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专业解读选择隔音门窗的技巧

文章作者:零听隔音窗来源:人气:发表时间:2019-04-16

声学顾问专业解读选择隔音门窗的技巧

----住宅室内噪声限值和解决办法

作者:零听隔音窗

 

当人们从安静的住家条件,搬迁到比较吵杂的新家时,渴望重新获得安静的意愿往往都较为强烈,反而长期生活在噪声严重超标的居民,感觉良好,甚至已经习惯。

人体的眼睛和耳朵的功能有很多的相似之处,在生活中,我们都会有这种体验,眼睛如果不间断地接受光刺激,大脑会自动降低眼睛的感光能力,假如突然进入一个较暗的区域眼睛会久久无法看清。同样地,对于居住繁忙交通干线的居民,在几乎昼夜持续的高强度噪声刺激下,听力的感知能力也会降低,然而即使自己的听力已经下降,也无法切身体会到,因为对听力的测试难度较大,一般在较大型的医院才具备相应的听力测量静音室。

强度过高的噪声不仅仅会影响人体耳朵的正常功能,还有一项很致命的影响,就是噪声的刺激会增加大脑的工作量,类似电脑的CPU被某个程序占用部分运算能力,这就是为什么在噪声超标的环境下工作,即使不算高的劳动强度,也同样感到很疲惫。在国家标准GB/T 50087-2013工业企业噪声控制设计规范》里,精密车间的噪声限值都远低于普通生产车间20dB(A),噪声影响工作能力的结论,虽然还没有进行过大样本随机双盲试验,但它的伤害是真真实实地存在着且不可回避的。


一、住宅室内噪声声压级限值

根据民用建筑隔声设计规范《GB 50118-2010》的有关标准,城市居民在自己家里,窗户关闭时,室内声压级的限值:

时段

卧室

起居室(客厅)

备注

昼间
  (早上6点至晚上10点)

一般

高要求

一般

高要求

关窗测量

45dB(A)

40dB(A)

45dB(A)

40dB(A)

夜间
  (晚上10点至早上6点)

一般

高要求

一般

高要求

37dB(A)

30dB(A)

45dB(A)

40dB(A)

  简单地来定义,就是卧室昼间≤45dB(A),夜间≤37dB(A);对于高求的住宅则昼间≤40dB(A),夜间≤30dB(A)。这是简单的A计权声压级的评价参考标准,能达到这个标准,其室内声环境也属于比较舒适了。

 

 二、等效听阀NC曲线-评价噪声响度











①A计权声压级的大小,对中高频噪声而言,具有较高的参考价值,对于居住在繁忙交通干线的附近的居民,汽车发动机、轮胎与路面的摩擦声都主要在150~700Hz之间的中低频噪声,如果用A计权来衡量室内声环境质量,会出现同样是35dB(A),但人耳感受到的响度(声音大小差别很大);

 

②从房间的声学设计角度出发,引入“响度”这个概念来评价房间内的噪声大小,更接近真实环境人耳听觉感受;

 

③在日常生活中,所有的声音都不是单一频率的声波,在几万年漫长的人类进化史上,大自然的声音(风声、流水、雨声、动物叫声、人声等等)其主要频率都是1000~3000Hz的中高频声音,人耳对这类声音非常敏感;

 

④进入现代社会生活后,来自各类机电设备、内燃机的噪声的主要频段都低于1000Hz;用精密仪器测量出其声压级时,发现同一个响度(声音大小),在中低频段的声压级远高于中高段的声压级;例如:NC30(响度30),在1000Hz时对应的声压级约为30dB;在100Hz时对应的声压级为50dB多,才能达到30的响度。

 

⑤对于城市住宅,其关窗时测量其室内声环境时,应该符合如下标准:

设计标准

类别

NC-响度

公寓、私人住宅

30

35

40

 

⑥NC曲线等效听阀响度对应的三分之一倍频程

三分之一倍频带

频率

31.5Hz

63Hz

125Hz

250Hz

500Hz

1000Hz

2000Hz

4000Hz

NC30

57

48

41

35

31

29

28

27

NC35

60

53

46

40

36

34

33

32

NC40

64

57

51

45

41

39

38

37

 

三、住宅室内应该参照哪个标准?

笔者初学声学时,面对一大堆的概念和规范,例如A计权声压级、C计权声压级、城市区域声功能区划分规划、声环境质量标准、建筑隔声评价标准、外窗空气声隔声标准等等,一直在寻找更直白的解读方式,期望找出受众最能接受的答案。比如以下问题:对于居住在吵杂地段的城市居民,要怎样评价自己家里的噪声大小?要参考哪个标准,来保障自己生活的声环境在健康舒适的范围?

