綠色建筑的聲環(huán)境及其保障技術(shù)(第八講)

1綠色建筑聲環(huán)境及其保障技術(shù)

綠色建筑相關(guān)的建筑技術(shù)2建筑聲環(huán)境天津大學(xué)建筑節(jié)能中心BuildingEnergyEfficiencyCenter,TianjinUniversity指室內(nèi)音質(zhì)問(wèn)題以及振動(dòng)和噪聲控制問(wèn)題。理想的聲學(xué)環(huán)境需要的聲音（講話、音樂(lè)）：能高度保真

不需要的聲音（噪聲）：不會(huì)干擾人的工作、學(xué)習(xí)和生活建筑聲環(huán)境質(zhì)量保證目的和措施創(chuàng)造一個(gè)良好的室內(nèi)外聲學(xué)環(huán)境。

針對(duì)振動(dòng)和噪聲的控制小區(qū)聲環(huán)境污染生態(tài)小區(qū)聲環(huán)境污染包括室外聲環(huán)境污染和室內(nèi)聲環(huán)境污染。

造成室外聲環(huán)境污染的噪聲源主要有：交通噪聲、工業(yè)噪聲、施工噪聲及社會(huì)噪聲。如生態(tài)小區(qū)鄰近鐵路、公路（含高速公路），城市主干道（含城市高架、輕軌等）就可能由交通噪聲對(duì)小區(qū)造成聲污染；如生態(tài)小區(qū)鄰近高噪聲工廠（或車間）就可能由工業(yè)噪聲對(duì)小區(qū)造成聲污染；臨近生態(tài)小區(qū)的建筑工地施工就可能對(duì)小區(qū)造成施工噪聲污染；如生態(tài)小區(qū)臨近舞廳、OK廳、體育場(chǎng)（觀眾觀看比賽時(shí)的吹呼聲，群眾集會(huì)）、學(xué)校操場(chǎng)（廣播體操），街頭群眾自?shī)首詷?lè)的活動(dòng)均可能對(duì)小區(qū)造成社會(huì)噪聲污染。

生態(tài)小區(qū)室內(nèi)聲環(huán)境污染的噪聲源主要是：從分戶墻、樓板及分戶門傳入的鄰室或樓梯間的講話聲、音樂(lè)聲、家用電器產(chǎn)生的噪聲及各種撞擊聲；高層住宅電梯運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的噪聲；有時(shí)還有抽水馬筒及污水管道排污時(shí)產(chǎn)生的噪聲。4主要內(nèi)容聲音的度量與聲環(huán)境的描述聲音的傳播規(guī)律噪聲的控制技術(shù)天津大學(xué)建筑節(jié)能中心BuildingEnergyEfficiencyCenter,TianjinUniversity5一、聲音的度量與聲環(huán)境的描述天津大學(xué)建筑節(jié)能中心BuildingEnergyEfficiencyCenter,TianjinUniversity聲波：從物理學(xué)觀點(diǎn)來(lái)講，聲音是一種機(jī)械波，是機(jī)械振動(dòng)在彈性媒質(zhì)中的傳播，也稱聲波

周期：聲波通過(guò)空氣或其他彈性介質(zhì)傳播時(shí)，介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)只是在其平衡位置附近來(lái)回振動(dòng)。質(zhì)點(diǎn)每往返一次所需要的時(shí)間稱為周期（T），單位為s

頻率：一秒鐘內(nèi)媒質(zhì)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的次數(shù)（f），單位為Hz

波長(zhǎng)：兩相鄰波對(duì)應(yīng)相同點(diǎn)之間的距離（），單位為m

聲速：聲波在媒質(zhì)中傳播的速度（c），單位為m/s

關(guān)系：=c/f=cT61、聲速天津大學(xué)建筑節(jié)能中心BuildingEnergyEfficiencyCenter,TianjinUniversity聲速是媒質(zhì)特性的函數(shù)，不同媒質(zhì)中，聲速不相同。氣體中聲速為：c=（P0/0）0.5

---氣體比熱容；P0---媒質(zhì)處于平衡狀態(tài)時(shí)的壓強(qiáng)；0---媒質(zhì)處于平衡狀態(tài)時(shí)的密度72、聲音計(jì)量包括的物理量天津大學(xué)建筑節(jié)能中心BuildingEnergyEfficiencyCenter,TianjinUniversity

