綠色建筑中聲環境質量設計及隔聲措施

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

引言

綠色建筑是在建筑的全壽命周期內，最大限度地節約資源(節能、節地、節水、節材)、保護環境以及減少污染，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]。當今社會，大部分人平均每天處于室內時間在20 h以上。因此，重視室內環境建設對人類的身心健康具有舉足輕重的作用。

室內環境質量主要包括光環境、熱環境、聲環境和空氣環境。目前國內的多數建筑將其熱環境，即建筑的節能作為最重要的考核指標，而忽略了聲環境指標。城市環境噪聲污染是“在城市區域內所產生的環境噪聲超過國家規定的環境噪聲排放標準，并干擾他人正常生活、工作和學習的現象”，50 dB以上的聲音會影響睡眠和休息，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法進行。而長期在噪聲環境下生活或工作可導致聽力下降，直至產生噪聲性耳聾，并可能引起心跳加快、血壓升高、頑固性頭痛、神經衰弱等。因此，良好的聲環境已被列入綠色生態小區九大技術系統重要內容之一。

為確保已有建筑環境質量達標，目前大量的建筑正在進行后期的綠色建筑改造。然而，在所有環境改造項目中，聲環境是最難改進或者改造的，且改造過程中的諸多要求，如能耗高、預算少、周期短、不干擾正常生活等，進一步限制了建筑聲環境質量的提高。因此，在建筑前期進行合理地設計、布局，并將其與光環境、熱環境等協同設計，兼顧健康、舒適、節能，方能獲得優異的室內環境，使得建筑由“淺綠”向“深綠”發展。

1 綠色建筑聲環境設計和構筑應遵循的相關法律和標準

綠色建筑的聲學設計應符合《中華人民共和國環境保護法》《中華人民共和國環境噪聲污染防治法》《建設項目環境保護管理條例》等，參考GB/T 50356—2005《劇場、電影院和多用途廳堂建筑聲學設計規范》、GB 50118—2010《民用建筑隔聲設計規范》中的相關內容，包括體型設計、混響時間設計與計算、噪聲控制設計與計算等方面的內容；擴聲系統設計可參考GB 50371—2006《廳堂擴聲系統設計規范》中的相關內容，應包括最大聲壓級、傳聲頻率特性、傳聲增益、聲場不均勻度、語言清晰度等設計指標。除此之外，其他設計應參照并符合GB 3096—2008《聲環境質量標準》、GB 50096—2011《住宅設計規范》、GB 50378—2019《綠色建筑評價標準》等標準的要求。

2 優化建筑聲環境的規劃設計

對于普通的建筑，其聲環境設計應盡可能簡單化、模塊化，用最少的投入獲得最大的效益。而對于高檔住宅、辦公樓，或者對聲環境具有特殊要求的房間，聲環境設計應根據不同的需求而定制。對于聲環境的設計，應首先考察環境噪聲預測結果，而后評估各建筑的圍護降噪性能以及采取的降噪措施。

2.1 項目周邊聲環境的模擬計算

采用環境噪聲預測軟件，在項目的初始設計階段，對室外和室內聲環境的影響進行反復計算和模擬預測，在對周邊聲環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，建立優質的聲環境，另一方面可降低項目使用階段的運行能耗，從而大大降低工程建設和運營成本，減少后期綠色改造產生的費用，從根本上提高設計質量。

近年來，聲環境計算機模擬分析軟件已經獲得了長足的發展。室外聲環境仿真模擬軟件主要有德國的SoundPLAN、Cadna/A、英國的Noisemap[2-3]，由于室外受聲環境噪聲源設定誤差的影響，模擬的準確性受到較強的干擾，可在項目周邊選取固定的位置進行實測，與模擬結果進行類比，從而來減少軟件模擬而產生的誤差。室內聲環境模擬主要有Raynoise、丹麥Odeon7837等。BIM(Building Information Modeling)是基于建筑信息模型的建筑設計和模擬，基于BIM技術的綠色建筑設計，可同時對風環境、光環境、熱環境、聲環境和能耗進行仿真模擬。而對于聲環境，BIM技術亦可同時對室外和室內聲環境進行模擬設計[2]。與BIM技術一樣，Virtual Lab聲場模擬平臺既可以對室內聲環境進行模擬，也可對室外噪聲級進行預測評價[4]。

對于室內聲環境的計算，首先，根據實測結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圍護結構傳遞到室內的聲壓等級；其次，計算建筑內相鄰房間傳遞而來的聲壓級，其計算過程類似于室外傳聲的計算方法；第三，疊加目標房間內部設備產生的所有噪聲級；最終，將上述三部分聲壓級疊加后，得到目標房間的噪聲級[5-6]。

