新闻中心

我国住宅小区噪声根治的学术探索

发布日期:2020-07-06 08:39:13

作者:弗兰克(邻里噪音公共联盟的作者)

这篇文章有版权,严禁商业使用

一.研究背景

基本需求:随着人们生活水平的提高,人们对居住建筑室内声环境的关注也越来越多。家庭安静程度是人们买房的一个重要考虑因素,安静程度已经成为居民幸福的一个指标。

现状介绍:目前,城市住宅正在向高层建筑发展,居民密度高。房屋中受冲击声音振动源影响的家庭和人员数量也在增加。随着生活水平的提高,家用电器的增多也带来了许多新的振动源。空调、洗衣机和吸尘器的运转,加上邻居家的脚步声和孩子蹦蹦跳跳等噪音,都给人们的生活带来了麻烦,尤其是在夜深人静的时候,关门声或脚步声往往成为恼人的干扰。

室内邻区噪声干扰的主要原因是地板的撞击声,而地板撞击声的隔离是建筑构件隔声的薄弱环节。没有任何隔声措施的钢筋混凝土楼板的冲击隔声性能很差,不能满足居民对声环境的需求。由于地板隔音性能差而引起的环境投诉在全国范围内逐年增加。噪音干扰引起的邻里冲突和纠纷日益突出,邻里恶性事件时有发生。

参考标准:《中国民用建筑隔声设计规范》(GB 50112010)对居住建筑、学校、医院、宾馆、办公楼、商业建筑等六类建筑的楼板隔声性能作了详细规定,其中普通住宅楼板基于重量的标准化冲击声压级不超过75dB,高要求住宅不超过65dB。然而,目前我国许多住宅建筑楼板的隔声性能远远不能满足这一要求。(日本的高标准冲击声压级≤58dB,而韩国≤50dB。澳大利亚环境保护法允许的冲击声压级范围为43~50dB。)

二、住宅室内邻里噪声的研究

1.室内邻居噪声的类型

楼上有脚步声,楼上拖着桌椅,楼上有小孩跑来跑去,楼上有小孩哭(喊),楼上有东西掉在地板上,邻居关门,说话声,电视声,敲墙声,砧板声,电视声,宠物声,演奏乐器声,管道冲洗声,外部空调的低频噪声,建筑物内其他设备的低频噪声,等等。(不包括装修噪音)

2.室内噪声对人体的影响

根据《中国邻里噪声调查报告》,近80%的被调查者对室内邻里噪声有不同程度的体验,能够清楚地指出噪声源。其中,地板撞击噪声约为其他类型噪声的两倍,具有突发性、振动大、穿透性强的特点,影响了楼下居民的正常生活和休息。

这些室内邻近噪声(除了装饰噪声)在不同个体之间的听觉感知上有明显的差异。在分析不同噪声源对人体的影响时,约60%的被调查者对头顶的脚步声、儿童的奔跑和跳跃、拖桌椅的声音反应过度(敏感机制),主要表现为心跳加快、心律不齐、血压升高、发热和伴随的颤抖。心理变化是抑郁、易怒、精神虚弱、恍惚、对噪音的焦虑和紧张以及抑郁。

不同个体对邻里噪声感知的主要差异是:同一生活环境中的一些家庭对楼上噪声的容忍度较高,在听觉上容易忽略头顶上方的噪声;有些人非常关心楼上发出的细微声音,甚至在他们安静的时候寻找环境中的噪音。他们的注意力集中在倾听噪音和他们对噪音的厌恶上,很难在短时间内恢复。

绝大多数敏感的人说他们以前没有类似的症状。通常,他们会受到很大的噪音干扰(比如有一天被楼上拖桌子和椅子的声音吵醒),然后对室内噪音产生过度(敏感)的反应。尽管这种过度(敏感)的反应对听力或其他身体功能无害,但长期暴露在这种冲击性噪声环境中会造成比身体更大的心理伤害。

