住宅及公共建筑中的低頻噪聲影響及控制
低(di)(di)頻(pin)噪(zao)(zao)(zao)聲(sheng)的來源(yuan)多(duo)種多(duo)樣(yang)。人在屋面上走(zou)動(dong)時(shi)的腳步聲(sheng),雨(yu)水敲擊屋面的雨(yu)水噪(zao)(zao)(zao)聲(sheng),機械設備(bei)運行(xing)時(shi)的低(di)(di)頻(pin)振動(dong)噪(zao)(zao)(zao)聲(sheng),以(yi)及機械動(dong)力噪(zao)(zao)(zao)聲(sheng)等(deng)等(deng)。飛機起飛或車輛啟(qi)動(dong)過程(cheng)中也會(hui)產生(sheng)低(di)(di)頻(pin)空氣動(dong)力噪(zao)(zao)(zao)聲(sheng)[1]。低(di)(di)頻(pin)噪(zao)(zao)(zao)聲(sheng)較(jiao)難控(kong)(kong)制。通常情況下,從源(yuan)頭(tou)上控(kong)(kong)制噪(zao)(zao)(zao)聲(sheng)是(shi)最為(wei)有效(xiao)的。例如:低(di)(di)噪(zao)(zao)(zao)聲(sheng)設備(bei)的研發和(he)推廣,輪(lun)胎和(he)發動(dong)機噪(zao)(zao)(zao)聲(sheng)的控(kong)(kong)制等(deng)都(dou)是(shi)從噪(zao)(zao)(zao)聲(sheng)產生(sheng)的源(yuan)頭(tou)入手(shou)降低(di)(di)噪(zao)(zao)(zao)聲(sheng)。但多(duo)數情況下,噪(zao)(zao)(zao)聲(sheng)仍然不(bu)可避(bi)免地產生(sheng)并傳播出去。采取怎樣(yang)的途徑來抑止(zhi)噪(zao)(zao)(zao)聲(sheng)傳播,成為(wei)噪(zao)(zao)(zao)聲(sheng)控(kong)(kong)制的重點(dian)之一。
1 住宅建(jian)筑的樓板撞擊聲干擾
低(di)(di)頻噪聲(sheng)(sheng)(sheng)危害(hai)人(ren)們(men)健康的(de)(de)(de)(de)實(shi)例不(bu)(bu)勝數。最近接觸的(de)(de)(de)(de)某住宅項(xiang)目(mu)中,有業主投訴,白天能清楚(chu)地聽(ting)到樓(lou)(lou)上(shang)走(zou)動的(de)(de)(de)(de)腳步聲(sheng)(sheng)(sheng),夜間(jian)(jian)甚(shen)至能夠聽(ting)見樓(lou)(lou)上(shang)人(ren)家說話的(de)(de)(de)(de)聲(sheng)(sheng)(sheng)音(yin)(yin)和播放電視(shi)節目(mu)的(de)(de)(de)(de)聲(sheng)(sheng)(sheng)音(yin)(yin)。物(wu)品(pin)掉(diao)落地面(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)聲(sheng)(sheng)(sheng)音(yin)(yin)甚(shen)至比聲(sheng)(sheng)(sheng)源處還(huan)明顯。目(mu)前這(zhe)一類的(de)(de)(de)(de)投訴正(zheng)日漸增多。一方面(mian)(mian)表現(xian)出人(ren)們(men)對住宅聲(sheng)(sheng)(sheng)品(pin)質的(de)(de)(de)(de)關注(zhu)度在增長,另一方面(mian)(mian),因為現(xian)階段的(de)(de)(de)(de)建筑法規(gui)對住宅聲(sheng)(sheng)(sheng)環境(jing)的(de)(de)(de)(de)限制(zhi)不(bu)(bu)夠嚴格(ge),導致住宅噪聲(sheng)(sheng)(sheng)普遍超過舒適標準[2]。經過對上(shang)述(shu)項(xiang)目(mu)的(de)(de)(de)(de)現(xian)場考察(cha)測量(liang)分析后初步確定:以上(shang)現(xian)象主要(yao)是(shi)住宅樓(lou)(lou)板(ban)的(de)(de)(de)(de)撞擊(ji)聲(sheng)(sheng)(sheng)隔(ge)(ge)聲(sheng)(sheng)(sheng)量(liang)不(bu)(bu)足引起的(de)(de)(de)(de),根據工程經驗,120mm厚的(de)(de)(de)(de)混凝土樓(lou)(lou)板(ban),撞擊(ji)聲(sheng)(sheng)(sheng)壓級可(ke)達75-80dB以上(shang),低(di)(di)頻空氣聲(sheng)(sheng)(sheng)隔(ge)(ge)聲(sheng)(sheng)(sheng)量(liang)也只有35dB左右(you)。