住宅及公共建筑中的低頻噪聲影響及控制
低頻噪聲的來(lái)源多種多樣。人在屋面上走動(dòng)時(shí)的腳步聲，雨水敲擊屋面的雨水噪聲，機(jī)械設(shè)備運(yùn)行時(shí)的低頻振動(dòng)噪聲，以及機(jī)械動(dòng)力噪聲等等。飛機(jī)起飛或車(chē)輛啟動(dòng)過(guò)程中也會(huì)產(chǎn)生低頻空氣動(dòng)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(shè)備的研發(fā)和推廣，輪胎和發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲的控制等都是從噪聲產(chǎn)生的源頭入手降低噪聲。但多數(shù)情況下，噪聲仍然不可避免地產(chǎn)生并傳播出去。采取怎樣的途徑來(lái)抑止噪聲傳播，成為噪聲控制的重點(diǎn)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(shí)例不勝數(shù)。最近接觸的某住宅項(xiàng)目中，有業(yè)主投訴，白天能清楚地聽(tīng)到樓上走動(dòng)的腳步聲，夜間甚至能夠聽(tīng)見(jiàn)樓上人家說(shuō)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(lèi)的投訴正日漸增多。一方面表現(xiàn)出人們對(duì)住宅聲品質(zhì)的關(guān)注度在增長(zhǎng)，另一方面，因?yàn)楝F(xiàn)階段的建筑法規(guī)對(duì)住宅聲環(huán)境的限制不夠嚴(yán)格，導(dǎo)致住宅噪聲普遍超過(guò)舒適標(biāo)準(zhǔn)[2]。經(jīng)過(guò)對(duì)上述項(xiàng)目的現(xiàn)場(chǎng)考察測(cè)量分析后初步確定：以上現(xiàn)象主要是住宅樓板的撞擊聲隔聲量不足引起的，根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，120mm厚的混凝土樓板，撞擊聲壓級(jí)可達(dá)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(jié)構(gòu)之間的剛性連接。而樓下客廳只做了局部吊頂，未作吊頂?shù)牟课怀蔀楦袈暤谋∪醐h(huán)節(jié)。噪聲就如同水流一樣，從這個(gè)隔聲低谷傾瀉而下。
針對(duì)上述情況，一般可以采取以下兩種做法來(lái)減弱噪聲影響。最佳的途徑是從噪聲產(chǎn)生的源頭上進(jìn)行處理。在結(jié)構(gòu)樓板上方，用隔聲氈等材料做墊層，將地面浮筑于基礎(chǔ)之上，同時(shí)還應(yīng)斷開(kāi)地面和墻面之間的剛性連接，防止聲音經(jīng)由墻面或梁柱傳播。這種浮筑構(gòu)造能有效抑制撞擊聲的傳播，同時(shí)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(shè)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(wú)機(jī)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(shè)計(jì)到了不得不采用消極隔振手段來(lái)處理的階段，通常也可以采用以上構(gòu)造來(lái)降低局部范圍內(nèi)的噪聲干擾。只要條件允許，我們更趨向于前一種做法。因?yàn)樗群笠环N做法造價(jià)要低，作用顯著、實(shí)施方便。
2交通噪聲對(duì)臨街住宅的低頻噪聲干擾
目前交通噪聲對(duì)居住環(huán)境的影響是普遍關(guān)注的問(wèn)題之一。2008年接觸到兩個(gè)項(xiàng)目中，要求對(duì)交通干道邊的住宅做噪聲評(píng)估和控制。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)考察和測(cè)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(yán)重，室內(nèi)噪聲明顯超出住宅內(nèi)聲環(huán)境的標(biāo)準(zhǔn)[3]要求。
造成這一現(xiàn)象的原因有以下幾個(gè)方面：其一、聲源的構(gòu)成復(fù)雜，不同車(chē)輛在不同工況下產(chǎn)生的中、低頻噪聲可達(dá)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(dá)70-75dB。其三、建筑構(gòu)件的低頻隔聲性能普遍較弱。臨干道一側(cè)設(shè)有落地門(mén)窗是目前較為普遍的住宅建筑風(fēng)格。這類(lèi)門(mén)窗用5-9mm厚的單層或雙層玻璃構(gòu)成，雙層玻璃中間的空氣間隙一般只有9-12mm，對(duì)低頻隔聲幾乎沒(méi)有貢獻(xiàn)（100mm空氣層低頻隔聲量可增加5-10dB）。實(shí)測(cè)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(kāi)門(mén)的隔聲量只有25dB，低頻只有15-20dB。
為了改善室內(nèi)惡劣的噪聲環(huán)境，需要針對(duì)上述三個(gè)方面采取措施。采用低噪聲路面、隔聲屏障[4]和提高建筑構(gòu)件的隔聲性能，采用隔聲量高達(dá)40dB的隔聲窗[5]。