有人认为,邻里噪音纯粹是楼下居民的心理敏感,对楼下居民的主观评价是矫情和繁琐的,没有科学依据,缺乏逻辑上的自正性。在没有噪音干扰的环境中,大多数人不会对噪音过度反应。在治疗噪声敏感性的实验中,远离噪声源有助于受害者摆脱敏感反应,这证明噪声会诱发过度敏感反应,导致一系列不适症状,室内噪声是“无形的健康杀手”。

3.住宅建筑室内噪声的产生机理

我国普遍建造的集合住宅的楼板几乎都是直接在钢筋混凝土板上的刚性楼板,这使得加权标准化的冲击声压级达不到国家标准,成为亟待解决的问题。(《民用建筑隔声设计规范》规定,住宅楼层加权标准冲击声压级不应大于75dB,高要求住宅楼层加权标准冲击声压级不应大于65dB)

噪声分为空气声和固体声(撞击声)。空气声和固体声是由人们的日常活动产生的:空气声是在空气中产生的,如说话、看电视、听音乐等产生的声音。当它被传播时,它必须首先通过空气传播到墙壁或地板,然后传播到邻近的房间。

固体声音是由振动和冲击直接激发并传递到其他地方的声音,如在行走、装饰和移动家具过程中产生的声音,它直接激发地板振动并传递它。固体声能较大,在楼板内传播速度快,衰减慢,对居民影响大,难以隔离。

地板噪声传播主要是空气传播和振动传播(固体振动),有相应的空气隔声技术和振动隔声技术。前者遵循质量规律,钢筋混凝土楼板具有较好的隔绝空气声的性能。

经测量,120毫米厚钢筋混凝土楼板的空气隔声量可达450dB,满足隔声标准的要求。在后者中,振动传递主要是当物体撞击地板时地板振动,并且沿着建筑结构的刚性连接表面传播(结构声音),并且最终辐射到接收空间以形成空气声音,该空气声音被传递到接收器。

研究表明,地板撞击声(结构声)是影响室内声环境的主要噪声源,人在室内行走、儿童跳跃和洗衣机振动都会产生一定的撞击声。不同的撞击源会产生不同的噪声,可分为两种:轻撞击声和重撞击声。

在日常生活中,穿着高跟鞋行走产生的声音是一种轻微的撞击声,而儿童在地板上奔跑和跳跃产生的声音是一种强烈的撞击声,因此研究地板撞击声的隔声对改善人们的生活环境具有重要意义。

三、国内外地板冲击隔声的研究进展

1.国外研究

国外地板隔音起源于20世纪30年代。地板的冲击隔声不同于墙板的隔声,因此不能用质量定理来估计。为了解决这个问题,1932年,德国首先发明了一种模拟地板撞击声的轻型冲击器,用500克金属冲击锤作为冲击源撞击地板,用来模拟人们日常生活中在地板上的活动。由楼下的接收器测量的声压级被用作评估地板的冲击隔离的指标。这是今天使用的标准冲击器,用于测量地板撞击声的声压级,并评估地板隔音的锥形。国际标准IS0140也将其用作标准测量方法。

2,国内研究历史

中国传声的特点记录在《墨子·北学》中。古人通过将陶罐和瓶子等物体埋在土壤中来监视敌军的行动。首先,声音在固体中的传播比在空气中强。其次,亥姆霍兹共振器原理被用来放大来自地面的声音。同样,唐代李贽的《神机敌太白静音》和宋代曾公亮的《武景宗要》中也有“听”或“瓮听”的记载。

然而,建筑声学在中国起步较晚,缺乏系统的研究和显著的成就。直到近代马先生在中国建立了第一个声学实验室,系统研究才开始出现。1975年,中国科学院物理研究所开始研究撞击声的标准声源。

目前,中国的标准采用类似于ISO140的测试和评估方法,即使用五个500克的金属锤排成一排,每两个锤之间的距离为10厘米,然后敲击地板。为了稳定撞击声的声压级,每分钟撞击次数为600次,自由落体距离每次为4厘米。因此,可以在楼板下测量稳定且足够的噪声声压级,并可以减少环境噪声的影响,使得测量实验具有较大的信噪比,在大多数情况下可以保证准确的测量。