樓(lou)(lou)面(mian)(mian)上(shang)做普通裝修(xiu),未能消除地板(ban)面(mian)(mian)層和結構(gou)之間(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)剛(gang)性連接。而樓(lou)(lou)下客廳只做了局部(bu)吊(diao)頂(ding),未作吊(diao)頂(ding)的(de)(de)(de)(de)部(bu)位成為隔(ge)(ge)聲(sheng)(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)薄(bo)弱環節。噪聲(sheng)(sheng)(sheng)就(jiu)如同水流(liu)一樣,從這(zhe)個隔(ge)(ge)聲(sheng)(sheng)(sheng)低(di)(di)谷傾瀉而下。
針對上(shang)述情(qing)況,一(yi)般可以采(cai)取以下(xia)兩種做法來減弱(ruo)噪聲(sheng)(sheng)影響。最佳的途(tu)徑(jing)是從噪聲(sheng)(sheng)產生的源(yuan)頭上(shang)進行(xing)處理。在(zai)結構(gou)樓(lou)板上(shang)方,用隔聲(sheng)(sheng)氈等(deng)材(cai)料(liao)做墊(dian)層,將地面(mian)浮筑于基礎(chu)之(zhi)上(shang),同(tong)時還應斷(duan)開地面(mian)和墻面(mian)之(zhi)間的剛性連接,防止聲(sheng)(sheng)音經由墻面(mian)或梁柱傳播(bo)。這種浮筑構(gou)造(zao)能(neng)有效抑制撞擊聲(sheng)(sheng)的傳播(bo),同(tong)時可以提高樓(lou)板本(ben)身的空(kong)氣(qi)聲(sheng)(sheng),尤其(qi)是低頻聲(sheng)(sheng)的隔聲(sheng)(sheng)量(liang)。
在(zai)樓(lou)板下(xia)方,設(she)置隔(ge)聲、隔(ge)振的(de)(de)(de)附加層或吊頂層,是(shi)一(yi)(yi)種(zhong)消極隔(ge)聲手(shou)(shou)段(duan),以空(kong)腔(qiang)、無機纖維材料、阻尼材料和(he)薄板組成(cheng)的(de)(de)(de)吊頂或隔(ge)聲層,具有(you)較好的(de)(de)(de)衰減低(di)頻噪(zao)聲的(de)(de)(de)效(xiao)果(guo)。如果(guo)設(she)計(ji)到(dao)了不得不采用(yong)消極隔(ge)振手(shou)(shou)段(duan)來(lai)(lai)處(chu)理的(de)(de)(de)階段(duan),通常(chang)也可以采用(yong)以上構造來(lai)(lai)降低(di)局(ju)部范圍內的(de)(de)(de)噪(zao)聲干(gan)擾。只要(yao)條件允許,我們更趨向于前一(yi)(yi)種(zhong)做法(fa)。因(yin)為(wei)它(ta)比(bi)后一(yi)(yi)種(zhong)做法(fa)造價(jia)要(yao)低(di),作用(yong)顯(xian)著、實施方便(bian)。
2交通噪聲(sheng)對(dui)臨街(jie)住宅的低頻噪聲(sheng)干擾(rao)
目(mu)前交通(tong)噪聲(sheng)對居住(zhu)環(huan)境的(de)影響是普遍關注的(de)問題之一。2008年接觸到兩(liang)個項目(mu)中,要求(qiu)對交通(tong)干道邊的(de)住(zhu)宅(zhai)做噪聲(sheng)評估和(he)控制。經(jing)過現場考察和(he)測量,臨干道的(de)許多(duo)高層住(zhu)宅(zhai)(20層左右)普遍受交通(tong)噪聲(sheng)影響嚴重,室內(nei)噪聲(sheng)明顯超出(chu)住(zhu)宅(zhai)內(nei)聲(sheng)環(huan)境的(de)標(biao)準(zhun)[3]要求(qiu)。
