的人驚醒，>90 dB的聲音，人的交流和思維幾乎無(wú)法進(jìn)行。而長(zhǎng)期在噪聲環(huán)境下生活或工作可導(dǎo)致聽(tīng)力下降，直至產(chǎn)生噪聲性耳聾，并可能引起心跳加快、血壓升高、頑固性頭痛、神經(jīng)衰弱等。因此，良好的聲環(huán)境已被列入綠色生態(tài)小區(qū)九大技術(shù)系統(tǒng)重要內(nèi)容之一。

為確保已有建筑環(huán)境質(zhì)量達(dá)標(biāo)，目前大量的建筑正在進(jìn)行后期的綠色建筑改造。然而，在所有環(huán)境改造項(xiàng)目中，聲環(huán)境是最難改進(jìn)或者改造的，且改造過(guò)程中的諸多要求，如能耗高、預(yù)算少、周期短、不干擾正常生活等，進(jìn)一步限制了建筑聲環(huán)境質(zhì)量的提高。因此，在建筑前期進(jìn)行合理地設(shè)計(jì)、布局，并將其與光環(huán)境、熱環(huán)境等協(xié)同設(shè)計(jì)，兼顧健康、舒適、節(jié)能，方能獲得優(yōu)異的室內(nèi)環(huán)境，使得建筑由“淺綠”向“深綠”發(fā)展。

1 綠色建筑聲環(huán)境設(shè)計(jì)和構(gòu)筑應(yīng)遵循的相關(guān)法律和標(biāo)準(zhǔn)

綠色建筑的聲學(xué)設(shè)計(jì)應(yīng)符合《中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法》《中華人民共和國(guó)環(huán)境噪聲污染防治法》《建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)管理?xiàng)l例》等，參考GB/T 50356—2005《劇場(chǎng)、電影院和多用途廳堂建筑聲學(xué)設(shè)計(jì)規(guī)范》、GB 50118—2010《民用建筑隔聲設(shè)計(jì)規(guī)范》中的相關(guān)內(nèi)容，包括體型設(shè)計(jì)、混響時(shí)間設(shè)計(jì)與計(jì)算、噪聲控制設(shè)計(jì)與計(jì)算等方面的內(nèi)容；擴(kuò)聲系統(tǒng)設(shè)計(jì)可參考GB 50371—2006《廳堂擴(kuò)聲系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》中的相關(guān)內(nèi)容，應(yīng)包括最大聲壓級(jí)、傳聲頻率特性、傳聲增益、聲場(chǎng)不均勻度、語(yǔ)言清晰度等設(shè)計(jì)指標(biāo)。除此之外，其他設(shè)計(jì)應(yīng)參照并符合GB 3096—2008《聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》、GB 50096—2011《住宅設(shè)計(jì)規(guī)范》、GB 50378—2019《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》等標(biāo)準(zhǔn)的要求。

2 優(yōu)化建筑聲環(huán)境的規(guī)劃設(shè)計(jì)

對(duì)于普通的建筑，其聲環(huán)境設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單化、模塊化，用最少的投入獲得最大的效益。而對(duì)于高檔住宅、辦公樓，或者對(duì)聲環(huán)境具有特殊要求的房間，聲環(huán)境設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)不同的需求而定制。對(duì)于聲環(huán)境的設(shè)計(jì)，應(yīng)首先考察環(huán)境噪聲預(yù)測(cè)結(jié)果，而后評(píng)估各建筑的圍護(hù)降噪性能以及采取的降噪措施。

2.1 項(xiàng)目周邊聲環(huán)境的模擬計(jì)算

采用環(huán)境噪聲預(yù)測(cè)軟件，在項(xiàng)目的初始設(shè)計(jì)階段，對(duì)室外和室內(nèi)聲環(huán)境的影響進(jìn)行反復(fù)計(jì)算和模擬預(yù)測(cè)，在對(duì)周邊聲環(huán)境充分了解的前提下，采取必要的防治和降噪措施，一方面減少室外噪聲干擾，建立優(yōu)質(zhì)的聲環(huán)境，另一方面可降低項(xiàng)目使用階段的運(yùn)行能耗，從而大大降低工程建設(shè)和運(yùn)營(yíng)成本，減少后期綠色改造產(chǎn)生的費(fèi)用，從根本上提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。