钟于1984年对冲击标准声源进行了研究,发现其声功率级基本一致,符合国家制定的标准声源的技术要求。

1993年,马铁丁研究了改进标准声源冲击声的声学性能,并通过理论分析和现场试验,研究了弹性矩形薄板的振动方程、板自由振动的变化趋势、声辐射等特性。

根据平板的声辐射特性,马铁丁通过实验和分析研究了框架上矩形平板辐射噪声的声功率谱特性,发现声功率谱的形状与平板的固有频率和辐射效率密切相关。

许多学者对地板撞击声的隔离进行了不同的研究。早在1982年,智扬就通过实验得出,采用高效弹性垫层可以提高地板的冲击声压级,在混凝土地板上铺设一层网状聚氯乙烯泡沫再生橡胶复合地毯可以大大提高地板的冲击声压级,显著提高值为14 dB。还发现发泡率越高,弹性越好,隔音效果越明显。

孙祁祥、张启胜和彭镇华研究了木地板的光声隔声特性。通过对不同种类木地板的测试,并与瓷砖、花岗岩和大理石铺设的地板进行对比,发现不同地板材料的冲击声压级的频谱特征不同,地板的冲击声压级会形成单峰型变化,这可以明显改善地板在中高频的冲击声传播。

木地板的密度对隔声的影响较弱,而铺设瓷砖或裸露地板时冲击声的声压级逐渐增大,变化形式为逐步增长,但铺设瓷砖对隔声的改善不明显。

近年来,浮置地板在我国已被用于降低地板的撞击声,但普及率不高。然而,许多学者已经开始研究浮置地板、浮置木地板和弹性地板的构造和应用,对地板、浮置地板、复合地板和双层结构的隔声机理也有很多研究。

谭华对木地板和浮木地板的隔声机理进行了定性的理论分析,并讨论了铺装方式和弹性垫层等影响因素。研究发现,相同弹性垫的实木浮置地板对冲击声的隔离效果最好,基于重量的冲击声改善达到23 dB,主要是因为实木地板的面积密度和弹性比其他种类的地板大。

由于浮式地板普及率低,国内对浮式地板隔声机理的理论研究很少,但对双层或多层结构隔声机理的研究很多,尤其是对双层墙体隔声的研究,对空腔、墙板材料和龙骨的影响进行了系统的理论和实验探索。这些研究为浮式地板隔声机理的系统分析提供了参考。

3.我国地板冲击试验的现状

目前,国内测试标准中规定的声源是轻型冲击标准冲击器(即国际标准IS0140)。这种方法的声源模拟人穿鞋行走,并在地板上施加轻微的冲击力。

本标准中使用的轻型冲击器主要集中在中高频带,因此无法正确评估楼板在隔离儿童跳跃或奔跑以及其他低频和重物方面的性能。

在现实生活中,经常会出现用敲击法来测试楼板的隔声和减振性能,但孩子们仍然能听到楼上的跑和跳的声音。这是因为在现实生活中,不仅有推杆法模拟的鞋的敲击声,还有推杆法无法模拟的中低频重冲击声。

4.我国地板冲击噪声隔声方案的探讨

1.优化地板冲击试验的必要性

近年来,随着人们生活环境质量要求的提高,浮置地板技术、隔热夹层减振地板处理、地板弹性表面处理、地板弹性天花板处理等技术和方法发展迅速,极大地促进了地板冲击隔声性能的提高。

然而,在实践中发现,即使地板冲击隔音处理符合相关标准,仍有居民认为地板隔音性能差。最根本的原因是以轻冲击评价的地板冲击隔声指标与人们在重冲击条件下的主观感受还有很大差距。

轻型冲击法起源于欧美等国家。在这些国家的设计和建筑规范中,混凝土楼板的厚度一般要求在200毫米左右,而且楼板很厚,使得敲击声源的低频声音很难启动,隔音效果理想。相反,对于高频成分较多的敲击声源,固体传播高频声音的损失较小,对楼下房间的影响较大。

因此,欧美国家在地板冲击隔声评价中主要使用轻型冲击声源,多年来评价结果令人满意。中国住宅设计和施工中使用的大部分地板厚度为100-150毫米。当楼上有重击声时,对楼下的干扰很大。

