建設(shè)綠色聲環(huán)境 還醫(yī)院一片安寧

文 / 郎宇福 李順

一、 聲學(xué)標(biāo)準(zhǔn)解讀

本期標(biāo)準(zhǔn)：T/CECS 669-2020 《醫(yī)院建筑噪聲與振動控制設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》

本期重點如下：

1、 允許噪聲級

醫(yī)院各區(qū)域室內(nèi)允許等效噪聲級應(yīng)符合表1中的規(guī)定。

表1 醫(yī)院各區(qū)域室內(nèi)允許噪聲級 （等效聲級，dB）

2、 吸聲

空場情況下，醫(yī)院各區(qū)域在250Hz～2000 Hz 1/1倍頻程中心頻率下的平均吸聲系數(shù)應(yīng)符合表2的規(guī)定。

表2 醫(yī)院各區(qū)域的平均吸聲系數(shù)

3、 隔聲

3.1 房間類型

醫(yī)院建筑內(nèi)的房間可根據(jù)噪聲產(chǎn)生情況按表3劃分為3類。

表3 醫(yī)院建筑內(nèi)的房間類型

3.2 房間隔墻、樓板的空氣聲隔聲標(biāo)準(zhǔn)

醫(yī)院建筑各類房間隔墻、樓板的空氣聲隔聲標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合表4的規(guī)定。

表4 醫(yī)院建筑各類房間隔墻、樓板的空氣聲隔聲標(biāo)準(zhǔn)（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(yīng)符合表5的規(guī)定。

表5 相鄰房間之間的空氣聲隔聲性能（dB）

標(biāo)準(zhǔn)（圖1）解讀：為規(guī)范醫(yī)院建筑噪聲與振動控制的技術(shù)水平，營造醫(yī)院健康、舒適的聲環(huán)境，做到安全適用、技術(shù)先進、經(jīng)濟合理，制定的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，本標(biāo)準(zhǔn)適用于新建、改建和擴建醫(yī)院建筑的噪聲與振動控制設(shè)計，不適用占地醫(yī)院、醫(yī)療點等臨時性醫(yī)院。該標(biāo)準(zhǔn)對醫(yī)院的場地聲環(huán)境規(guī)劃、室內(nèi)噪聲控制、吸聲控制、隔聲控制、隔振控制均提出了設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計建議。該標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置了兩個級別，低限標(biāo)準(zhǔn)是基本要求，是所有醫(yī)院都應(yīng)達到的標(biāo)準(zhǔn)；高要求標(biāo)準(zhǔn)是對聲環(huán)境舒適度要求較高的醫(yī)院應(yīng)符合的規(guī)定。

圖1 T/CECS 669-2020 《醫(yī)院建筑噪聲與振動控制設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)封面

二、 聲學(xué)基礎(chǔ)知識分享

1、建筑設(shè)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(zhì)隔墻。

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

3、影響隔墻隔聲性能因素一：質(zhì)量定律。聲波無規(guī)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(gòu)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(yīng)、邊界條件等影響，實際上墻板的隔聲量與理論計算的結(jié)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(dāng)聲波的頻率和墻的共振頻率達到一致時，墻體整體產(chǎn)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(yīng)。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(cè)去，形成隔聲量的低谷。這種現(xiàn)象被稱作吻合效應(yīng)，這個與材料有關(guān)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(nèi)阻尼，它能阻礙物體的相對運動，使物體的動能轉(zhuǎn)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(gòu)件的共振和吻合效應(yīng)隔聲低谷上十分有效。一般材料的內(nèi)阻都很小，而粘貼彈性材料則會增加內(nèi)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(cè)板的振動會通過龍骨傳到另一側(cè)板，這種像橋一樣傳遞聲能的現(xiàn)象被稱為聲橋。

三、 空間聲環(huán)境設(shè)計醫(yī)院聲學(xué)設(shè)計

醫(yī)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(fā)展彈性的建筑有機體。其內(nèi)部空間的復(fù)雜性，全年無休地提供服務(wù)的持續(xù)性，隨著運營策略、管理模式甚至社會形態(tài)、科技經(jīng)濟而改變的成長性等，使得其醫(yī)療環(huán)境的營造更加艱辛。醫(yī)院建筑的專業(yè)建筑師除了不斷提高技術(shù)、吸取先進經(jīng)驗及醫(yī)療資訊外，還要傾聽病患及家屬、醫(yī)護人員、醫(yī)院管理者的需求，尋求最佳平衡點，創(chuàng)造更先進更完善、更人性化的醫(yī)療環(huán)境。

