分户墙门窗隔声薄弱部位测量方法

郑 开 丽

(重庆大学 建筑城规学院, 重庆 400045)

0 引 言

住宅室内声环境舒适度首先取决于小区周边室外声环境，其二是设计师科学合理隔振减噪设计,科学设计可减少周边环境噪声对室内住宅声环境的影响；其三是外门、窗、分户墙、楼板材质构造及施工质量；其四是室内装修工艺和施工责任心，此过程是室内声环境不容忽视的重要环节之一。

实验室隔声测试按照文献[1]要求进行，其测试结果仅代表材料本身的隔声性能，现场住宅分户墙隔声测试按照文献[2]进行，其结果则反映该住宅建成后围护结构的空气声综合隔声能力。若结果不理想，在排除侧向绕射声[3]影响和外门窗自身隔声性能影响后，即可确定该分户墙已出现隔声问题，墙体是在建筑施工中出现的问题，还是家装过程中开凿线槽造成墙体隔声性能受损，需现场测试排查，为分清责任,精准治理整改提供准确部位。现场分户墙隔声测试按照文献[2]中测试计算，结论按照文献[4]方法进行评判。

受邻居生活噪声干扰而无法正常起居生活，均在装修入住后。共同特点是周边外环境均较安静；分户墙为200 mm页岩空心砖墙体双面抹灰。如何准确找出分户墙上隔声薄弱部位，精确整改，是建设方和业主都关注的重点。做为研究方有必要开展实验分析，总结出行之有效的测试手段和方法。

1 测试分析方法

1.1 声强法

声强法[5]是利用声强仪进行测量的传统方法。通过测量透过墙体的声强大小判断墙面不同位置声强强弱，进而可确定薄弱部位。采用声强仪——网格划分方法，逐点测试墙面各点声强大小，使用该方法的优点是：不受室内声环境影响。墙面某点指向方向r的声强是单位时间内通过该点与方向r垂直的单位面积的平均声能。设有2个声压接收器，它们的接收面相背而置，相距很小距离Δ，接收面A、B分别接受到声压：

pA=paej[(ωt-k(r-Δ/2)]

pB=paej[(ωt-k(r+Δ/2)]

(1)

声强I可以表示为

(2)

故式(2)可近似为

(3)

这表明通过接收PA、PB，相加、减后进行时间平均来确定声强I，而实际上的声强由于质点速度和声压梯度之间存在积分关系，即

(4)

式中：pA，pB为A、B接收器处的瞬时声压；ur为瞬时质点速度在r方向的分量；p0为基准声压；T为周期的整数倍或长得不影响计算结果的时间。使用两传声器测间隔为Δr(Δr≪λ)的A、B两处声压pA、pB之差与Δr之比近似代表该处的声压梯度，以表示质点速度，并以pA、pB的平均值表示该处的声压，即距离r处的声强为

(5)

声强仪仪器测试透过墙体的声强，测量频率范围因受Δr≪λ的限制，存在低、高频限制，一般约为125 Hz、10 kHz，但此限制不会影响隔墙传声薄弱部位判断。

采用声强仪逐点测量分户墙上各点或可疑部位上的声强值，每测点持续扫秒时间5～10 s，比较各个部位的测试结果，就可排查到墙体隔声薄弱[6]部位。

1.2 A声级法

(1) A声级的定义。它是40方等想曲线计权网络，和人耳的听阈特性相同，A声级能较好地反映人对噪声的主观感觉[7]，因而在噪声测量中，A声级被用作评价噪声[8]的主要指标。

隔墙出现隔声问题时，在没有声强仪时可采用I型精密声级计，通过A声级测试能完成薄弱部位确认。通过多次实践应用证实是可行的，前提是分户墙墙体已出现明显隔声问题，且住宅室外环境较安静。

采用声级计测试出的声压级中不仅包含墙体对面透过的声能，还有室内墙面反射声和侧向声场影响。故文献[2]中要求：话筒距墙面大于1.0 m,目的是规避和减少墙面反射声的影响。在排出无侧向噪声影响，外门窗无隔声质量问题[9]的前提下，环境安静时分户墙两边的室内反射声能大小在墙面各点处是相对稳定的，受墙面空气紊流层、表面黏滞性影响[10]以及反射声影响，墙四周和墙中央的声压不会绝对均匀，但它们相对稳定。一旦墙体出现隔声质量问题，相对平衡被打破该近距离透过的声压会高于其他部位，利用声压具指向性的特点，近距离测试可疑部位的A声级，该A声级值相对其他稳定区域一定有变化。将问题隔墙划分为网格点，依次测试各网格点上A声级值。就会找寻到薄弱部位。一般情况下墙面开线槽开关孔处[9]、现浇结构与填充墙连接处是隔声薄弱部位[9]，是排查测试中主要关注的部位。