此外,一些住宅房间的建筑面积设计得很大,在敲击声源的作用下,鼓声等鼓声振动效果更加明显。因此,在敲击声源的情况下,轻敲击声源的地板是不令人满意的。

随着国际撞击声测量方法的不断成熟和发展,标准冲击器法(轻撞击法)、轮胎砰击法和橡胶球砰击法等新的测试方法已经形成,它们将更真实地模拟楼上噪声对楼下的干扰。中国应尽快采用这些新方法,对地板撞击声进行更全面的测试,以研究更符合当前不同地板厚度的隔音和减震材料及技术,并尽快推动浮置地板和减震木地板在新建筑中的推广。

2.提高楼板冲击隔声性能的方法和途径

光冲击隔声的测量方法在我国已经比较流行,对这种测量方法获得的数据和光冲击隔声产生的噪声进行了大量的研究,形成了比较成熟的控制措施。

常用的轻型撞击声隔离措施主要包括:①在地板表面铺设弹性垫层(见图1),以减少振源对地板的冲击所造成的振动;②在楼板表面和承重结构之间设置一个浮动层(见图2),以达到阻止振动在楼板结构中传播的目的;③在地板下面的空间安装隔音顶棚(见图3),便于阻挡振动结构向接收空间辐射的空气声,使听者能感觉到声音减弱。

图1地板面层的几种方法图2两个浮动地板的施工方案1图3楼下的振动和隔音天花板方案

上述措施对轻撞击声有明显的隔音效果,这对于目前的材料和地板结构来说并不困难。此外,施工工艺相对简单,在一些绿色建筑中得到了广泛应用,但在民用住宅建筑中普及率不高。

在以上三点提到的隔震措施中,第二浮层的隔震方式大致可分为两种:一种是弹性垫层,另一种是阻尼垫层。韩国汉阳大学金永全教授在2015年清华大学建筑物理实验室“建筑声学问题”讲座中提到了弹性垫层和阻尼垫层的降噪特性(见表1)

1表1弹性材料的刚度远远小于裸地板的弯曲刚度。铺设弹性材料后,浮式地板的固有频率低于裸地板。在这种情况下,轻撞击声的效果会减弱,而重打击的撞击声会增强。

如果地板结构的夹层部分由阻尼材料制成,其阻尼特性将粘合上层地板并增加整个地板的厚度。加厚地板结构的刚度将大大提高,其固有频率将大于裸地板。

图4中的图表描述了这个过程,可以直观地理解这个特性。在这种情况下,地板的阻尼材料将改善其自身的阻尼特性,使得冲击声得到改善,并且改善的程度取决于附着于上层地板的阻尼材料的整体刚度参数。它可以作为设计满足某些撞击声要求的地板结构的指南(见图4)。

1图4阻尼结构的降噪特性-固有频率位移示例

3.地板冲击的试验研究

今后,我国应对典型的楼板结构进行分类和分析,并给出相应的重冲击试验谱数据。一种是“三明治”浮动地板结构。底层为实验室预制地板,中间层由各种类型的减震垫或块和弹簧减震材料制成,表层为混凝土地板结构;另一种是在底层铺设各种地面装饰材料,如地毯、地砖或木地板。

夹层式浮置楼板结构一般用于公共建筑,但很少用于民用住宅建筑。主要原因是住宅建筑追求轻质,要求更高的楼层。如果使用浮动地板,地板厚度将增加,占用空间将增加,建筑物的总负荷将增加。因此,很少有设计师会在住宅建筑中设计浮动地板。

然而,随着绿色建筑理念在未来的普及,开发商和建筑师也将更多地考虑如何提高住宅楼层的隔声性能。未来,这种“三明治”式浮动地板将应用于更多的住宅建筑,另一种是在基础地板上铺设各种装饰材料。建议家装行业重视木地板的隔声处理,优化建筑室内声环境质量。

