绿色建筑室内噪声检测与分析

江宏玲

（1.安徽省·水利部淮河水利委员会水利科学研究院，安徽 合肥 230088；2.安徽省建筑工程质量监督检测站，安徽 合肥 230088）

0 引言

对于人们来说，室内是主要的生活场所，但是随着消费水平的不断提升，人们对建筑物的使用功能提出了越来越高的要求，因而整洁干净、降噪效果良好的民用住宅更容易受到用户的青睐［1，2］。从现有的文献史料来看，大多数学者对建筑物的安全性与稳定性给予了较高的关注度，只有个别理论研究成果与建筑声学相关。最近几年，我国经济保持了平稳而快速的发展势头，为了满足人们的居住或使用需求，国家有关部门规定了绿色建筑应达到的标准，并在分析寿命周期的基础上制定了一套指标评价体系，其中对于室内环境而言尤为重要的指标为室内声环境。另外，为使建筑声学工作得以顺利开展，我国还陆续实施了涉及到建筑物隔音且与上述指标评价体系相匹配的标准与规范，并根据社会发展现状对其进行了补充与修订［3，4］。

当前，国内学者针对建筑物隔音开展了一系列研究工作，多数研究成果主要涉及到民用建筑隔音性能分析、隔音系统设计、噪声计算方法选择这三个方面的内容［5，6］。目前的软件主要集中于室外声环境模拟分析以及厅堂声学模拟分析，对于建筑室内噪声的模拟分析还缺乏一个公认的软件。本文主要研究外围护结构对于室内噪声级的影响，并以实际项目为例，详细论述了如何通过计算和修正使室内噪声级达到允许值，最后通过实际测量来验证计算结果。

1 室内噪声级的设计要求

GB 50118－2010《民用建筑隔声设计规范》规定了住宅建筑不同房间的允许噪声级范围，具体数值如表 1 所示。

表1 住宅建筑不同房间的允许噪声级范围

2 室外声环境模拟分析

通过对环境噪声的模拟并对噪声监测数据进行分析不难得知，噪声干扰源可分为两大类［7］，其一为室内设备、仪器等发出的噪音，其二为包括车辆行驶声音在内的室外噪声。本文选定的绿色建筑项目与铁路相邻，学校与居民区位于其北侧，主干道、次干道分别位于其西侧与东侧。铁路以及路上车辆行驶时发出的声音是该绿色建筑项目的噪声源。运用 Sound PLAN 模拟软件对本项目区域的声环境进行分析，通过参考 GB 3096－2008《声环境质量标准》中的附录A来确定平均日交通量，并将数据输入该软件中，最后得到了如图 1 所示的日间噪声分布图以及如图 2 所示的夜间噪声分布图。

图1 室外声环境分布图（日间）

图2 室外声环境分布图（夜间）

分析图 1 可知，该建筑项目在日间 1.5 m 高度处环境噪声值基本分布在 40～60 dB，其中靠近铁路侧及主干道侧建筑表面噪声值较大，约为 56～60 dB。分析图 2 可知，该建筑项目在夜间 1.5 m 高度处环境噪声值基本分布在 40～52 dB，建筑室外区域基本满足 GB 3096－2008《声环境质量标准》中 2 类声环境功能区的要求。按照最不利条件进行分析，确定绿色建筑 4 号楼3 层西南侧房间为最容易受到噪声干扰的房间，然后计算其室内噪声，由此得知该房间夜间产生了 52 dB 的立面噪声，而日间的立面噪声则为 60 dB。

3 室内噪声级计算分析

组合墙通常包含多个构件，如外窗、墙体等等，而组合墙的隔声量与构件的声透射系数密切相关，当室外声场的声波入射至室内组合墙时，在构件上透过的声能与入射声能之比即为声透射系数τ。根据平均声透射系数（τ）同时结合式（1），即可计算出组合墙的平均隔声量。

式（1）中：、分别表示平均隔声量与平均声透射系数；某个部位的隔声量以Ri表示，计量单位为 dB；该部位的面积以Si表示，计量单位为 m2。

以建筑项目外部声环境模拟结果为参照，确定绿色建筑 4 号楼 3 层西南侧房间的声环境最为不利，该房间外围护系统主要由 3 个构件组成，墙体是其中之一，其余两者为遮阳窗与外窗，以此房间为例进行分析。虽然遮阳窗的隔音性能较强，但需要长时间开启，因此在计算时应对其隔声效果进行忽略。外墙主要由 5 种物质构成，即粒径分别为 20.0 mm、15.0 mm 的水泥砂浆、粒径为 6.0 mm 的玻纤网布抗裂砂浆（耐碱型）、规格为 200.0 mm 并由煤矸石制作的空心砖、规格为 100.0 mm 的改姓聚苯板。外窗为中空玻璃窗，制作材料为断热铝合金，其规格为［5+12A+5（Low-E）］。查看设计图纸并对房间外窗、外墙的面积进行计算，结果分别为 6.95 m2、4.75 m2。由式（1）计算出组合墙隔声量（1 000 Hz）为 35.2 dB。