聲功率：聲源在單位時(shí)間內(nèi)向外輻射的聲能。

聲源的聲功率指：1、在全部可聽范圍內(nèi)所輻射的功率；2、在某個(gè)有限頻率范圍所輻射的功率（頻帶聲功率）在建筑聲學(xué)中，聲源輻射波的聲功率大都可以認(rèn)為不因環(huán)境條件的不同而改變，并看成是屬于聲源本身的一種特性82、聲音計(jì)量包括的物理量天津大學(xué)建筑節(jié)能中心BuildingEnergyEfficiencyCenter,TianjinUniversity

聲壓：聲音在傳播過(guò)程中，媒質(zhì)中各處存在稀疏和稠密的交替變化，因而各處的壓強(qiáng)也相應(yīng)地產(chǎn)生變化1、沒(méi)有聲波時(shí)，媒質(zhì)中靜壓強(qiáng)為P0；2、有聲波傳播時(shí)，壓強(qiáng)隨聲波頻率產(chǎn)生周期性變化；3、變化部分，即，有聲波時(shí)的壓強(qiáng)P與靜壓強(qiáng)P0之差稱為聲壓92、聲音計(jì)量包括的物理量天津大學(xué)建筑節(jié)能中心BuildingEnergyEfficiencyCenter,TianjinUniversity

聲強(qiáng)：聲波的大小或強(qiáng)弱，即單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)垂直于傳播方向上的單位面積內(nèi)的平均聲能量1、聲強(qiáng)具有方向性，是矢量；2、如果所考慮的面積與傳播方向平行，通過(guò)此面積的聲強(qiáng)就是“零”。3、不同的生活環(huán)境里，噪聲的強(qiáng)弱是不同的。例如，在醫(yī)院里，噪聲弱些；在市場(chǎng)上，噪聲強(qiáng)些；在織布車間里。噪聲更強(qiáng)。為了表示聲音的強(qiáng)弱程度，人們引入了“聲強(qiáng)”的概念，并用1秒內(nèi)垂直穿過(guò)單位面積的聲能多少來(lái)量度它的大小，聲強(qiáng)用字母“I”表示，它的單位是“瓦／米2”。102、聲音計(jì)量包括的物理量天津大學(xué)建筑節(jié)能中心BuildingEnergyEfficiencyCenter,TianjinUniversity分貝標(biāo)度和聲級(jí)：聲強(qiáng)是不隨人們感覺而轉(zhuǎn)移的客觀物理量。雖然聲強(qiáng)是個(gè)客觀物理量，但是聲強(qiáng)的大小和人們主觀感到的聲音強(qiáng)弱，卻有非常大的差異

為了符合人們對(duì)聲音強(qiáng)弱的主觀感覺，物理學(xué)里又引入了“聲強(qiáng)級(jí)”的概念，分貝就是聲強(qiáng)級(jí)的一個(gè)單位，它是貝爾的十分之一

人耳對(duì)不同頻率的聲波，敏感程度是不同的。對(duì)于3000赫茲的聲波最敏感。只要這個(gè)頻率的聲強(qiáng)達(dá)到I0＝10－12瓦／米2，就能引起人耳的聽覺。聲強(qiáng)級(jí)就是以人耳能聽到的這個(gè)最小聲強(qiáng)I0為基準(zhǔn)規(guī)定的，并把I0＝10－12瓦／米2的聲強(qiáng)規(guī)定為零級(jí)聲強(qiáng)，也就是說(shuō)這時(shí)的聲強(qiáng)級(jí)為零貝爾（也是零分貝）

當(dāng)聲強(qiáng)由I0加倍為2I0時(shí)，人耳感到的聲音強(qiáng)弱并沒(méi)有加倍。只有當(dāng)聲強(qiáng)達(dá)到10I0時(shí)，人耳感到的聲音強(qiáng)弱才增大一倍，這個(gè)聲強(qiáng)對(duì)應(yīng)的聲強(qiáng)級(jí)為1貝爾＝10分貝

