臨街建筑室內(nèi)聲環(huán)境設(shè)計優(yōu)化策略

王 洋

（上海師范大學(xué)美術(shù)學(xué)院，上海 200235）

0 引言

2019年8月1日，我國正式發(fā)布GB/T 50378—2019《綠色建筑評價標準》并貫徹實施。綠色節(jié)能建筑的基本定義是：在全周期生命和長壽命的使用周期內(nèi)，為人們創(chuàng)造和發(fā)展提供健康、適用、高效的生活和使用空間，最大限度促進和規(guī)范人與自然和諧相處、健康共生的新型高質(zhì)量建筑建設(shè)。其中，對室內(nèi)噪聲級和室內(nèi)隔聲性能分別進行了嚴格的質(zhì)量評定標準，但由于各方面條件限制，大部分建筑無法達到要求，亟須改善。

1 研究背景

1.1 聲環(huán)境概念

以人為本的設(shè)計理念既要考慮使用環(huán)境的功能性與審美性，又要考慮聲環(huán)境、熱環(huán)境、光環(huán)境這些影響人體體感系統(tǒng)的物理環(huán)境。聲環(huán)境作為空間設(shè)計中需考慮的重要環(huán)節(jié)之一，影響人的五感系統(tǒng)中的聽覺。優(yōu)質(zhì)的聲環(huán)境能夠讓人產(chǎn)生愉悅感，有利于個體健康發(fā)展；劣質(zhì)的聲環(huán)境統(tǒng)稱為噪聲，會引起不同程度的心理和生理不適。改變與優(yōu)化聲環(huán)境需要長時間逐步推進。

1.2 聲環(huán)境評價體系

GB 3096—2008《聲環(huán)境質(zhì)量標準》對五大類聲環(huán)境功能區(qū)噪聲限值作出規(guī)定，其中，對于交通干線兩側(cè)和穿越城區(qū)的內(nèi)河航道兩側(cè)區(qū)域以及穿越城區(qū)的鐵路主次干線兩側(cè)區(qū)域的背景噪聲限值參照晝間70dB、夜間55dB進行控制?！?020中國環(huán)境噪聲污染防治報告》指出全國各地道路交通噪聲平均值為66.8dB（A），雖然在閾值要求范圍內(nèi)，但對更加關(guān)注生活品質(zhì)的大部分人來說，并不是相對舒適的標準。

室內(nèi)噪聲標準劃分為住宅和非住宅兩大類。GB 50096—2011《住宅設(shè)計規(guī)范》對城市和中心地帶主次干道沿線的居住建筑室內(nèi)噪聲容量所允許的范圍作出設(shè)定，要求室內(nèi)噪聲最高值不得大于40～45dB（A）；非住宅室內(nèi)噪聲標準依照室內(nèi)空間的使用功能和使用目的對應(yīng)相關(guān)規(guī)定。

1.3 臨街建筑形式

我國臨街住宅建筑形式基本劃分為3類：行列式、圍合式和混合型。這3種形式都不同程度地形成依靠交通道路建設(shè)的建筑群，由于采光和通風(fēng)的優(yōu)越性，以行列式建筑為主。不同臨街建筑形式與噪聲接觸的范圍不同，建筑所受噪聲干擾的聲壓級隨著臨街距離的推進而逐步增加，樓層越高，受噪聲干擾越小。

我國臨街商業(yè)空間設(shè)置和特殊功能空間對外部噪聲的控制是關(guān)注的重點。臨街商業(yè)類型主要有大型商業(yè)建筑綜合體、小型個體商鋪或社區(qū)商業(yè)。大型商業(yè)建筑綜合體往往伴隨著大面積的空曠外圍或景觀空間的設(shè)計陳設(shè)，同時建筑體量的大小和建筑外部圍合的優(yōu)勢在很大程度上削弱了噪聲，故對空間內(nèi)使用者影響較小。小型個體商鋪與社區(qū)商業(yè)臨街性較強，尤其是二線以上城市，長時間受到交通噪聲干擾，需要對此予以關(guān)注。特殊空間是指對噪聲敏感人群，如養(yǎng)老院、特殊兒童療愈院等。特殊空間會安排在遠離復(fù)雜交通的區(qū)域，即使地理位置特殊，也需對室內(nèi)空間和室外空間采取一定措施，阻隔和削減噪聲。