造成這一(yi)現象的(de)(de)(de)(de)原因(yin)有(you)以(yi)下(xia)幾(ji)個(ge)方面(mian)(mian):其一(yi)、聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)源的(de)(de)(de)(de)構(gou)成復(fu)雜,不同(tong)車(che)輛在(zai)不同(tong)工(gong)況下(xia)產生(sheng)的(de)(de)(de)(de)中(zhong)、低(di)頻(pin)噪(zao)(zao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)可(ke)(ke)達70-80dB,低(di)頻(pin)噪(zao)(zao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)尤其明(ming)顯(xian)(xian)。其二、低(di)頻(pin)噪(zao)(zao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)隨距離(li)衰減(jian)較小,樓層(ceng)(ceng)越(yue)高,受低(di)頻(pin)噪(zao)(zao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)輻射的(de)(de)(de)(de)角度越(yue)大,噪(zao)(zao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)影(ying)響越(yue)顯(xian)(xian)著,9層(ceng)(ceng)以(yi)上(shang)窗(chuang)外1m處低(di)頻(pin)噪(zao)(zao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)普遍高達70-75dB。其三、建筑構(gou)件的(de)(de)(de)(de)低(di)頻(pin)隔(ge)(ge)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)性能普遍較弱。臨干道一(yi)側設(she)有(you)落(luo)地門窗(chuang)是目前(qian)較為普遍的(de)(de)(de)(de)住宅(zhai)建筑風(feng)格。這類門窗(chuang)用5-9mm厚的(de)(de)(de)(de)單層(ceng)(ceng)或雙(shuang)層(ceng)(ceng)玻璃構(gou)成,雙(shuang)層(ceng)(ceng)玻璃中(zhong)間的(de)(de)(de)(de)空氣(qi)間隙(xi)一(yi)般只有(you)9-12mm,對(dui)低(di)頻(pin)隔(ge)(ge)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)幾(ji)乎沒有(you)貢獻(100mm空氣(qi)層(ceng)(ceng)低(di)頻(pin)隔(ge)(ge)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)量(liang)可(ke)(ke)增加(jia)5-10dB)。實測窗(chuang)戶(hu)隔(ge)(ge)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)量(liang)(小面(mian)(mian)積推拉(la)窗(chuang))隔(ge)(ge)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)量(liang)約30dB,低(di)頻(pin)不到25dB。落(luo)地平開門的(de)(de)(de)(de)隔(ge)(ge)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)量(liang)只有(you)25dB,低(di)頻(pin)只有(you)15-20dB。
為了改(gai)善室(shi)內惡劣(lie)的噪聲環(huan)境,需要針對上述三個(ge)方(fang)面(mian)采取措(cuo)施。采用低噪聲路(lu)面(mian)、隔聲屏障[4]和提(ti)高(gao)(gao)建(jian)筑構件(jian)的隔聲性能,采用隔聲量高(gao)(gao)達40dB的隔聲窗[5]。
3 機(ji)場的低頻噪聲問題
飛機場主要噪(zao)聲來源有兩個(ge):外部(bu)飛機噪(zao)聲,主要表(biao)現(xian)為(wei)中、低頻噪(zao)聲;樓面上的大型空調(diao)設備振動噪(zao)聲。