2.2 項目整體結構設計

從整體的規劃設計、平面布局考慮，建筑周邊應設計一定寬度的綠化帶，變配電房、水泵房不應建于住宅或者重要房間的正上方或者下方等。此外，模擬分析此類設備的振動情況，可針對性的設計合理有效地減振措施，降低其通過圍護結構傳遞進入室內的噪聲。

2.3 建設完成后的聲環境檢測

室外噪聲主要通過建筑的圍護結構，如門窗、內墻、外墻、樓地面、頂板等傳播進入室內，因此建筑圍護結構的隔聲性能直接影響著建筑的總噪聲級。首先，對室外聲環境進行檢測。對于住宅區域，道路交通產生的噪聲是最大的噪聲源頭[7]。連續24 h不間斷測量顯然不切實際，可在每日最不利噪聲點進行檢測，城市主干道的統計應選擇典型工作日，商業區的道路應選擇法定節假日，對于每日檢測時間的選擇應盡可能覆蓋各個重要時段，分別統計白晝和黑夜的交通高峰和低谷時段的車流量以及車流量中重型車輛的比例。此外，在統計車流量時，還需將道路狀況的變化納入重要參考指標。

對于建筑自身的聲環境檢測，應對門窗、分戶墻、樓板等的空氣聲隔聲性能和撞擊隔聲性能、室內背景噪聲等進行檢測驗收[8]。檢測標準應參照GB 50118—2010《民用建筑隔聲設計規范》中的最低要求。測量方法應按照國家標準GB/T 19889《聲學 建筑和建筑構件隔聲測量》來執行[9-10]。

3 綠色建筑的隔聲措施

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

建筑室外降噪主要通過合理的省市居住區域規劃、加設綠化帶或隔聲屏障、工程質量驗收等措施來提高項目的整體聲環境。而室內的噪聲主要是通過建筑樓板、建筑隔墻和建筑門窗來傳播。為減少建筑內室與室之間的相互影響，在室內門窗、墻體和樓板建筑的過程中應提前做好隔聲措施。

3.1 門窗的隔聲措施

門窗是建筑物隔聲的薄弱環節。影響外窗隔聲性能的因素主要有：窗戶材質、窗戶打開形式、玻璃材質、窗戶密封性以及窗戶上五金配件的性能等。對于外窗玻璃，當其表面質量相同時，隔聲性能從優到劣依次為：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。若計劃改造窗戶以提高其隔聲性能，往往可通過以下順序調整窗戶玻璃的隔聲等級：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

不同類型的墻體應采取不同的隔聲方案和措施。在濕作業下構筑的墻體，墻體質量、開關放置以及管槽位置等均會影響墻體的隔聲性能。提高墻體隔聲性能的措施如下：

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

(2)穿墻管道改進。穿墻管道周邊處理也是提升墻體隔聲性能的關鍵。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并用膠條封閉；套筒與墻體之間采用玻璃棉等材料嚴密嵌填，并用水泥砂漿密封。

(3)在結構允許的情況下，盡量采用承重墻作為分戶墻。若分戶墻是填充墻，可使用陶粒混凝土或密度較大的增強石膏砌筑。

(4)墻體中的嵌槽和管路避免貫通。

3.3 樓板的隔聲措施

不同級別或用途的住宅、辦公樓等對樓板采取的隔聲措施有所不同。對于隔聲高要求的住宅，一般可采取浮筑樓板、彈性面層鋪設、組合法減振等措施來降低住宅內傳聲，減少相互干擾。在浮筑過程中，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。對加鋪龍骨的地板，較為多見的缺陷是龍骨直接鋪設于基層之上，或是為了釘牢地板和基層樓板而用鐵釘貫穿彈性墊層，這類缺陷導致隔聲性能全部喪失[11]。除上述方法外，將室內石膏板吊頂改成吸聲降噪吊頂，加入隔聲屏風或隔聲、吸聲兩用的屏風等也可提高室內聲環境質量。

4 結語

可持續發展對綠色建筑的發展提出了更高的要求，而人們對聲環境質量的要求伴隨著人類生活水平的日益升高逐漸升高。當前已有建筑的聲環境改造質量由于受能耗高、預算少、不影響正常生活等多因素的限制，改造難度極大。因此，在建筑初期即應對其聲環境進行特別設計，并對工程周邊的聲環境以及內部的聲環境進行檢測和驗收；在建筑施工過程中，在樓板、門窗以及墻體等方面采取有效地隔聲措施。