綠色建筑室內噪聲檢測與分析

江宏玲

（1.安徽省·水利部淮河水利委員會水利科學研究院，安徽 合肥 230088；2.安徽省建筑工程質量監督檢測站，安徽 合肥 230088）

0 引言

對于人們來說，室內是主要的生活場所，但是隨著消費水平的不斷提升，人們對建筑物的使用功能提出了越來越高的要求，因而整潔干凈、降噪效果良好的民用住宅更容易受到用戶的青睞［1，2］。從現有的文獻史料來看，大多數學者對建筑物的安全性與穩定性給予了較高的關注度，只有個別理論研究成果與建筑聲學相關。最近幾年，我國經濟保持了平穩而快速的發展勢頭，為了滿足人們的居住或使用需求，國家有關部門規定了綠色建筑應達到的標準，并在分析壽命周期的基礎上制定了一套指標評價體系，其中對于室內環境而言尤為重要的指標為室內聲環境。另外，為使建筑聲學工作得以順利開展，我國還陸續實施了涉及到建筑物隔音且與上述指標評價體系相匹配的標準與規范，并根據社會發展現狀對其進行了補充與修訂［3，4］。

當前，國內學者針對建筑物隔音開展了一系列研究工作，多數研究成果主要涉及到民用建筑隔音性能分析、隔音系統設計、噪聲計算方法選擇這三個方面的內容［5，6］。目前的軟件主要集中于室外聲環境模擬分析以及廳堂聲學模擬分析，對于建筑室內噪聲的模擬分析還缺乏一個公認的軟件。本文主要研究外圍護結構對于室內噪聲級的影響，并以實際項目為例，詳細論述了如何通過計算和修正使室內噪聲級達到允許值，最后通過實際測量來驗證計算結果。

1 室內噪聲級的設計要求

GB 50118－2010《民用建筑隔聲設計規范》規定了住宅建筑不同房間的允許噪聲級范圍，具體數值如表 1 所示。

表1 住宅建筑不同房間的允許噪聲級范圍

2 室外聲環境模擬分析

通過對環境噪聲的模擬并對噪聲監測數據進行分析不難得知，噪聲干擾源可分為兩大類［7］，其一為室內設備、儀器等發出的噪音，其二為包括車輛行駛聲音在內的室外噪聲。本文選定的綠色建筑項目與鐵路相鄰，學校與居民區位于其北側，主干道、次干道分別位于其西側與東側。鐵路以及路上車輛行駛時發出的聲音是該綠色建筑項目的噪聲源。運用 Sound PLAN 模擬軟件對本項目區域的聲環境進行分析，通過參考 GB 3096－2008《聲環境質量標準》中的附錄A來確定平均日交通量，并將數據輸入該軟件中，最后得到了如圖 1 所示的日間噪聲分布圖以及如圖 2 所示的夜間噪聲分布圖。

圖1 室外聲環境分布圖（日間）

圖2 室外聲環境分布圖（夜間）

分析圖 1 可知，該建筑項目在日間 1.5 m 高度處環境噪聲值基本分布在 40～60 dB，其中靠近鐵路側及主干道側建筑表面噪聲值較大，約為 56～60 dB。分析圖 2 可知，該建筑項目在夜間 1.5 m 高度處環境噪聲值基本分布在 40～52 dB，建筑室外區域基本滿足 GB 3096－2008《聲環境質量標準》中 2 類聲環境功能區的要求。按照最不利條件進行分析，確定綠色建筑 4 號樓3 層西南側房間為最容易受到噪聲干擾的房間，然后計算其室內噪聲，由此得知該房間夜間產生了 52 dB 的立面噪聲，而日間的立面噪聲則為 60 dB。

3 室內噪聲級計算分析

組合墻通常包含多個構件，如外窗、墻體等等，而組合墻的隔聲量與構件的聲透射系數密切相關，當室外聲場的聲波入射至室內組合墻時，在構件上透過的聲能與入射聲能之比即為聲透射系數τ。根據平均聲透射系數（τ）同時結合式（1），即可計算出組合墻的平均隔聲量。

式（1）中：、分別表示平均隔聲量與平均聲透射系數；某個部位的隔聲量以Ri表示，計量單位為 dB；該部位的面積以Si表示，計量單位為 m2。

以建筑項目外部聲環境模擬結果為參照，確定綠色建筑 4 號樓 3 層西南側房間的聲環境最為不利，該房間外圍護系統主要由 3 個構件組成，墻體是其中之一，其余兩者為遮陽窗與外窗，以此房間為例進行分析。雖然遮陽窗的隔音性能較強，但需要長時間開啟，因此在計算時應對其隔聲效果進行忽略。外墻主要由 5 種物質構成，即粒徑分別為 20.0 mm、15.0 mm 的水泥砂漿、粒徑為 6.0 mm 的玻纖網布抗裂砂漿（耐堿型）、規格為 200.0 mm 并由煤矸石制作的空心磚、規格為 100.0 mm 的改姓聚苯板。外窗為中空玻璃窗，制作材料為斷熱鋁合金，其規格為［5+12A+5（Low-E）］。查看設計圖紙并對房間外窗、外墻的面積進行計算，結果分別為 6.95 m2、4.75 m2。由式（1）計算出組合墻隔聲量（1 000 Hz）為 35.2 dB。

