住宅及公共建筑中的低頻噪聲影響及控制
低頻噪聲的來源多種多樣,。人在屋面上走動時的腳步聲,雨水敲擊屋面的雨水噪聲,,機械設備運行時的低頻振動噪聲,,以及機械動力噪聲等等。飛機起飛或車輛啟動過程中也會產生低頻空氣動力噪聲[1],。低頻噪聲較難控制,。通常情況下,從源頭上控制噪聲是最為有效的,。例如:低噪聲設備的研發(fā)和推廣,,輪胎和發(fā)動機噪聲的控制等都是從噪聲產生的源頭入手降低噪聲。但多數情況下,,噪聲仍然不可避免地產生并傳播出去,。采取怎樣的途徑來抑止噪聲傳播,成為噪聲控制的重點之一,。
1 住宅建筑的樓板撞擊聲干擾
低頻噪聲危害人們健康的實例不勝數,。最近接觸的某住宅項目中,有業(yè)主投訴,,白天能清楚地聽到樓上走動的腳步聲,,夜間甚至能夠聽見樓上人家說話的聲音和播放電視節(jié)目的聲音。物品掉落地面的聲音甚至比聲源處還明顯,。目前這一類的投訴正日漸增多,。一方面表現出人們對住宅聲品質的關注度在增長,另一方面,,因為現階段的建筑法規(guī)對住宅聲環(huán)境的限制不夠嚴格,,導致住宅噪聲普遍超過舒適標準[2]。經過對上述項目的現場考察測量分析后初步確定:以上現象主要是住宅樓板的撞擊聲隔聲量不足引起的,,根據工程經驗,,120mm厚的混凝土樓板,撞擊聲壓級可達75-80dB以上,,低頻空氣聲隔聲量也只有35dB左右,。樓面上做普通裝修,未能消除地板面層和結構之間的剛性連接,。而樓下客廳只做了局部吊頂,,未作吊頂的部位成為隔聲的薄弱環(huán)節(jié),。噪聲就如同水流一樣,從這個隔聲低谷傾瀉而下,。
針對上述情況,一般可以采取以下兩種做法來減弱噪聲影響,。最佳的途徑是從噪聲產生的源頭上進行處理,。在結構樓板上方,用隔聲氈等材料做墊層,,將地面浮筑于基礎之上,,同時還應斷開地面和墻面之間的剛性連接,防止聲音經由墻面或梁柱傳播,。這種浮筑構造能有效抑制撞擊聲的傳播,,同時可以提高樓板本身的空氣聲,尤其是低頻聲的隔聲量,。
在樓板下方,,設置隔聲、隔振的附加層或吊頂層,,是一種消極隔聲手段,,以空腔、無機纖維材料,、阻尼材料和薄板組成的吊頂或隔聲層,,具有較好的衰減低頻噪聲的效果。如果設計到了不得不采用消極隔振手段來處理的階段,,通常也可以采用以上構造來降低局部范圍內的噪聲干擾,。只要條件允許,我們更趨向于前一種做法,。因為它比后一種做法造價要低,,作用顯著,、實施方便,。
2交通噪聲對臨街住宅的低頻噪聲干擾
目前交通噪聲對居住環(huán)境的影響是普遍關注的問題之一,。2008年接觸到兩個項目中,,要求對交通干道邊的住宅做噪聲評估和控制,。經過現場考察和測量,,臨干道的許多高層住宅(20層左右)普遍受交通噪聲影響嚴重,,室內噪聲明顯超出住宅內聲環(huán)境的標準[3]要求,。
造成這一現象的原因有以下幾個方面:其一,、聲源的構成復雜,,不同車輛在不同工況下產生的中,、低頻噪聲可達70-80dB,低頻噪聲尤其明顯,。其二、低頻噪聲隨距離衰減較小,,樓層越高,,受低頻噪聲輻射的角度越大,噪聲影響越顯著,,9層以上窗外1m處低頻噪聲普遍高達70-75dB,。其三、建筑構件的低頻隔聲性能普遍較弱,。臨干道一側設有落地門窗是目前較為普遍的住宅建筑風格,。這類門窗用5-9mm厚的單層或雙層玻璃構成,,雙層玻璃中間的空氣間隙一般只有9-12mm,,對低頻隔聲幾乎沒有貢獻(100mm空氣層低頻隔聲量可增加5-10dB)。實測窗戶隔聲量(小面積推拉窗)隔聲量約30dB,,低頻不到25dB,。落地平開門的隔聲量只有25dB,,低頻只有15-20dB,。
為了改善室內惡劣的噪聲環(huán)境,,需要針對上述三個方面采取措施,。采用低噪聲路面、隔聲屏障[4]和提高建筑構件的隔聲性能,,采用隔聲量高達40dB的隔聲窗[5],。
3 機場的低頻噪聲問題
飛機場主要噪聲來源有兩個:外部飛機噪聲,主要表現為中,、低頻噪聲,;樓面上的大型空調設備振動噪聲。
