◎王曉楠

前言：建筑聲學(xué)技術(shù)近年來逐漸被建筑和室內(nèi)設(shè)計師所重視。建筑聲學(xué)可細(xì)分為吸聲、隔聲、消聲、減振四個分支。根據(jù)工程設(shè)計施工中不同的需求采用不同的技術(shù)手段去進(jìn)行實施，可有效消除建筑裝飾中存在的聲缺陷，避免因為聲環(huán)境不合格帶來的工程改造。

一、聲學(xué)標(biāo)準(zhǔn)解讀

標(biāo)準(zhǔn)是科學(xué)、技術(shù)和實踐經(jīng)驗的總結(jié)。標(biāo)準(zhǔn)是指引我們設(shè)計的指揮棒，明確標(biāo)準(zhǔn)體系將更有力的開展聲學(xué)設(shè)計工作。本欄將重點介紹國家現(xiàn)行聲學(xué)行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，如劇場劇院多功能廳使用的GBT50356-2005《劇場、電影院和多用途廳堂建筑聲學(xué)設(shè)計規(guī)范》、體育館使用的JGJT131-2012《體育場館聲學(xué)設(shè)計及測量規(guī)程》、民用建筑中的GB50118-2010《民用建筑隔聲設(shè)計規(guī)范》以及聲環(huán)境質(zhì)量評價GB3096-2008《聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》、《醫(yī)院建筑噪聲與振動控制設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》等數(shù)十項國家標(biāo)準(zhǔn)解讀，全面了解聲學(xué)設(shè)計指標(biāo)，熟知標(biāo)準(zhǔn)可有效匹配業(yè)主需要，更好地為工程設(shè)計項目服務(wù)。

二、建筑聲學(xué)設(shè)計的內(nèi)容

1.設(shè)定各空間的混響時間、音質(zhì)指標(biāo)等聲學(xué)參數(shù)指標(biāo)；

2.聲學(xué)空間的聲環(huán)境控制，包括各個廳、堂、室的體型、混響時間、聲場分布；對于隔聲、隔振、設(shè)備與環(huán)境噪聲控制提出建議；

3.空間尺寸及幾何形狀的確定；每座容積率的核算；觀眾廳內(nèi)吊頂、墻面、舞臺的聲學(xué)構(gòu)造設(shè)計及相關(guān)聲學(xué)參數(shù)的復(fù)核計算等；

4.對裝修設(shè)計施工圖進(jìn)行聲學(xué)審核，提出審核及整改意見；審核暖通空調(diào)、消防、照明、舞臺燈光音響專業(yè)的深化設(shè)計，提出聲學(xué)審核意見；

5.設(shè)定項目中使用的材料和聲學(xué)結(jié)構(gòu)的吸聲系數(shù)、墻面材料空氣聲隔聲、樓板及浮筑構(gòu)造的撞擊聲隔聲相關(guān)結(jié)構(gòu)；

6.建立三維計算機(jī)模型，并進(jìn)行計算音質(zhì)參數(shù)測量、數(shù)據(jù)分析、方案聲學(xué)效果評價、改進(jìn)聲學(xué)方案測量。

三、噪聲的定義及危害

人們不想聽的各種聲音都是噪音。噪聲危害主要包括：強(qiáng)噪聲可引起耳鳴、尖銳耳痛、聽力損失和其他耳鳴；在高強(qiáng)度條件下，噪聲的干擾會使得人的注意力不能集中，長期下來會影響工作效率；心血管損傷噪聲是心血管疾病的危險因素，噪音會加速心臟老化，增加心肌梗塞的頻率。無論處于何種環(huán)境，都應(yīng)盡量避免噪聲的影響。

四、住宅小區(qū)聲環(huán)境建設(shè)面臨的形勢

交通噪聲是高層建筑噪聲污染的主要來源。目前，在城市中高層沉降最需要的區(qū)域往往是主要道路通過或匯集的市中心，主要交通噪聲的標(biāo)準(zhǔn)限值為70dB。但近年來，隨著機(jī)動車輛的進(jìn)一步增多，大部分主要道路都已遠(yuǎn)遠(yuǎn)越過這一邊界。城市道路的增加為人們提供了更便捷的出行路線，但也增加了更多的噪聲污染。遠(yuǎn)離城市中心的機(jī)場、海港和內(nèi)河港口正在向城市居民區(qū)靠近，由此形成的鐵路噪聲、航空噪聲和船舶噪聲對居民的影響日益突出。城市交通發(fā)展帶來的戶外環(huán)境噪聲日趨嚴(yán)重，居民深受其苦，投訴與日俱增，盡管各方呼聲明顯，但實際問題并不能得到有效解決。