噪聲(sheng)控(kong)制首先(xian)是(shi)考慮飛(fei)機(ji)(ji)場的航站樓屋(wu)面(mian)的隔聲(sheng)性能。飛(fei)機(ji)(ji)場的屋(wu)面(mian)由金(jin)屬屋(wu)蓋和玻璃組成,這種(zhong)輕質結(jie)構隔聲(sheng)性能較差,室(shi)外(wai)噪聲(sheng)透(tou)過屋(wu)面(mian)進入室(shi)內有兩個途徑:直接穿過維護(hu)墻體進入;因波動特性繞射或衍射傳入。
與(yu)普通150mm厚(hou)混(hun)凝土屋面(mian)(mian)(mian)(加之常規的(de)找(zhao)平(ping)層、保溫層、防水層、墊層、保護(hu)層等,面(mian)(mian)(mian)密(mi)度可達500kg/m2)相(xiang)比(bi),金屬屋面(mian)(mian)(mian)和玻璃的(de)面(mian)(mian)(mian)密(mi)度都(dou)不到40kg/m2,這(zhe)種輕(qing)質屋面(mian)(mian)(mian)比(bi)混(hun)凝土屋面(mian)(mian)(mian)的(de)空氣聲(sheng)(sheng)隔聲(sheng)(sheng)量低將近(jin)15~20dB。與(yu)此(ci)同時,機(ji)場大廳外部(bu)噪(zao)聲(sheng)(sheng)高達80dB以(yi)(yi)上(shang),聲(sheng)(sheng)環境較(jiao)為(wei)惡劣。如采(cai)用(yong)不加處理的(de)輕(qing)質屋面(mian)(mian)(mian),室內噪(zao)聲(sheng)(sheng)可高于(yu)50~55dB以(yi)(yi)上(shang)。另外,在輕(qing)質屋面(mian)(mian)(mian)的(de)接縫(feng),由于(yu)縫(feng)隙漏聲(sheng)(sheng),一定程度上(shang)降低隔聲(sheng)(sheng)性能。室內噪(zao)聲(sheng)(sheng)還(huan)有可能更高。
提高(gao)輕質屋蓋隔聲(sheng)性能的設計主要有:增加屋蓋重量、結(jie)構分層、內增隔聲(sheng)層、縫隙處理、阻尼處理、隔聲(sheng)吊(diao)頂(ding)等。
(1)增加屋(wu)面的重量:將輕質屋(wu)蓋(gai)的面密度提高到(dao)上限120kg/m2;隔聲量可達40dB左右(you)。又因為重屋(wu)面固有頻率低,有利(li)于對沖擊的減振,衰(shuai)減在物體中傳遞(di)的彈性波,可降低雨水噪(zao)聲。
(2)改造輕質屋面(mian)的(de)分層(ceng)結(jie)構:分層(ceng)數量越(yue)多,界面(mian)上反射衰減聲能(neng)越(yue)多。在層(ceng)與層(ceng)之(zhi)間形(xing)成空腔結(jie)構,并(bing)在空腔內填吸(xi)聲材料,能(neng)夠大大提(ti)高隔聲量。這是因為空氣彈簧和空腔內聲音來回反射損(sun)耗很大部分的(de)聲能(neng)。
(國家體育館輕質屋蓋隔聲設(she)計中,采(cai)用九層(ceng)復合、雙空腔屋蓋結構,面(mian)密度不(bu)超過60kg/m2,隔聲量高(gao)達50dB。)
(3)內增(zeng)(zeng)隔聲層(ceng):一(yi)(yi)般輕質屋面板(ban)內,采(cai)(cai)用紙(zhi)面石膏(gao)板(ban)、GRC板(ban)做(zuo)隔聲層(ceng),一(yi)(yi)方(fang)面起到分層(ceng)的作(zuo)用,一(yi)(yi)方(fang)面增(zeng)(zeng)加(jia)了重量。隔聲量可增(zeng)(zeng)加(jia)5-10dB。隔聲層(ceng)所采(cai)(cai)用的隔聲板(ban)必須是連(lian)續的(采(cai)(cai)用25cm寬的紙(zhi)面石膏(gao)板(ban)將縫隙扣(kou)蓋(gai)住),以防(fang)止縫隙漏聲。
(4)縫(feng)隙處理:金屬(shu)屋面板與板之間搭接處,會有縫(feng)隙,縫(feng)隙漏聲(sheng)會導致屋面隔(ge)聲(sheng)性(xing)能下降。影(ying)響可達10dB以上。采(cai)用(yong)柔性(xing)壓(ya)條、扣(kou)蓋(gai)、填(tian)堵(du)等方式對縫(feng)隙密封處理。(金屬(shu)板對接處,可擠入(ru)O型(xing)聚苯乙烯密封條堵(du)縫(feng),也可以采(cai)用(yong)幾型(xing)壓(ya)條(內(nei)填(tian)玻璃(li)棉)扣(kou)蓋(gai))。