噪聲控制首先是考慮飛機場的航站樓屋面的隔聲性能,。飛機場的屋面由金屬屋蓋和玻璃組成,這種輕質結構隔聲性能較差,,室外噪聲透過屋面進入室內有兩個途徑:直接穿過維護墻體進入,;因波動特性繞射或衍射傳入,。
與普通150mm厚混凝土屋面(加之常規(guī)的找平層、保溫層,、防水層,、墊層、保護層等,,面密度可達500kg/m2)相比,,金屬屋面和玻璃的面密度都不到40kg/m2,這種輕質屋面比混凝土屋面的空氣聲隔聲量低將近15~20dB,。與此同時,,機場大廳外部噪聲高達80dB以上,聲環(huán)境較為惡劣,。如采用不加處理的輕質屋面,,室內噪聲可高于50~55dB以上。另外,,在輕質屋面的接縫,,由于縫隙漏聲,一定程度上降低隔聲性能,。室內噪聲還有可能更高,。
提高輕質屋蓋隔聲性能的設計主要有:增加屋蓋重量、結構分層,、內增隔聲層,、縫隙處理、阻尼處理,、隔聲吊頂等,。
(1)增加屋面的重量:將輕質屋蓋的面密度提高到上限120kg/m2;隔聲量可達40dB左右,。又因為重屋面固有頻率低,,有利于對沖擊的減振,衰減在物體中傳遞的彈性波,,可降低雨水噪聲,。
(2)改造輕質屋面的分層結構:分層數量越多,界面上反射衰減聲能越多,。在層與層之間形成空腔結構,,并在空腔內填吸聲材料,能夠大大提高隔聲量,。這是因為空氣彈簧和空腔內聲音來回反射損耗很大部分的聲能,。
(國家體育館輕質屋蓋隔聲設計中,采用九層復合,、雙空腔屋蓋結構,,面密度不超過60kg/m2,,隔聲量高達50dB。)
(3)內增隔聲層:一般輕質屋面板內,,采用紙面石膏板,、GRC板做隔聲層,一方面起到分層的作用,,一方面增加了重量,。隔聲量可增加5-10dB。隔聲層所采用的隔聲板必須是連續(xù)的(采用25cm寬的紙面石膏板將縫隙扣蓋?。?,以防止縫隙漏聲。
(4)縫隙處理:金屬屋面板與板之間搭接處,,會有縫隙,,縫隙漏聲會導致屋面隔聲性能下降。影響可達10dB以上,。采用柔性壓條、扣蓋,、填堵等方式對縫隙密封處理,。(金屬板對接處,可擠入O型聚苯乙烯密封條堵縫,,也可以采用幾型壓條(內填玻璃棉)扣蓋),。
(5)增加阻尼層:屋面上涂刷橡膠、瀝青等阻尼材料,。輕質屋蓋可能因為板材共振,,在共振頻率上,隔聲量大大降低,。采用柔性粘性材料,,如:橡膠、瀝青,、棉氈等,,將阻尼材料粘接或涂刷在金屬屋面板底部。降低金屬板對聲音共振的敏感響應,,可提高隔聲量,。(將保溫棉過盈滿填并用上下板將其夾緊,可為上下板提供阻尼,,提高隔聲效果,。)
(6)彈性材料:當屋蓋上下層板材由龍骨(或其它剛性支撐件)固定時,受聲一側板的振動會通過龍骨傳到另一側板,,這種傳聲現象叫聲橋,。聲橋會降低構件的隔聲性能,。在板材和龍骨之間加彈性墊(如:彈性金屬條、彈性材料墊)可適當提高隔聲量,,改善值最多可達5dB,。
(7)隔聲吊頂:在屋面下,采用彈性吊桿吊裝雙層12mm厚紙面石膏板,,上鋪50mm厚離心玻璃棉,,這種構造對于隔聲量有較大的提高,可獲得15-25dB的隔聲增量,。
(8)采用夾膠玻璃:中空夾膠玻璃,,玻璃總厚度15mm,夾膠厚度不小于1.44mm,,面密度可達30kg/m2以上,,隔聲量可達35dB以上。增加玻璃厚度以及中間PVB夾膠的厚度可進一步提高隔聲量,?;蛘卟捎萌龑硬A蓪訆A膠。(在玻璃下增設陽光板,對隔聲性能影響較小,。)兩層金屬板中間夾保溫防潮層,,隔聲量約25-35dB,。
(9)鋼筋混凝土屋面或樓板上安置大型空調設備時,,適當增加樓板厚度和采用浮筑結構都能夠有效地降低結構聲的傳播[6],并增加樓板構件的空氣聲隔聲量,。
4 結 語
低頻噪聲影響日常生活工作的事例屢見不鮮,,成為當今社會一個普遍的問題,。低頻噪聲控制不僅是研究工作者和聲學工程師的重要課題之一,,還要結合法律法規(guī)的推行和滲透,、性能優(yōu)異的隔聲隔振產品的研發(fā)和推廣,。
參考文獻(略)

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