近年來(lái)，聲環(huán)境計(jì)算機(jī)模擬分析軟件已經(jīng)獲得了長(zhǎng)足的發(fā)展。室外聲環(huán)境仿真模擬軟件主要有德國(guó)的SoundPLAN、Cadna/A、英國(guó)的Noisemap[2-3]，由于室外受聲環(huán)境噪聲源設(shè)定誤差的影響，模擬的準(zhǔn)確性受到較強(qiáng)的干擾，可在項(xiàng)目周邊選取固定的位置進(jìn)行實(shí)測(cè)，與模擬結(jié)果進(jìn)行類比，從而來(lái)減少軟件模擬而產(chǎn)生的誤差。室內(nèi)聲環(huán)境模擬主要有Raynoise、丹麥Odeon7837等。BIM(Building Information Modeling)是基于建筑信息模型的建筑設(shè)計(jì)和模擬，基于BIM技術(shù)的綠色建筑設(shè)計(jì)，可同時(shí)對(duì)風(fēng)環(huán)境、光環(huán)境、熱環(huán)境、聲環(huán)境和能耗進(jìn)行仿真模擬。而對(duì)于聲環(huán)境，BIM技術(shù)亦可同時(shí)對(duì)室外和室內(nèi)聲環(huán)境進(jìn)行模擬設(shè)計(jì)[2]。與BIM技術(shù)一樣，Virtual Lab聲場(chǎng)模擬平臺(tái)既可以對(duì)室內(nèi)聲環(huán)境進(jìn)行模擬，也可對(duì)室外噪聲級(jí)進(jìn)行預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)[4]。

對(duì)于室內(nèi)聲環(huán)境的計(jì)算，首先，根據(jù)實(shí)測(cè)結(jié)果確定建筑邊界的晝夜噪聲值，除去房間吸聲量和單面阻隔墻的隔聲量，從而得出外部噪聲經(jīng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳遞到室內(nèi)的聲壓等級(jí)；其次，計(jì)算建筑內(nèi)相鄰房間傳遞而來(lái)的聲壓級(jí)，其計(jì)算過(guò)程類似于室外傳聲的計(jì)算方法；第三，疊加目標(biāo)房間內(nèi)部設(shè)備產(chǎn)生的所有噪聲級(jí)；最終，將上述三部分聲壓級(jí)疊加后，得到目標(biāo)房間的噪聲級(jí)[5-6]。

2.2 項(xiàng)目整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

從整體的規(guī)劃設(shè)計(jì)、平面布局考慮，建筑周邊應(yīng)設(shè)計(jì)一定寬度的綠化帶，變配電房、水泵房不應(yīng)建于住宅或者重要房間的正上方或者下方等。此外，模擬分析此類設(shè)備的振動(dòng)情況，可針對(duì)性的設(shè)計(jì)合理有效地減振措施，降低其通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳遞進(jìn)入室內(nèi)的噪聲。

2.3 建設(shè)完成后的聲環(huán)境檢測(cè)

室外噪聲主要通過(guò)建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，如門窗、內(nèi)墻、外墻、樓地面、頂板等傳播進(jìn)入室內(nèi)，因此建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的隔聲性能直接影響著建筑的總噪聲級(jí)。首先，對(duì)室外聲環(huán)境進(jìn)行檢測(cè)。對(duì)于住宅區(qū)域，道路交通產(chǎn)生的噪聲是最大的噪聲源頭[7]。連續(xù)24 h不間斷測(cè)量顯然不切實(shí)際，可在每日最不利噪聲點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)，城市主干道的統(tǒng)計(jì)應(yīng)選擇典型工作日，商業(yè)區(qū)的道路應(yīng)選擇法定節(jié)假日，對(duì)于每日檢測(cè)時(shí)間的選擇應(yīng)盡可能覆蓋各個(gè)重要時(shí)段，分別統(tǒng)計(jì)白晝和黑夜的交通高峰和低谷時(shí)段的車流量以及車流量中重型車輛的比例。此外，在統(tǒng)計(jì)車流量時(shí)，還需將道路狀況的變化納入重要參考指標(biāo)。

對(duì)于建筑自身的聲環(huán)境檢測(cè)，應(yīng)對(duì)門窗、分戶墻、樓板等的空氣聲隔聲性能和撞擊隔聲性能、室內(nèi)背景噪聲等進(jìn)行檢測(cè)驗(yàn)收[8]。檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)參照GB 50118—2010《民用建筑隔聲設(shè)計(jì)規(guī)范》中的最低要求。測(cè)量方法應(yīng)按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 19889《聲學(xué) 建筑和建筑構(gòu)件隔聲測(cè)量》來(lái)執(zhí)行[9-10]。

3 綠色建筑的隔聲措施

噪聲種類繁多，但主要分為室外環(huán)境噪聲和室內(nèi)噪聲。其中，室外噪聲包括道路交通噪聲、工業(yè)噪聲和社會(huì)生活噪聲，而室內(nèi)噪聲則為鄰居之間家庭生活相互干擾以及住宅設(shè)備噪聲，如冰箱、空調(diào)、電梯等。