2 噪聲污染來源及危害

日常生活中的噪聲主要來源于城市生活噪聲、交通噪聲、工業(yè)噪聲以及建筑施工噪聲。交通噪聲是臨街建筑噪聲污染的主要來源之一，有持續(xù)性強、影響大、時間不受控的特點。經(jīng)濟發(fā)展使人們對機動車的需求旺盛，個人車輛持有量增長，車道數(shù)量與機動車數(shù)量不匹配造成交通擁堵，由此產(chǎn)生的交通噪聲問題尤為顯著。同時，房地產(chǎn)行業(yè)高速發(fā)展，原來作為噪聲緩沖區(qū)的道路和綠化面積減少，臨街建筑增多，交通噪聲問題更加顯著，既影響建筑外活動的人群，又影響建筑內(nèi)人群的正常生活。

噪聲的危害主要體現(xiàn)在生理和心理兩方面。國內(nèi)外研究表明，噪聲可能會直接引起患者中樞神經(jīng)系統(tǒng)、腸胃等多方面的疾病，還會使患者出現(xiàn)頭昏、失眠等癥狀，長期接觸噪聲可能會直接造成噪聲性耳聾，甚至產(chǎn)生強迫、抑郁、焦慮等心理健康問題。特別是對于敏感人群如老人、孕婦和兒童來說，如果長期受低頻噪聲影響，聽力損傷程度會由量變到質(zhì)變，產(chǎn)生不可逆的影響。低頻噪聲持續(xù)時間長、穿透力強，輕則使人感到煩躁和焦慮，重則導(dǎo)致人注意力不集中、記憶力減退等。

3 室內(nèi)聲環(huán)境現(xiàn)狀

隨著城市化高速推進，城市人口不斷增長，人們生活節(jié)奏加快，社會壓力逐漸增加。人體感知到的外部環(huán)境對人的身心產(chǎn)生一定程度的影響，其中影響最大的是人們?nèi)粘Ｉ詈凸ぷ魉幍沫h(huán)境空間。室內(nèi)物理環(huán)境分為聲學(xué)環(huán)境、光學(xué)環(huán)境和熱環(huán)境。任何一種環(huán)境類別都應(yīng)是獨立的結(jié)構(gòu)，都應(yīng)具備形成宜人環(huán)境的各種要素。臨街建筑鄰近交通道路，易受交通噪聲和生活噪聲干擾，據(jù)《2020中國環(huán)境噪聲污染防治報告》，在全國“12369環(huán)保舉報聯(lián)網(wǎng)管理平臺”收到的53萬件投訴中有20多萬件為噪聲擾民問題，可見噪聲污染問題十分嚴重。

4 室內(nèi)聲環(huán)境優(yōu)化策略

4.1 住宅空間

4.1.1 平剖面

住宅平剖面防噪設(shè)計是最常規(guī)的噪聲改善方式，將住宅鄰近交通干道一側(cè)的空間分別設(shè)置為對噪聲上限要求低的不敏感性功能區(qū)，如廚房、衛(wèi)生間和公共活動空間；對噪聲上限要求高的一側(cè)設(shè)置為敏感性功能區(qū)，如臥室、書房等。

同時，在需要安靜的區(qū)域設(shè)置緩沖區(qū)域，形成屏障，讓室外噪聲在空間層疊中不斷消耗，以減少對室內(nèi)空間的干擾。譬如，設(shè)置入戶空間，降低室外噪聲干擾；設(shè)置降噪陽臺，減少交通噪聲等（見圖1）。