(5)增加阻(zu)(zu)尼(ni)(ni)層(ceng):屋面上(shang)涂(tu)刷橡膠、瀝(li)(li)青等阻(zu)(zu)尼(ni)(ni)材(cai)料。輕質屋蓋可能因(yin)為(wei)板(ban)材(cai)共(gong)振,在共(gong)振頻(pin)率上(shang),隔(ge)聲(sheng)量大大降(jiang)低。采(cai)用(yong)柔性粘(zhan)性材(cai)料,如:橡膠、瀝(li)(li)青、棉(mian)(mian)氈等,將阻(zu)(zu)尼(ni)(ni)材(cai)料粘(zhan)接或涂(tu)刷在金屬屋面板(ban)底部。降(jiang)低金屬板(ban)對聲(sheng)音共(gong)振的敏(min)感響應(ying),可提高隔(ge)聲(sheng)量。(將保溫棉(mian)(mian)過盈滿(man)填并(bing)用(yong)上(shang)下板(ban)將其夾緊(jin),可為(wei)上(shang)下板(ban)提供阻(zu)(zu)尼(ni)(ni),提高隔(ge)聲(sheng)效果。)
(6)彈(dan)性(xing)材料:當(dang)屋蓋上下層板材由龍(long)骨(或(huo)其它剛性(xing)支撐件(jian))固定時,受聲(sheng)一(yi)側板的振動會(hui)(hui)通過(guo)龍(long)骨傳到(dao)另一(yi)側板,這種(zhong)傳聲(sheng)現(xian)象(xiang)叫聲(sheng)橋。聲(sheng)橋會(hui)(hui)降(jiang)低構件(jian)的隔(ge)聲(sheng)性(xing)能。在板材和龍(long)骨之間加(jia)彈(dan)性(xing)墊(dian)(如:彈(dan)性(xing)金屬(shu)條、彈(dan)性(xing)材料墊(dian))可(ke)適當(dang)提(ti)高隔(ge)聲(sheng)量,改善值最多可(ke)達5dB。
(7)隔(ge)(ge)聲吊頂:在屋面下,采用彈性(xing)吊桿(gan)吊裝雙層12mm厚紙面石膏(gao)板,上鋪50mm厚離心玻璃棉(mian),這種構(gou)造對(dui)于隔(ge)(ge)聲量有(you)較大的提高,可(ke)獲得(de)15-25dB的隔(ge)(ge)聲增(zeng)量。
(8)采(cai)用夾(jia)(jia)膠(jiao)玻(bo)璃:中空夾(jia)(jia)膠(jiao)玻(bo)璃,玻(bo)璃總厚(hou)(hou)度15mm,夾(jia)(jia)膠(jiao)厚(hou)(hou)度不(bu)小(xiao)于1.44mm,面密(mi)度可(ke)達(da)30kg/m2以(yi)(yi)上,隔聲(sheng)量可(ke)達(da)35dB以(yi)(yi)上。增(zeng)加玻(bo)璃厚(hou)(hou)度以(yi)(yi)及中間PVB夾(jia)(jia)膠(jiao)的厚(hou)(hou)度可(ke)進一步提高隔聲(sheng)量。或(huo)者采(cai)用三層(ceng)玻(bo)璃兩(liang)層(ceng)夾(jia)(jia)膠(jiao)。(在(zai)玻(bo)璃下(xia)增(zeng)設陽光板(ban),對隔聲(sheng)性能影響較小(xiao)。)兩(liang)層(ceng)金屬(shu)板(ban)中間夾(jia)(jia)保溫防潮層(ceng),隔聲(sheng)量約25-35dB。
(9)鋼(gang)筋混凝土屋面或(huo)樓板(ban)上安置大(da)型空調設備時,適當增(zeng)加(jia)(jia)樓板(ban)厚度和采用浮筑(zhu)結(jie)構(gou)(gou)都能夠有(you)效(xiao)地降低結(jie)構(gou)(gou)聲(sheng)的(de)(de)傳播[6],并增(zeng)加(jia)(jia)樓板(ban)構(gou)(gou)件的(de)(de)空氣(qi)聲(sheng)隔聲(sheng)量。
4 結 語
低頻噪聲(sheng)影響日常生活工作的事例屢見不(bu)鮮,成為(wei)當今社會一(yi)個普(pu)遍的問題。低頻噪聲(sheng)控(kong)制不(bu)僅是研(yan)究工作者和(he)聲(sheng)學工程師的重要課題之一(yi),還要結合法(fa)律(lv)法(fa)規的推(tui)行(xing)和(he)滲透、性能(neng)優異的隔(ge)聲(sheng)隔(ge)振產品(pin)的研(yan)發和(he)推(tui)廣。
參考文獻(略)

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