圖2 醫(yī)院

醫(yī)院作為特殊的醫(yī)療場所,應(yīng)為患者就診帶來安靜、整潔的環(huán)境感受。然而事實上,隨著患者流動量的增大、醫(yī)療設(shè)備的更新?lián)Q代、周邊環(huán)境的變化,醫(yī)院聲環(huán)境問題日益加劇。據(jù)美國霍普金斯大學(xué)的研究發(fā)現(xiàn),在過去的10年間,醫(yī)院噪聲水平穩(wěn)定持續(xù)的增高已經(jīng)升級到一個世界范圍的問題。噪聲不僅困擾著患者和醫(yī)護人員,而且還增加了發(fā)生醫(yī)療事故的風(fēng)險。

醫(yī)院建筑中需要解決的聲學(xué)問題主要包含以下幾個：

（1）外部環(huán)境噪聲控制，包括外部交通的噪聲，醫(yī)院的選址應(yīng)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(qū)域與振動噪聲源；合理的設(shè)計外墻結(jié)構(gòu)，外窗及幕墻結(jié)構(gòu)，控制外部環(huán)境噪聲對醫(yī)院建筑內(nèi)部的影響。

（2）內(nèi)部環(huán)境噪聲控制，包括醫(yī)院建筑內(nèi)部水泵、空調(diào)機組等機械設(shè)備的噪聲控制，醫(yī)院內(nèi)人來往的腳步聲和推車聲、醫(yī)生、病患之間的交流聲、墻壁上的電視聲、醫(yī)院內(nèi)的呼叫信號聲、撥號聲。

（3）醫(yī)院內(nèi)病房之間、病房與醫(yī)護走廊之間的相互影響，包括調(diào)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(huán)境下休息，同時保證每個病人的私密性。

（4）病房內(nèi)空調(diào)設(shè)備、衛(wèi)浴設(shè)備等的噪聲控制。包括空調(diào)風(fēng)口噪聲、衛(wèi)浴設(shè)備沖水噪聲和不同房間之間的相互影響。

（5）醫(yī)院內(nèi)部音質(zhì)設(shè)計，包括充分進行吸聲降噪設(shè)計，保證大廳內(nèi)叫號時廣播音質(zhì)清晰，并保證室內(nèi)噪聲在允許的范圍內(nèi)；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(zhì)缺陷；為電聲設(shè)計創(chuàng)造良好的建筑聲學(xué)條件；控制大廳背景噪聲達到允許標(biāo)準(zhǔn)，以及輔助用房的聲學(xué)處理。

（6）醫(yī)院內(nèi)部大廳、診室、手術(shù)室、化驗室、辦公室等附屬空間的隔聲和室內(nèi)聲環(huán)境控制。

（6）醫(yī)院內(nèi)部報告廳、會議室、示教室、測聽室等音質(zhì)要求較高房間的音質(zhì)設(shè)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(zhì)缺陷。

四、 聲學(xué)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(shù)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(jīng)過陽極氧化處理或噴漆處理，鋼板經(jīng)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(yīng)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(guān)。

穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)空腔無吸聲材料時，最大吸聲系數(shù)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(shù)峰值下降，且吸聲帶寬變窄。在穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)空腔內(nèi)放置多孔吸聲材料，可增大吸聲系數(shù)，并展寬有效吸聲頻帶。尤其當(dāng)多孔吸聲材料貼近穿孔板時吸聲效果最好。金屬穿孔板結(jié)構(gòu)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(huán)境（表6）。

表6 金屬穿孔板吸聲系數(shù)和吸聲特性曲線和降噪系數(shù)（試件規(guī)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(nèi)裝飾聲學(xué)施工節(jié)點

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

圖4 施工節(jié)點

圖5節(jié)點說明：該節(jié)點為明裝平面無縫天花風(fēng)口節(jié)點大樣，平面的出風(fēng)面廣，適合于場地較寬、開場區(qū)域或者風(fēng)口較少區(qū)域。

圖5 施工節(jié)點