城市區(qū)域的建筑施工工地，其施工噪聲對周圍環(huán)境的影響也十分強(qiáng)烈，嚴(yán)重干擾周圍居民的生活，尤其是住宅窗外緊鄰的工地施工，影響更甚。另外，家庭裝修施工引起的噪聲也不容易忽視。

五、住宅室內(nèi)聲學(xué)設(shè)計的要求

1.足夠的響度。在室內(nèi)的聲學(xué)進(jìn)行設(shè)計時，首先要保證能夠有一定的響度，這樣才能保證室內(nèi)人員講話的時候，能夠聽得到。這樣有利于室內(nèi)人員進(jìn)行合理的交流，消除一定的溝通障礙。因此，室內(nèi)的響度應(yīng)高于室內(nèi)噪聲的5-10dB，同時，又不能過于響亮，否則會使人感覺到特別的吵鬧，容易導(dǎo)致人們的心理浮躁。所以，正常的室內(nèi)住宅的適當(dāng)響度在60-70dB 之間。

2.室內(nèi)各點聲音的大小應(yīng)基本一致。另外，要保證室內(nèi)各個地點的聲音大小基本保持一致。還要考慮避免回聲、聚焦等方面的缺憾。另外，還可以在室內(nèi)的墻壁上加入凹凸不平的表面或擴(kuò)散體，來保證室內(nèi)聲音的響亮和保持聲音的大小一致性。所以，使用擴(kuò)散體的時候，它應(yīng)當(dāng)與入射聲波的尺寸、波長相適應(yīng)，頻率越低波長越長，其所要求的擴(kuò)散體的尺寸也越大。在一些較大的客廳可以進(jìn)行設(shè)置吸聲的材料或者布置不規(guī)則的反射材料，才提高室內(nèi)的聲音質(zhì)量。

3.有較高的清晰度及最佳混響時間。不同大小的室內(nèi)環(huán)境需要有不同的混響。住宅室內(nèi)對聲音的要求，是要清晰響亮。室內(nèi)環(huán)境的混響時間主要是由設(shè)計施工時選擇的吸聲材料，還有其布置的是否合理來決定的。

4.室內(nèi)不應(yīng)受到外界噪音的干擾。住宅是居民用來居住的，一個重要的條件是不能夠受到外界噪音的干擾，才能給人們帶來一個舒適的居住環(huán)境。一個合格的室內(nèi)住宅設(shè)計的聲學(xué)設(shè)計，其應(yīng)該不能夠影響到居民的正常休息，室內(nèi)設(shè)計應(yīng)該有一定的隔音效果，保證居民的本該享有的生活質(zhì)量的保障。目前，我國的建筑方面的噪聲的標(biāo)準(zhǔn)措施還在制定當(dāng)中。另外，設(shè)計師在進(jìn)行噪聲控制中，應(yīng)當(dāng)對各個頻帶的噪聲容許標(biāo)準(zhǔn)，許多國家采用的是百瑞奈爾的NC 曲線，以及ISO 提出的NR 曲線來參考。

六、建筑聲學(xué)在住宅建筑中的應(yīng)用現(xiàn)狀

聲學(xué)與建筑之間的關(guān)系由來已久，聲學(xué)對工程建設(shè)有很大的幫助。在內(nèi)外部城市規(guī)劃中，建設(shè)了許多高品質(zhì)的住宅以及音質(zhì)優(yōu)良的居室，提供了大量安靜的人居環(huán)境。但是，建筑聲學(xué)依然沒有得到足夠的重視，許多居室廳堂安靜度不夠，安逸的生活條件被噪音污染，影響了工程質(zhì)量和投資效益。

目前，越來越多的住宅小區(qū)建設(shè)開始追求綠色生態(tài)的居住環(huán)境，將綠化、水景燈作為環(huán)境建設(shè)的重點，而較少關(guān)注住宅小區(qū)聲、光、熱燈物理環(huán)境的建設(shè)，以致難以形成整體的生態(tài)居住環(huán)境。隨著時代的發(fā)展和人民生活水平的提高，越來越多的人開始從簡單舒適的住房向更高的環(huán)境要求轉(zhuǎn)變。住宅建筑的聲環(huán)境已經(jīng)成為當(dāng)前城市規(guī)劃，小區(qū)及住宅樓設(shè)計中不容忽視的一個問題。