在計算出組合墻的評價隔聲量之后，再按照式（2）對其進行修正。

式中：R實為房間組合墻的實際隔聲量，dB；A為房間的總吸聲量，m2。

如果墻面使用了多種吸聲材料，則應通過式（3）得出房間的總吸聲量。

式中：總吸聲量與天花板、地板、內外墻等圍護結構的面積分別以A、Si表示，兩者的計量單位均為 m2；某種材料的吸聲系數即αi，此值與該材料的聲音頻率相對應，若聲音頻率出現變化則該值也會發生相應的變化。

該房間天花板與內墻面所用的材料均為水泥砂漿，外窗的主要材料為玻璃，地面使用了普通的地板材料，計算各種材料的面積以建筑結構尺寸為依據，然后根據式（3）得出A值為 7.67 m2，再將該值代入式（2）進行計算，得出R實為 33.4 dB。考慮到車輛行駛的聲音為室外的主要噪聲，且理論隔聲量的修正值約為 10 dB，因此可將組合墻的有效隔聲量確定為 23.4 dB，則該房間室內的晝、夜噪聲級分別為 36.6 dB、28.6 dB。

4 室內噪聲級測量

以 GB 50118－2010《民用建筑隔聲設計規范》為依據來測量室內噪聲級，測量過程中需要使用聲學校準器（TM-100型）與聲級計（ST-107型）。該房間的面積僅為 23.4 m2，按照相關規定，不足 30 m2的房間只需要設定一個檢測點。基于此，本文選擇了位于房間中部的檢測點，該點與各墻面的間距在 1.0 m 以上且高出地面 1.2 m。每次測量前后，在 0.5 dB 顯示值范圍內通過操作聲學校準器來校準聲級計。由于交通噪聲屬于非穩態噪聲，具有持續性、復雜性、隨時間變化而變化等特性，因而首先對日間、夜間噪聲較大的時間段進行選定，然后將期間的測量時間設為 10 min，最后對測點的連續A計權（等效聲級）進行測量，得到的相關數據如表 2 所示。

表2 測點的理論計算值與實測值

通過分析上表列出的數據可知，測點理論計算值與實際測量值之間的差值處于 GB 50118－2010《民用建筑隔聲設計規范》要求的誤差范圍內，說明該房間的室內噪聲級達到了規定標準。不過實測值要比計算值偏大，分析其原因，主要有如下幾點：

1）本計算方法中的隔聲量為空氣隔聲量，噪聲還可以通過固態傳聲的方式傳入室內；

2）工程計算為了方便，計算時采用了 1 000 Hz 下的隔聲量進行計算，計算出的室內噪聲級為 1 000 Hz 噪聲透射的結果，而最終測量采用 A 計權網絡處理下的室內噪聲值作為比對結果，存在誤差；

3）室內共有 6 個隔聲面，建筑物內其他噪聲源與振動也有影響，甚至會成為主要因素。

總體而言，綠色建筑 4 號樓 3 層西南側房間雖聲環境最不利，但仍具有良好的隔聲性能，究其主要原因在于以下幾點。

1）該建筑的地理位置較佳，車輛通行產生的噪音主要來自于東、西這兩個方向，位于其南側的鐵路基本處于廢棄狀態，位于其北側的學校日間噪音較小且夜間幾乎無噪音。另外，小區內綠植較多，可發揮一定的降噪作用。模擬結果顯示，小區已達到 2 類聲環境功能區的評定標準。

2）在圍護結構中，一般而言外窗對噪音的阻隔能力較差，但該房間的窗墻比非常合理，因而產生了較為理想的隔聲效果。因此，為了增強圍護結構的隔聲性能并使其隔聲效果得以保持，可采取調整房間窗墻比的方式。就本項目而言，通過計算維持在 35 dB 左右，實測則能達到 30 dB 左右，較好地隔絕了室外噪聲。

5 結語

綜上所述，檢測室內噪聲時，首先要明確室內噪聲級的設計要求，然后對室外聲環境進行模擬，在此基礎上運用公式求出理論上的室內噪聲級，最后對室內噪聲級進行實測，并對理論值和實測值進行對比分析，根據分析結果同時參照有關標準來判斷房間是否具有良好的隔聲性能。一般而言，影響住宅隔聲性能的關鍵因素主要有兩個，即室外環境和建筑圍護結構，因此若要保證房間能夠產生理想的隔音效果，不僅要在遠離噪聲源的地方建造住宅，還應當選擇最佳窗墻比。Q