我司在2009年开始致力解决住宅家庭噪声问题方面,当我们参照《GB 50118-2010》民用建筑隔声设计规范时,只要用简单的方法:保留建筑原窗,安装不同的隔音窗,即可达到室内声压级为30dB(A)、35dB(A)这两个目标值,但是有部分用户仍反映,虽然感觉房间里已经挺安静了,但总是听到一种低沉、微弱的“嗡”“嗡”声,如果认真地去感受它,也令人烦恼不已。

我们采用高精度噪声频率分析仪发现,只要符合其中之一条件:1、房间趋向正方形;2、房间四壁比较光滑;3、室外大货车居多;4、靠近公交车站;5、建筑外墙单薄,都会出现噪声频率在125Hz以下的频段,声压级较高。虽然用普通分贝仪测出A计权分贝值在35dB(A)以下,但人的感觉并不舒服,甚至是难受。

引入NC-响度这个标准,将噪声细分到每个不同频率的声压级作为参考依据,几乎就是万无一失,最能实实在在地保证居室达到安静且舒适的声环境。

担心读者未能区别A计权NC-响度之间的不同意,可以简单地理解为健康声环境参考A计权,舒适声环境参考NC-响度曲线对应的不同频率噪声声压级。

 

  1. 现状和解决办法

    ①现状:由于建筑节能的要求,目前几乎所有开发商原配的窗户,都是采用5mm+9Air+5mm的中空钢化玻璃,中空玻璃的隔热系数K值低于2.8,符合国家节能保温的相关要求。但是由于两层玻璃之间的空气层只有9mm,是中低频噪声声波波长的整数倍,中低频噪声会引起玻璃产生共振,导致在对应的频段的噪声,隔音性能不如同等厚度的单玻,这种现场叫吻合低谷。靠近繁忙交通干道100米以内的住宅,其窗外噪声为73~80dB(A)之间,关上开发商原配的中空玻璃窗户,房间里噪声为53~60dB(A),其中会有很明显的来自汽车发动机与路面摩擦产生的“轰”“轰”声。

    对于大多数建筑而言,门窗都是隔音最为薄弱的环节。临近交通干道的住宅,不经过特殊处理的门窗,其房间的噪声声环境都远远超过绿色健康住宅的噪声限值,更别提室内声环境舒适度的议题了。

     

    ②解决办法:在房间选择保留原有建筑门窗,在房间室内的窗台上增加多一层低频隔音窗,并且两窗之间的空气层大于80mm,是目前最为经济实用的办法;

    对于多数用户而言,要么采用二层夹胶玻璃、三层夹胶玻璃配套优良的密封,不管室外有多吵,都熊熊达到室内声环境低于37dB(A)的目标;或者采用四层夹胶玻璃的顶级隔声门窗,达到室内声环境低于30dB(A)的超高要求的住宅;

    如果是对声音敏感的用户,要求很舒适的室内声环境,则需要专业的工程技术人员,到现场采集噪声频谱、分析房间的回声、混响时间等相关参数,以具体参数为依据制定解决方案。并非只考虑安装隔音门窗即可解决问题。

     

  2. 如何选择隔音门窗?

    我国这30多年来,正在轰轰烈烈地进行城市化建设,人口的集中、交通路网的密集,不可避免地带来噪声污染问题,一切变化太快,很多人还没来得急了解建筑隔声的相关产品,却要尝试解决这个问题。我们从宏观、大方向上的选择来介绍应如何选择隔音门窗,避免微观、细节上的过度复杂化。

     

    ①近年来,国内的各项技术越来越先进,解决门窗的隔音的技术也是突飞猛进。所以,如何选择隔音门窗第一步就是,要先立个目标:30dB(A)以下、 还是 35dB(A)以下;或者,参考NC30、NC35、NC40的标准。总之,自己要先有个目标,再根据造价因素等来最终决定。

     

    ②目前市场上的隔音门窗,按开启方式主要分为左右推拉窗、内外平开窗;按门窗型材材质分为铝合金和塑钢型材。市场上能直接购买的普通型材,制作普通隔音窗,同等级的铝合金推拉窗不如塑钢推拉窗,同等级的铝合金平开窗和塑钢平开窗相近;

     

    ③真正专业的隔音门窗公司,都是只专注于做隔音门窗的,优质的隔音门窗都需要格外地注重每一个细节;杂货铺一样的公司,甚至是个体经营的门窗店,勉强的凑合做的“隔音门窗”除了价格低以外,其它的一切都不好;

     

    ④真正优秀的隔音门窗公司,不会将自己的专业水平停留在购买现成的门窗型材,而是超越现成的门窗型材生产和设计公司的瓶颈,直接开发定制自己需要的产品,专门针对目标客户的需求,引进国外技术、不断地改良产品,解决更多、更难、更高要求的问题,一切都紧贴客户需求,为客户创造真正的价值。客户需要的不是一堆铝合金或塑钢组成的门窗,而是达到所期望的安静、舒适的室内声环境目标;

     

    ⑤顶级的隔音门窗公司,不仅仅针对市场需要开发相对应的产品,还会自己建立实验室,将开发的产品进行反复试验,去掉多余的设计,在保障其强大的隔音性能的同时,最大程度上降低原材料、生产和安装成本,以接地气的价格面向用户;

     

  3. 常见问题

    ①问:铝合金是金属会传声,所以塑钢比较适合做隔音门窗?