當(dāng)聲強(qiáng)變?yōu)?00I0時(shí)，人耳感到的聲音強(qiáng)弱增大2倍，對(duì)應(yīng)的聲強(qiáng)級(jí)為2貝爾＝20分貝；當(dāng)聲強(qiáng)變?yōu)?000I0時(shí)，人耳感到的聲音強(qiáng)弱增大3倍，對(duì)應(yīng)的聲強(qiáng)級(jí)為3貝爾＝30分貝，依此類推。人耳能承受的最大聲強(qiáng)為1瓦／米2＝1012I0，它對(duì)應(yīng)的聲強(qiáng)級(jí)為12貝爾＝120分貝。11二、聲音的傳播規(guī)律天津大學(xué)建筑節(jié)能中心BuildingEnergyEfficiencyCenter,TianjinUniversity聲波遇到障礙物時(shí)的傳播

建筑聲環(huán)境中常見的是點(diǎn)狀聲源，向四周輻射球面波。傳播途徑中遇到障礙物，一部分在界面發(fā)生反射，一部分則透射到第二種介質(zhì)中。

聲波的衰減

擴(kuò)散引起的衰減。聲波傳播時(shí)波陣面隨距離增加而增大，聲能分散，因而聲強(qiáng)將隨傳播距離的增加而衰減

空氣吸收引起的衰減。空氣中相鄰質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)速度不同產(chǎn)生黏滯力，使聲能轉(zhuǎn)變成熱能。12三、噪聲的控制技術(shù)天津大學(xué)建筑節(jié)能中心BuildingEnergyEfficiencyCenter,TianjinUniversity噪聲控制基本原理和方法

噪聲控制的途徑131、噪聲控制的基本原理和方法天津大學(xué)建筑節(jié)能中心BuildingEnergyEfficiencyCenter,TianjinUniversity房間的吸聲減噪1、室內(nèi)有噪聲源的房間，人耳聽到的是直達(dá)聲和房間避免多次反射形成的混響聲；2、房間吸聲減噪量的確定方法：

噪聲聲壓級(jí)大小與分布取決于房間的形狀、各界面材料和家具設(shè)備的吸聲特性，以及噪聲源的性質(zhì)和位置等因素3、房間吸聲減噪法的使用原則：a、室內(nèi)原有平均吸聲系數(shù)較小時(shí)，應(yīng)用吸聲減噪法收效最大。對(duì)于室內(nèi)原有吸聲量較大的房間，效果不大b、吸聲減噪法僅能減少反射聲，因此吸聲處理一般只能取得4-12dB的降噪效果c、靠近聲源且直達(dá)聲占支配地位的場(chǎng)所，吸聲減噪法不會(huì)得到理想的降噪效果141、噪聲控制的基本原理和方法天津大學(xué)建筑節(jié)能中心BuildingEnergyEfficiencyCenter,TianjinUniversity減振和隔振1、在儀器和基礎(chǔ)設(shè)備之間加入彈性元件，以減弱振動(dòng)傳遞。如空調(diào)主機(jī)的避震喉。隔振器有橡膠隔振器、金屬?gòu)椈?、空氣彈簧等；隔震墊有橡膠隔震墊、軟木、酚醛樹脂玻璃纖維板和毛氈。2、阻尼減震。由于阻尼作用，將一部分振動(dòng)能量轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芏拐駝?dòng)和噪聲降低的方法。做法是在在金屬板上涂阻尼材料。阻尼材料和阻尼減震措施：具有很高的損耗因子，如瀝青、天然橡膠、合成橡膠、涂料、高分子材料151、噪聲控制的基本原理和方法天津大學(xué)建筑節(jié)能中心BuildingEnergyEfficiencyCenter,TianjinUniversity隔聲原理和隔音措施1、把發(fā)聲的物體封閉在小空間內(nèi)，如鼓風(fēng)機(jī)、空壓機(jī)、發(fā)電機(jī)、水泵封閉在控制室或操作室內(nèi)；2、采用隔聲墻、樓板、門、窗3、工藝設(shè)備采用隔聲罩162、噪聲控制的途徑天津大學(xué)建筑節(jié)能中心BuildingEnergyEfficiencyCenter,TianjinUniversity（1）噪聲（振動(dòng)）源（2）傳播途徑（3）接受者17（1）降低聲源噪聲天津大學(xué)建筑節(jié)能中心BuildingEnergyEfficiencyCenter,TianjinUniversity降低聲源噪聲輻射是控制噪聲根本和有效的措施