文献[2]中对话筒距墙面距离的规定，应理解为隔墙未出现隔声问题时适应，当隔墙已经出现隔声问题时，墙体近表层声压级已出现疏密不等状况。测试薄弱部位前，建议在先测试背景噪声，和声源开启后的A声级比较，对分析更据科学性和可靠性。A声级测试方法快捷方便，现场可得出结论。

(2) A声级法实验室验证。在340 mm厚墙隔墙上(220 mm加气+120 mm红砖)开Φ100 mm孔，取出砖块，重新放回，四周采用胶泥密实填堵(见图1)，此处墙体密实程度与其他墙面发生了差异。采用无指向白噪声为测试声源布置在声源室一角，受声室测试墙面均匀划分12个网格测点。受声室一侧采用Ⅰ级精密声级计距墙面200 mm每测点上依次测量连续5 s A声级(见图2)连续测试3次。话筒朝向声源入射方向，测试时人员不要对话筒有遮挡[5]，测试平均数据见表1。

图1 隔墙墙面12测点图

图2 测点及测试声源布置图

图3 墙面网点A声级值dB(A)

由表1可知，5、8测点数据分别是42.3 dB(A)、42.4 dB(A)。在6、7测点范围数据也较大，均是42.0 dB(A)；孔洞正上方为最大值为42.6 dB(A)。实验室环境安静，实验室背景噪声为27 dB(A)。声源室中声压级数值变化不大均为87 dB(A)变化，说明测试中未受其他环境噪声影响。

若不清楚墙体孔洞具体位置，需在5～8区域继续划分6个测点，依次测试其A声级值，比对其大小，最后可确认薄弱部位的正确位置(墙面测试结果见表1)。

采用此方法测试判断，科学、快捷、简单。

(3) A声级法现场测试——采用可疑部位法。现场测试采用白噪声做声源，可先在可疑位置处，如线板线槽、开孔处、2种不同墙体交界处连续测量出A声级连续5 s的等效A声级，再测试墙面其他位置的A声级值，立即可比较测试结果大小。现场检测时如果内外声环境安静。背景噪声<30 dB(A),采用此方法科学快捷。

(4) A声级法对测试话筒的要求。A声级判断法测试时需注意选择话筒类别，话筒类别常用的有压力场、自由场和扩散场三大类。传声器主轴与声传输方向与传声器类别有关(见表2)。测试时最好采用扩散场声级计，测试透过墙面近距离的A声级大小。丹麦4942扩散声场传声器也被称为无规入射传声器，设计用于信号同时从所有方向抵达时具有平坦响应。

表1 各测的点值dB(A)

表2 话筒类别及技术参数

外环境若存在较大动态交通噪声或生活噪声，背景噪声不理想，对精准判断会有影响。建议采用红外热像仪进行测试确认，利用其热成像拍摄测试结果，找出分户墙、门窗隔声薄弱部位。

2 红外热像测试方法

红外热像仪可快捷准确检测建筑保温隔热性能差异。在图4(a)与图4(b)中(某高校办公楼)红外热像照片上可看到玻璃的隔热性能较墙体差，还可观察到梁柱冷桥效应。此测试功能已广泛应用在建筑节能检测领域。但在声学薄弱部位测试中应用不多。对分户墙墙体隔热和隔声有相同原理，隔热性能良好的墙体密闭性能也良好，没有漏声现象，隔声性能原理也遵循质量和密闭原则。根据红外热像图判断其住宅分户墙或门窗隔声薄弱部位是完全可性的,因住宅分户墙,隔墙大都在室内，均采用200厚墙体加双面抹灰，未做保温层,装修环节最多加墙纸处理措施，墙体结构单一，不会有歧异。

(a) 某教学楼照片

(b) 某教学楼红外热成像照片

红外热成像图。应用领域广阔，适用于建筑房屋故障诊断等，它可清晰地观测到墙面和门窗表面温度分布情况，从而找出墙面缝隙或密闭不严以及渗水现象，还可帮助人们解决分户墙隔声问题，具有普遍的实用意义。