无论在轻冲击还是重冲击下,浮式地板在隔声性能上均有优势,最大的优势是其结构可以随意改变,尤其是中间的阻尼材料层,选材丰富,效果显著。(表2和表3)

1(表2和表3)

五、住宅浮置楼板施工及隔声方案的优化

1.方案构思:因为现在的地板厚度只有15厘米,所以很容易传播声音。增加浮置地板隔音垫+水泥找平层+地面材料+毛毯,可以优化地板撞击声的隔音效果。

2.施工方案:

(1)需要清理地面,做到无突起,地面平整。

(2)铺设减震垫,接缝密封整齐。如果棱角不平,就应该用刀子来切。接头可以通过搭接或平接头连接。平接缝必须用专用胶水粘合,接缝应用胶带密封,防止上层混凝土施工时水泥砂浆渗入阻尼板下,形成传声桥梁。

(3)将隔音垫的边缘折起围在墙壁上,用建筑胶将地板隔音垫贴在墙面上,保持浮层厚度的3倍高度,用胶粘剂将其贴在墙面上,并用胶带将一些折起的接缝贴紧,防止刚性连接,保持良好的隔音效果。

(4)应铺设厚度不小于40毫米的C20细石混凝土,并在混凝土中设置钢筋网。注意钢筋网不得穿透隔音垫,钢筋网应保证在混凝土层的中上部。厚度不小于40的C20细石混凝土不得用水泥砂浆代替,因为C20细石混凝土的含水量太大,容易导致开裂。

(5)根据不同的地面要求,铺设地砖、地板等装饰层。

此外,对外部阳台进行改造,并对墙体和阳台窗户进行隔声处理。对于浴室内聚氯乙烯下水管道的传声问题,可以在水管上覆盖吸音板,或者在装修时在下水管道外安装龙骨支架,然后将吸音板钉在外面,吸音板内可以粘贴一层海绵或聚氯乙烯泡沫板(板厚应大于1厘米)。

选择织物装饰和软装饰,因为织物装饰有很好的吸音效果。使用室内绿色植物降低噪音。一些枝叶较多的绿色植物可以放在面向街道的窗台和阳台上,这样也可以减少噪音的引入。

六.结束语

邻里噪音问题的原因,客观上是由于建筑物本身隔音差,主观上是由于居民。因此,在探索科学的治理方法的同时,我们也应该强调对家园文明理念的宣传。许多生活习惯不涉及法律约束的范围。例如,邻居出门时总是砰的一声关上门,当他们砰的一声关上门时,整个房间都会震动,这种声音突然得足以吵醒正在睡觉的其他邻居。

大声摔门并不违反任何法律,也没有禁止大声摔门的规则。然而,就像不尊老爱幼、不珍惜食物一样,这是一种不文明的行为。所有人都应该遵守文明行为,避免不文明行为对他人的影响。

以我国住宅建筑常用的120mm厚的实心钢筋混凝土楼板为例,其冲击隔声性能达不到标准要求。增加水泥砂浆或铺设瓷砖的厚度对改善隔声性能没有明显效果。在地板厚度有限的情况下,增加浮置地板的设计可以提高地板撞击声的隔音效果。

过去,人们很少关注建筑的声环境,但随着人们生活水平的提高,绿色建筑和安静房屋的概念将越来越深入人心。本文还试图呼吁开发商和设计师认识到噪音干扰的痛点,为买家创造一个安静舒适的家庭环境。

参考

朱,“浮式地板隔声研究”

薛晓艳,“平板撞击声降噪方法研究”

华实“建筑楼板撞击声隔声性能研究”

李新军,“健康住宅地板隔声的比较研究与实践”

颜渊住宅噪声治理计划

谢小利隔音垫浮置地板撞击声隔声性能研究

王军强绿色建筑地板声学性能优化研究

王军强优化住宅楼板结构隔声性能的试验


上一篇:家居装饰如何保温隔音?
下一篇:没有了
隔热涂料真石漆外墙涂料多彩仿石漆内墙乳胶漆腻子粉 涂料厂瓷砖胶抗裂砂浆内墙涂料保温腻子防水涂料
微信扫码 关注我们
点击联系在线客服
18777193562