聲源處即使局部地減弱了輻射強(qiáng)度，也可使在中間傳播途徑中接收處的噪聲控制工作大大簡(jiǎn)化

可通過(guò)改進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、改進(jìn)加工工藝、提高加工精度、吸聲、隔聲、減振、安裝消聲器等控制聲源18（2）在傳播路徑上降低噪聲天津大學(xué)建筑節(jié)能中心BuildingEnergyEfficiencyCenter,TianjinUniversity利用噪聲在傳播中的自然衰減作用，使噪聲源遠(yuǎn)離安靜的地方

聲源的輻射一般有指向性，因此控制噪聲的傳播方向是降低高頻噪聲的有效措施

建立隔聲屏障或利用隔聲材料和隔聲結(jié)構(gòu)來(lái)阻擋噪聲的傳播

應(yīng)用吸聲材料和吸聲結(jié)構(gòu)，將傳播中的聲能吸收消耗

對(duì)固體振動(dòng)產(chǎn)生的噪聲采取隔振措施，減弱噪聲傳播在建筑總圖設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)按照“鬧靜分開”的原則對(duì)噪聲源的位置合理布置。19（3）接受點(diǎn)的噪聲控制天津大學(xué)建筑節(jié)能中心BuildingEnergyEfficiencyCenter,TianjinUniversity佩戴護(hù)耳器，如耳塞、耳罩、防噪頭盔

減少在噪聲中暴露的時(shí)間20（4）掩蔽噪聲天津大學(xué)建筑節(jié)能中心BuildingEnergyEfficiencyCenter,TianjinUniversity利用電子設(shè)備產(chǎn)生的背景噪聲來(lái)掩蔽令人討厭的噪聲，以解決噪聲控制問(wèn)題。這種人工噪聲被比喻為“聲學(xué)香料”。

可以有效擬制突然干擾人們寧?kù)o氣氛的聲音

通風(fēng)系統(tǒng)、均勻交通或辦公樓內(nèi)正?；顒?dòng)的噪聲都可以成為人工掩蔽噪聲

在有園林的辦公室內(nèi)，利用通風(fēng)系統(tǒng)產(chǎn)生的相對(duì)較高而又使人易于接受的背景噪聲，對(duì)掩蔽電話、辦公機(jī)器和談話聲等噪聲有好處，有助于創(chuàng)造一種適宜的寧?kù)o環(huán)境

在分組教學(xué)教室里，增加分布均勻的背景音樂(lè)，更有效地遮掩噪聲。

咖啡廳、酒店大堂等背景音樂(lè)21（5）城市噪聲控制天津大學(xué)建筑節(jié)能中心BuildingEnergyEfficiencyCenter,TianjinUniversity把影響建筑聲環(huán)境的外部干擾降到最低

規(guī)劃：建筑規(guī)劃中避免交通噪聲、工廠噪聲

技術(shù)：利用臨街建筑物作為后面建筑的防噪屏障，加裝聲屏障

管理：嚴(yán)格施工噪聲管理

對(duì)居住區(qū)鍋爐房、水泵房、變電站采取消聲減噪措施，布置在小區(qū)邊緣角落處，與住宅有適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)距離22四、控制指標(biāo)天津大學(xué)建筑節(jié)能中心BuildingEnergyEfficiencyCenter,TianjinUniversity住區(qū)環(huán)境、場(chǎng)地環(huán)境噪聲符合《城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)》GB3096的規(guī)定。建筑外窗的隔聲性能達(dá)到《建筑外窗空氣聲隔聲性能分級(jí)及其檢測(cè)方法》GB8485中II級(jí)以上要求。室內(nèi)背景噪聲滿足《民用建筑隔聲設(shè)計(jì)規(guī)范》GBJ118中室內(nèi)允許噪聲標(biāo)準(zhǔn)一級(jí)要求。賓館類建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件空氣隔聲性能（Rw）滿足《民用建筑隔聲設(shè)計(jì)規(guī)范》GBJ118二級(jí)要求。對(duì)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)采取有效的隔聲、減噪措施臥室、起居室的允許噪聲級(jí)在關(guān)窗狀態(tài)下白天不大于45dB（A聲級(jí)），夜間不大于35dB（A聲級(jí)）。

樓板和分戶墻的空氣聲計(jì)權(quán)隔聲量不小于45dB，樓板的計(jì)權(quán)標(biāo)準(zhǔn)化撞擊聲聲壓級(jí)不大于70dB。外窗和戶門的空氣聲計(jì)權(quán)隔聲量不小于30dB。23五、主要措施天津大學(xué)建筑節(jié)能