(1) 墙面为同一温度场时，红外温度分布情况。不同材质因其辐射系数[11]不同在同一温度场时表面温度分布会不同。图5是暗埋墙下的线管道及线盒照片;图6为其红外成图像。因材质和空气吸热的缘故暗埋墙下的管道线板的温度要高于墙体表面的温度(图6中高温点是线路接触不良所致)。图7所示为墙面明装插座的红外图，在同一温度场时有空气的线盒温度要高于墙面2.0℃ 左右。

图5 插座与墙上线板照片图6 插座与墙上预埋线槽

图7 墙面明装插座的红外成像图

(2) 墙面所处不同温度场时，红外温度分布情况。现场测试时采用墙面不同温度场进行。图8是2010年重庆旧城改造——渝中区人民路某住宅临街三楼住户卧室外窗的红外热像图，室内开空调温度为27 ℃，室外是重庆8月14日上午10:10的空气平均温度38 ℃以上。从图8中可判断窗扇的上部、侧面密闭不严，缝隙几乎接近室外空气温度，与墙面相差3～4 ℃，玻璃表面与缝隙的温度也有1～3 ℃，铝合金滑窗是上世纪80年代初安装，窗扇缝隙平均有2～3 mm，现场昼间室内噪声平均为43.2 dB(A)。红外热像图证明了外窗户关闭不严是道路两旁住宅室内噪声超标[12]的主要影响因素。图9所示为一金属铝合金外门，人眼无法判断门框密封情况，通过拍摄的红外图却可以清晰看到门框密闭不严。此处也是隔声薄弱部位，值得施工重视的漏声部位。

图8 单玻滑窗———夏季红外热成像图图9 门———红外热成像图

图10所示为在玻璃窗二侧空气温度相差40 ℃时拍摄的红外热像图，显示其窗边框材质保温性能[12]良好，温度在18 ℃范围，而玻璃与窗框密封胶条处的范围温度仅9 ℃范围。据此可以知道窗框与玻璃密封处是隔热、隔声之薄弱部位。重点完善此处构造，外窗的保温、隔声性能将有所提高。

图10 窗内外温差40 ℃时薄弱部位红外热像图

图11、12红外热像图拍摄时间为2010年7月19日在重庆某小区住宅分户墙上的插线板图和其红外热成像图。一户受另一户噪声干扰夜间不能安睡，在有干扰的一户室内空调温度设置为25 ℃，受干扰的另一户室内为常温32 ℃左右，2～3 h后拍摄墙面表面温度，插线板范围内温度为27 ℃明显低于墙面温度3～4 ℃，此处有漏冷现象，隔声性能当然也不完整。经现场测试床头两边插线板处A声级高于墙面其他位置的A声级值达3.5 dB(A)，判断二插线板处为隔声薄弱位置。该分户墙主体结构为200 mm厚页岩空心砖，双面抹灰，插线板开槽后，页岩空心墙体主体隔声性能受到损坏，外表完好但墙体隔声性能损失[13]，该位置正好在主卧床头处，距人耳直线距离仅200～250 mm内。使用红外热成像仪现场测试，测试图像清晰，一目了然。采用红外热成像仪判断必须观察墙体有无受潮[12]，否则会影响判断结果，现场采用手持式含水率测量结果更准确。工程中出现隔声问题的分户墙，均是在装修入住后，分户墙墙体受潮现象不多见，如果有潮湿也完全可以从图形上区分出水渍痕迹，分析时间稍长点。

图11 分户墙上插线板处红外照片图图12 分户墙上插线板处照片

3 结 语

分户墙和外门窗隔声薄弱部分确认可采取3种方法，实验室有声强仪设备最简单，入住后住户发现分户墙隔声问题[14]时，缺少声强仪而现场声环境条件安静下，可采用I级精密声级计，用A声级法进行薄弱部位寻查测试，方便快捷。若现场背景噪声不理想，可采用红外热成像法，此影像结果真实直观，建议同时采用A声级和红外热热像仪测试更具说服力。A声级法和红外热像法经多个实际工程应用科学可行。

无交通噪声和设备振动噪声时，分户墙上开线槽、孔施工问题及外门窗密闭不严是影响室内声环境舒适的主要因素，建议采用耐切割材质做分户墙墙体[15]，重视外门窗施工安装密封问题，装修施工中对分户墙上开凿线槽应引起各方足够重视，从根本上保障室内声环境舒适。