圖1 降噪陽臺緩沖區(qū)域（圖片來源：作者自繪）

4.1.2 墻體

噪聲污染對室內(nèi)人群的生活造成較大影響，因此要從房屋圍護結(jié)構(gòu)墻體著手降噪。墻體隔聲是通過室內(nèi)架構(gòu)的方式：首先在墻體上打龍骨，一般會根據(jù)墻體厚度選擇龍骨材料，可選擇木龍骨或輕鋼龍骨，輕鋼龍骨隔聲效果相對更好，故使用較多；其次是填充吸聲棉，吸聲棉主要分環(huán)保吸聲棉和玻璃棉，通常使用環(huán)保吸聲棉，再將阻尼隔聲板和防水隔聲氈分別置于墻體上，固定時隔聲氈應(yīng)密封好；最后用自攻螺絲鎖住石膏板。采用上述方式，隔聲量通?？稍黾?～10dB。實驗表明，與相同材料及質(zhì)量的單層建筑墻體相比，復(fù)合輕質(zhì)外墻的隔聲效果較好，輕鋼龍骨石膏板隔聲墻的密度為55kg/m2，隔聲量可達54dB。

4.1.3 門窗

室內(nèi)聲環(huán)境優(yōu)化還常采用隔聲窗的方式。用斷橋鋁雙層抽真空或三層玻璃，達到雙層真空，通過中間的空腔區(qū)域消耗聲波，從而降低噪聲進入室內(nèi)的頻率，相對來說會比單層玻璃衰減噪聲6～10dB。根據(jù)相關(guān)的夾層玻璃隔聲效果模擬實驗結(jié)果，3.0mm+0.6mm+7.0mm的夾層玻璃隔聲性能較好，且符合國家標準。

室內(nèi)入口主要采用雙重門隔聲，增加空腔，減少噪聲。門框如果采用普通的閉合方式，則基本沒有隔聲效能，因此門框通常采用“T”形門的閉合方式，并在中空門板的腔內(nèi)填充隔聲棉等材料。由于中間是中空結(jié)構(gòu)，音波通過振動形式遇到中空結(jié)構(gòu)后發(fā)生反應(yīng)，音波轉(zhuǎn)化為熱量，并被中空結(jié)構(gòu)吸收，從而達到門隔聲的目的。同時，門的材質(zhì)也有噪聲反射或阻隔作用，表面凹凸帶有花紋的門，能夠反射部分聲波。門的隔聲原理和窗基本相同。

4.1.4 硬裝和軟裝

采用吸聲材料是聲環(huán)境優(yōu)化的重要策略之一。吸聲材料把聲能轉(zhuǎn)化為熱能，硬裝設(shè)計可考慮采用碳素花紋木質(zhì)柜體吸聲板。碳素花紋木質(zhì)柜體吸聲板主要由木質(zhì)飾面、芯材及吸聲薄氈等材料構(gòu)成。木制家具本身具有纖維多孔性能，其柜體具有良好的吸聲和降噪性能，在柜體隔板上復(fù)合空心材料，也能在一定程度上緩解噪聲。近些年，PET材料被認為是新興的吸聲材料，以聚酯纖維為原料，經(jīng)過熱壓熔融，以絲綿形態(tài)生產(chǎn)，是一種具有透氣性的新型吸聲材料。它不僅具有吸聲作用，還有隔熱、輕質(zhì)、阻燃、可回收及裝飾效果，可作為首選材料用于墻體、天棚結(jié)構(gòu)中。軟裝設(shè)計上，可用物理方式減少噪聲，比如利用較厚重的窗簾、地毯，好的窗簾材質(zhì)可以減少15%的噪聲。墻面采用凹凸明顯的壁紙或軟包，不但可以降低噪聲頻率，還能增強室內(nèi)裝飾效果。