3 機(jī)場(chǎng)的低頻噪聲問(wèn)題
飛機(jī)場(chǎng)主要噪聲來(lái)源有兩個(gè)：外部飛機(jī)噪聲，主要表現(xiàn)為中、低頻噪聲；樓面上的大型空調(diào)設(shè)備振動(dòng)噪聲。
噪聲控制首先是考慮飛機(jī)場(chǎng)的航站樓屋面的隔聲性能。飛機(jī)場(chǎng)的屋面由金屬屋蓋和玻璃組成，這種輕質(zhì)結(jié)構(gòu)隔聲性能較差，室外噪聲透過(guò)屋面進(jìn)入室內(nèi)有兩個(gè)途徑：直接穿過(guò)維護(hù)墻體進(jìn)入；因波動(dòng)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(hù)層等，面密度可達(dá)500kg/m2）相比，金屬屋面和玻璃的面密度都不到40kg/m2，這種輕質(zhì)屋面比混凝土屋面的空氣聲隔聲量低將近15~20dB。與此同時(shí)，機(jī)場(chǎng)大廳外部噪聲高達(dá)80dB以上，聲環(huán)境較為惡劣。如采用不加處理的輕質(zhì)屋面，室內(nèi)噪聲可高于50~55dB以上。另外，在輕質(zhì)屋面的接縫，由于縫隙漏聲，一定程度上降低隔聲性能。室內(nèi)噪聲還有可能更高。
提高輕質(zhì)屋蓋隔聲性能的設(shè)計(jì)主要有：增加屋蓋重量、結(jié)構(gòu)分層、內(nèi)增隔聲層、縫隙處理、阻尼處理、隔聲吊頂?shù)取?/p>
（1）增加屋面的重量：將輕質(zhì)屋蓋的面密度提高到上限120kg/m2；隔聲量可達(dá)40dB左右。又因?yàn)橹匚菝婀逃蓄l率低，有利于對(duì)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(zhì)屋面的分層結(jié)構(gòu)：分層數(shù)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(jié)構(gòu)，并在空腔內(nèi)填吸聲材料，能夠大大提高隔聲量。這是因?yàn)榭諝鈴椈珊涂涨粌?nèi)聲音來(lái)回反射損耗很大部分的聲能。
（國(guó)家體育館輕質(zhì)屋蓋隔聲設(shè)計(jì)中，采用九層復(fù)合、雙空腔屋蓋結(jié)構(gòu)，面密度不超過(guò)60kg/m2，隔聲量高達(dá)50dB。）
（3）內(nèi)增隔聲層：一般輕質(zhì)屋面板內(nèi)，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住），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(huì)有縫隙，縫隙漏聲會(huì)導(dǎo)致屋面隔聲性能下降。影響可達(dá)10dB以上。采用柔性壓條、扣蓋、填堵等方式對(duì)縫隙密封處理。（金屬板對(duì)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(nèi)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(zhì)屋蓋可能因?yàn)榘宀墓舱瘢诠舱耦l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(duì)聲音共振的敏感響應(yīng)，可提高隔聲量。（將保溫棉過(guò)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(dāng)屋蓋上下層板材由龍骨（或其它剛性支撐件）固定時(shí)，受聲一側(cè)板的振動(dòng)會(huì)通過(guò)龍骨傳到另一側(cè)板，這種傳聲現(xiàn)象叫聲橋。聲橋會(huì)降低構(gòu)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(dāng)提高隔聲量，改善值最多可達(dá)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(gòu)造對(duì)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(dá)30kg/m2以上，隔聲量可達(dá)35dB以上。增加玻璃厚度以及中間PVB夾膠的厚度可進(jìn)一步提高隔聲量；蛘卟捎萌龑硬Ａ蓪訆A膠。（在玻璃下增設(shè)陽(yáng)光板，對(duì)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(diào)設(shè)備時(shí)，適當(dāng)增加樓板厚度和采用浮筑結(jié)構(gòu)都能夠有效地降低結(jié)構(gòu)聲的傳播[6]，并增加樓板構(gòu)件的空氣聲隔聲量。
4 結(jié) 語(yǔ)
低頻噪聲影響日常生活工作的事例屢見(jiàn)不鮮，成為當(dāng)今社會(huì)一個(gè)普遍的問(wèn)題。低頻噪聲控制不僅是研究工作者和聲學(xué)工程師的重要課題之一，還要結(jié)合法律法規(guī)的推行和滲透、性能優(yōu)異的隔聲隔振產(chǎn)品的研發(fā)和推廣。
參考文獻(xiàn)（略）
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