    答:普通门窗型材市场上,由于铝合金型材的价格,是塑钢的2~3倍,现成的型材,铝合金材料都比较单薄(常见壁厚为1.2mm、1.4mm、2.0mm),2.0mm的铝合金型材,一般都是国安居、乐安居这类建材市场才有的高档门窗。而塑钢型材,相对便宜并且塑料强度较低,需要多腔结构、壁厚达到2.2mm才有足够的强度制作门窗。所以,在普通中低档的门窗市场里,同等条件下铝合金门窗隔音量确实不如塑钢门窗。

    声音穿透一种介质,其声功率插入损失量,由主要材料的密度*厚度=面密度这个参数来决定,塑钢UPVC的密度:1.2~1.4 g/cm3,铝合金的密度:2.5 g/cm3,钢板的密度:7.8g/cm3

    目前世界上隔音量最高的门窗都是用钢板制作的,用于军工、航天、电视台播声室、电影院等特殊场面。

    基于铝合金是金属会传声并且传声快,提倡选用塑钢作为隔声门窗的观点是不成立的。优质的隔音门窗,不仅仅要针对声源选择不同的玻璃,并且玻璃一般都很厚、很重,每平米从25Kg~60Kg不等,要求门窗的型材要有非常高的强度来承受如此之重的玻璃;还有要求配套的门窗五金配件也不是一般高,否则容易变形、密封不良甚至是损坏。笔者公司在声学实验里亲自测试、对比同等条件下铝合金型材和塑钢型材隔音窗,在隔音性能上的区别。

    从上世纪80年代铝合金型材逐渐替代了塑钢型材,这种状态一直持续到现在。在南方,塑钢型材在门窗市场上已经走向边沿化,市场占用率低于10%,为塑钢型材配套的五金配件都是几十前年产品和技术水平。笔者公司曾经采用过塑钢、铝塑共挤的型材来制作隔音窗,找遍全国,都找不到高品质、高要求的配套五金,做到三层夹胶玻璃时,塑钢型材就不宜做门了,用不了多久就会出现掉扇的问题。这就是为什么在一线品牌的建材市场根本找不到塑钢门窗,地产开发商也极少用塑钢门窗的原因,最致命的是强度不够、容易变形、容易老化的问题。

    专项开发定制的隔音门窗铝合金型材壁厚达到1.8mm~2.2mm,设计成多腔结构,配套硅胶密封胶条,优质的门窗五金件,二层~四层的隔音玻璃,在实验室和实际用户家里测量,其隔音性能都远超过市场通用的塑钢型材隔音门窗。

     

    ②问:一般墙体的隔音量多少? 4层夹胶玻璃的隔音门窗的隔音量多少?

    答:近年来住宅的楼层越来越高,讲究轻量化设计,住宅的外墙隔声性能总体上而言是不如老的建筑的。比如,240mm厚的红砖砖墙披灰后,其隔声量高达52~55dB(A),而现在常见的高层建筑用加气砖作为外墙,其隔声量在48~52dB(A)。

    多腔结构加厚型铝合金型材、4层夹胶隔音玻璃配套硅胶密封胶条的隔音窗,其隔声性能检测是45dB(A)。

    如果房间距离公交车站台50米以内,公交车起动的瞬间噪声值高达90dB(A),或者大货车、公交车按喇叭噪声也是高达90dB(A)。这种情况下,即使安装最顶级的隔音窗,由于墙体的隔声性能限制,其室内声环境也只能控制在35~40dB(A)。如果需要进一步降低噪声值,需要对墙体进行改造。

     

    ③问:住宅附近有工地在打桩,或者地面距离地铁、高铁、火车的轨道50米以内,又或者地面距离交通道路50米以内,并且道路上有减速带,会不会因为地面被激振后,振动传递给住宅建筑?

    答:这种情况,我们曾经用微振动频谱分析仪测量以上的各种情况,发现在7楼以下的建筑影响比较明显。建筑附近的各种振源会沿着地面传递至整栋住宅,这属于建筑结构固体传声,安装隔音门窗只能解决空气声的问题。由于7楼以下的住宅由于振动传声的问题,几乎无法达到30dB(A)以下,常常是控制在35~40dB(A)。这个问题源于建筑地段和结构,目前无解。

     

    ④问:住宅靠近商业街,杂吵的音响声、广场舞的音响声、飞机沿线的飞机声等噪声应如何处理?

    答:商业街的叫卖声、广场舞的音乐声还有飞机路过时的噪声,其主要的特征为声音大小是变化的,这类噪声主要集中在1000~3000Hz之间的中高频噪声,也是人耳朵最为敏感的区间,因为人耳对变化的声音很敏感,虽然这些噪声的声压级不大,但人的主观感觉的响度却不小。

    建议的做法仍然是采用保留原窗,增加多一层隔音门窗的方案,隔中高频噪声优选中空玻璃,中空玻璃的中间空气层厚度12~22mm为宜,这样可以有效降低中高频噪声。比如:窗外噪声声压级为72~80dB(A),当两层窗户关闭后室内噪声声压级为30~32dB(A)这样的安静程度。但是由于响度变化的声音很容易吸引人的注意力,即使已经很安静,但人还是会感到有点噪声。



标签: 隔音窗

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