4.2 公共空間

4.2.1 交通空間

商鋪類臨街公共空間，除需長時間對外營業(yè)對噪聲影響考慮較少外，學(xué)校、養(yǎng)老院、辦公室等需要安靜環(huán)境的公共空間，則需要進行降噪處理。多采用平剖面降噪手段，一方面可以通過過渡空間或緩沖空間進行降噪，如操場、綠化帶等，以減少室外噪聲對室內(nèi)的影響；另一方面可以通過門窗隔聲，門盡量采用復(fù)合結(jié)構(gòu)的隔聲門，窗戶可采用不同厚度的多層玻璃中空窗。室內(nèi)軟裝設(shè)計可以利用厚重的窗簾和地毯以及內(nèi)墻粘貼吸聲材料來降低噪聲。

4.2.2 掩蔽效應(yīng)

掩蔽噪聲效應(yīng)是一個聲學(xué)概念，主要用來泛化和描述語音中的噪聲信號，能夠隱藏進入人體聽覺系統(tǒng)的一小部分能量較小的噪聲信號，使這部分噪聲不被人所感知，通俗地講，就是人的耳朵對某個聲音的靈敏度由于另一個聲音的存在而大大降低的一種現(xiàn)象。因此，在空間中如果感覺到外部聲音嘈雜，可以通過掩蔽效應(yīng)進行噪聲掩蓋，如以室內(nèi)播放音樂或收看電視的方式掩蓋外界噪聲。

4.2.3 噪聲管理

噪聲在公共空間無處不在，但是能夠通過一定的噪聲管理減少其對人們?nèi)粘Ｉ畹挠绊?。比如對于室外空間，在一定時間區(qū)段控制車輛鳴笛或裝修施工；對于室內(nèi)空間，各類設(shè)備的操作控制在合適的時間段內(nèi)。

4.2.4 室外噪聲控制

室外噪聲控制需要從噪聲源、傳播過程和接收處進行控制。

1）降低噪聲對外界的影響，可設(shè)置一定的防噪距離，盡量使建筑遠離噪聲點，如果無法遠離，則需要采取一定的手段屏蔽噪聲。已推行的聲屏障措施體系缺失，沒有統(tǒng)一的標準，降噪效果不佳，同時，對低噪聲道路尚未推廣，故應(yīng)建立和完善道路及聲屏障標準體系。

2）在降噪處理中，臨街街道可以設(shè)置綠化帶或種植高大樹木，通常樹冠部分降噪作用最明顯，將植物種于靠近噪聲處一方效果最佳。據(jù)國內(nèi)外相關(guān)研究，林帶對交通噪聲的衰減主要有2個途徑：①當(dāng)噪聲通過聲波進入林帶的草坪、樹葉及其他樹干的表面，一部分中低頻噪聲會引起大量樹葉共振被吸收能量，高頻噪聲碰到樹葉會被反射；②喬灌木的高度差也能引起噪聲衰減，同時作為過渡空間，喬灌木可形成聲屏障減少噪聲傳播。

3）在噪聲接收處，通過門窗、墻體和地面、天棚等采用吸聲性能好的建筑材料阻隔噪聲，室內(nèi)采用軟裝設(shè)計消耗噪聲。

5 結(jié)語

城市人口密度逐漸增加，舒適的生活和工作環(huán)境越來越成為環(huán)境設(shè)計的重點，既包括建筑本身以及室內(nèi)環(huán)境建設(shè)，又包括室外景觀空間建設(shè)，需要三者共同營造、協(xié)同設(shè)計。后疫情時代，人們在室內(nèi)的生活和工作的時間明顯增加，故室內(nèi)環(huán)境亟待改善。聲環(huán)境研究工作雖然已經(jīng)取得了一定成果，但仍存在許多不足之處，需要我們?nèi)グl(fā)展和完善，并依靠多方合作來實現(xiàn)。