在计算出组合墙的评价隔声量之后，再按照式（2）对其进行修正。

式中：R实为房间组合墙的实际隔声量，dB；A为房间的总吸声量，m2。

如果墙面使用了多种吸声材料，则应通过式（3）得出房间的总吸声量。

式中：总吸声量与天花板、地板、内外墙等围护结构的面积分别以A、Si表示，两者的计量单位均为 m2；某种材料的吸声系数即αi，此值与该材料的声音频率相对应，若声音频率出现变化则该值也会发生相应的变化。

该房间天花板与内墙面所用的材料均为水泥砂浆，外窗的主要材料为玻璃，地面使用了普通的地板材料，计算各种材料的面积以建筑结构尺寸为依据，然后根据式（3）得出A值为 7.67 m2，再将该值代入式（2）进行计算，得出R实为 33.4 dB。考虑到车辆行驶的声音为室外的主要噪声，且理论隔声量的修正值约为 10 dB，因此可将组合墙的有效隔声量确定为 23.4 dB，则该房间室内的昼、夜噪声级分别为 36.6 dB、28.6 dB。

4 室内噪声级测量

以 GB 50118－2010《民用建筑隔声设计规范》为依据来测量室内噪声级，测量过程中需要使用声学校准器（TM-100型）与声级计（ST-107型）。该房间的面积仅为 23.4 m2，按照相关规定，不足 30 m2的房间只需要设定一个检测点。基于此，本文选择了位于房间中部的检测点，该点与各墙面的间距在 1.0 m 以上且高出地面 1.2 m。每次测量前后，在 0.5 dB 显示值范围内通过操作声学校准器来校准声级计。由于交通噪声属于非稳态噪声，具有持续性、复杂性、随时间变化而变化等特性，因而首先对日间、夜间噪声较大的时间段进行选定，然后将期间的测量时间设为 10 min，最后对测点的连续A计权（等效声级）进行测量，得到的相关数据如表 2 所示。

表2 测点的理论计算值与实测值

通过分析上表列出的数据可知，测点理论计算值与实际测量值之间的差值处于 GB 50118－2010《民用建筑隔声设计规范》要求的误差范围内，说明该房间的室内噪声级达到了规定标准。不过实测值要比计算值偏大，分析其原因，主要有如下几点：

1）本计算方法中的隔声量为空气隔声量，噪声还可以通过固态传声的方式传入室内；

2）工程计算为了方便，计算时采用了 1 000 Hz 下的隔声量进行计算，计算出的室内噪声级为 1 000 Hz 噪声透射的结果，而最终测量采用 A 计权网络处理下的室内噪声值作为比对结果，存在误差；

3）室内共有 6 个隔声面，建筑物内其他噪声源与振动也有影响，甚至会成为主要因素。

总体而言，绿色建筑 4 号楼 3 层西南侧房间虽声环境最不利，但仍具有良好的隔声性能，究其主要原因在于以下几点。

1）该建筑的地理位置较佳，车辆通行产生的噪音主要来自于东、西这两个方向，位于其南侧的铁路基本处于废弃状态，位于其北侧的学校日间噪音较小且夜间几乎无噪音。另外，小区内绿植较多，可发挥一定的降噪作用。模拟结果显示，小区已达到 2 类声环境功能区的评定标准。

2）在围护结构中，一般而言外窗对噪音的阻隔能力较差，但该房间的窗墙比非常合理，因而产生了较为理想的隔声效果。因此，为了增强围护结构的隔声性能并使其隔声效果得以保持，可采取调整房间窗墙比的方式。就本项目而言，通过计算维持在 35 dB 左右，实测则能达到 30 dB 左右，较好地隔绝了室外噪声。

5 结语

综上所述，检测室内噪声时，首先要明确室内噪声级的设计要求，然后对室外声环境进行模拟，在此基础上运用公式求出理论上的室内噪声级，最后对室内噪声级进行实测，并对理论值和实测值进行对比分析，根据分析结果同时参照有关标准来判断房间是否具有良好的隔声性能。一般而言，影响住宅隔声性能的关键因素主要有两个，即室外环境和建筑围护结构，因此若要保证房间能够产生理想的隔音效果，不仅要在远离噪声源的地方建造住宅，还应当选择最佳窗墙比。Q