建筑室外降噪主要通過(guò)合理的省市居住區(qū)域規(guī)劃、加設(shè)綠化帶或隔聲屏障、工程質(zhì)量驗(yàn)收等措施來(lái)提高項(xiàng)目的整體聲環(huán)境。而室內(nèi)的噪聲主要是通過(guò)建筑樓板、建筑隔墻和建筑門窗來(lái)傳播。為減少建筑內(nèi)室與室之間的相互影響，在室內(nèi)門窗、墻體和樓板建筑的過(guò)程中應(yīng)提前做好隔聲措施。

3.1 門窗的隔聲措施

門窗是建筑物隔聲的薄弱環(huán)節(jié)。影響外窗隔聲性能的因素主要有：窗戶材質(zhì)、窗戶打開(kāi)形式、玻璃材質(zhì)、窗戶密封性以及窗戶上五金配件的性能等。對(duì)于外窗玻璃，當(dāng)其表面質(zhì)量相同時(shí)，隔聲性能從優(yōu)到劣依次為：雙夾層中空玻璃>單夾層中空玻璃>夾層玻璃>單層玻璃>中空玻璃。若計(jì)劃改造窗戶以提高其隔聲性能，往往可通過(guò)以下順序調(diào)整窗戶玻璃的隔聲等級(jí)：提高聲阻尼(采用夾層玻璃)、增加空氣層厚度、加大玻璃層厚度，而耐久性較好的五金配件和密封件可顯著延緩建筑窗戶隔聲性能的衰退。

3.2 墻體的隔聲方案和措施

不同類型的墻體應(yīng)采取不同的隔聲方案和措施。在濕作業(yè)下構(gòu)筑的墻體，墻體質(zhì)量、開(kāi)關(guān)放置以及管槽位置等均會(huì)影響墻體的隔聲性能。提高墻體隔聲性能的措施如下：

(1)墻體質(zhì)量改進(jìn)。確保砌筑砂漿的飽滿度以及抹灰的厚度和質(zhì)量；采用隔聲氈包裹開(kāi)關(guān)盒并作密封處理，在施工過(guò)程中避免開(kāi)關(guān)盒背靠背放置；減少墻體的孔洞和縫隙從而減少聲學(xué)通道的形成。

(2)穿墻管道改進(jìn)。穿墻管道周邊處理也是提升墻體隔聲性能的關(guān)鍵。所有的穿墻管道必須采用套筒，且套筒與管道之間必須填實(shí)并用膠條封閉；套筒與墻體之間采用玻璃棉等材料嚴(yán)密嵌填，并用水泥砂漿密封。

(3)在結(jié)構(gòu)允許的情況下，盡量采用承重墻作為分戶墻。若分戶墻是填充墻，可使用陶?；炷粱蛎芏容^大的增強(qiáng)石膏砌筑。

(4)墻體中的嵌槽和管路避免貫通。

3.3 樓板的隔聲措施

不同級(jí)別或用途的住宅、辦公樓等對(duì)樓板采取的隔聲措施有所不同。對(duì)于隔聲高要求的住宅，一般可采取浮筑樓板、彈性面層鋪設(shè)、組合法減振等措施來(lái)降低住宅內(nèi)傳聲，減少相互干擾。在浮筑過(guò)程中，盡量減少樓板與周邊墻體或洞口的剛性連接，阻斷“聲橋”的形成。對(duì)加鋪龍骨的地板，較為多見(jiàn)的缺陷是龍骨直接鋪設(shè)于基層之上，或是為了釘牢地板和基層樓板而用鐵釘貫穿彈性墊層，這類缺陷導(dǎo)致隔聲性能全部喪失[11]。除上述方法外，將室內(nèi)石膏板吊頂改成吸聲降噪吊頂，加入隔聲屏風(fēng)或隔聲、吸聲兩用的屏風(fēng)等也可提高室內(nèi)聲環(huán)境質(zhì)量。

4 結(jié)語(yǔ)

可持續(xù)發(fā)展對(duì)綠色建筑的發(fā)展提出了更高的要求，而人們對(duì)聲環(huán)境質(zhì)量的要求伴隨著人類生活水平的日益升高逐漸升高。當(dāng)前已有建筑的聲環(huán)境改造質(zhì)量由于受能耗高、預(yù)算少、不影響正常生活等多因素的限制，改造難度極大。因此，在建筑初期即應(yīng)對(duì)其聲環(huán)境進(jìn)行特別設(shè)計(jì)，并對(duì)工程周邊的聲環(huán)境以及內(nèi)部的聲環(huán)境進(jìn)行檢測(cè)和驗(yàn)收；在建筑施工過(guò)程中，在樓板、門窗以及墻體等方面采取有效地隔聲措施。