七、常用室內(nèi)裝飾聲學(xué)施工節(jié)點

包含室內(nèi)裝飾工程中龍骨吊裝、吸聲板安裝、燈槽、風(fēng)口、窗簾盒、檢修口、圓弧包柱等節(jié)點。建筑裝飾工程施工過程中的工藝控制是聲學(xué)施工效果的基本保證，了解聲學(xué)工程的施工工藝，在建筑裝飾工程的設(shè)計工作中，可有助于提升建筑裝飾設(shè)計效率，避免因為設(shè)計前期考慮不周導(dǎo)致出現(xiàn)聲學(xué)缺陷從而進(jìn)行的聲學(xué)改造。

八、建筑聲學(xué)在住宅建筑中的應(yīng)用策略

1.建筑材料選擇。

建筑材料的選擇和構(gòu)造設(shè)計有助于控制噪聲，具體如下：（1）分戶門應(yīng)綜合考慮隔音、防盜、防火的要求。窗戶采用密閉窗框和隔音窗，結(jié)合節(jié)能設(shè)計，提高加工精度，減少門窗間隙。將門窗的隔聲性能列為門窗質(zhì)量的重要評價指標(biāo)。（2）分戶墻采用隔聲性能好的材料，單層輕質(zhì)墻體的加權(quán)隔聲結(jié)構(gòu)一般低于40dB，不能作為分戶墻使用。如一定要用，為了滿足隔聲性能的要求，必須采用組合結(jié)構(gòu)。（3）樓板必須采取隔聲構(gòu)造以隔絕沖擊聲。由于板下吊頂（帶彈性吊桿）層高較低，對沖擊聲的隔絕作用有限，必須采取隔聲施工措施解決地板沖擊隔聲問題，可采取在鋼筋混凝土樓板上鋪設(shè)彈性面層、設(shè)置浮動地板等隔聲措施應(yīng)作為樓板結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要內(nèi)容。（4）家庭影院房間采用特殊隔聲處理，并設(shè)置鋼琴等樂器專用隔聲室。

2.住宅小區(qū)規(guī)劃。

根據(jù)噪聲源現(xiàn)狀和發(fā)展預(yù)測，聲環(huán)境質(zhì)量應(yīng)作為城市總體規(guī)劃（包括舊城改造規(guī)劃）中城市規(guī)劃功能評價的重要指標(biāo)之一。根據(jù)城市設(shè)施和對外交通車輛的噪聲水平、不同的聲環(huán)境要求，進(jìn)行合理的聲學(xué)分區(qū)，合理布置城市道路交通網(wǎng)絡(luò)，避開城市交通主干道、高架道路、機(jī)場和線路，軌道交通。在項目開發(fā)初期的選址和圖紙設(shè)計中，可以從宏觀上控制線路居民區(qū)的噪聲干擾，對周圍的噪聲源進(jìn)行測試和分析，對噪聲影響進(jìn)行評價，在社區(qū)規(guī)劃設(shè)計中，從聲環(huán)境角度論證生態(tài)居住區(qū)建設(shè)項目的可行性，聲環(huán)境指標(biāo)應(yīng)作為建設(shè)項目審批的內(nèi)容之一，列為必要的施工程序。

小區(qū)規(guī)劃設(shè)計要考慮社區(qū)噪聲擾民問題，合理安排建筑空間位置，具體為：（1）中小學(xué)與居住社區(qū)應(yīng)有足夠的防護(hù)距離，綠化或其他建筑物的設(shè)置應(yīng)保證不會給居民區(qū)帶來噪聲；（2）鍋爐房、冷卻塔、變電所等社區(qū)配套公共設(shè)施不應(yīng)靠近居民樓；（3）公共固定設(shè)施應(yīng)優(yōu)先選用低噪聲、低振動設(shè)備，而一些能夠產(chǎn)生噪聲、振動的設(shè)備應(yīng)采取消聲、吸收、降噪、減振等措施加以控制。

3.加強(qiáng)對噪聲源的控制。

目前，隨著城市建設(shè)的快速發(fā)展，住宅區(qū)逐漸被建筑工地包圍。施工具有施工階段的周期性、施工過程的突擊性和施工機(jī)械的高噪聲的特點，其造成的噪聲對周圍生態(tài)群落的影響很難控制，降低噪聲必須根據(jù)具體情況，采取有效措施加強(qiáng)對噪聲源的控制。（1）設(shè)置聲屏障是降低噪聲對環(huán)境影響的重要手段。環(huán)境可能有不同的形式，必須結(jié)合地形和經(jīng)濟(jì)條件加以利用。例如，現(xiàn)有的綠色土堤被用作地面道路的聲屏障，在高海拔道路上使用透明材料制成的隔音屏障，以確保人們的視野開闊，不會影響城市景觀。但是修建隔離墻可能需要大量投資，減少噪音的副作用有限，因此必須謹(jǐn)慎使用。（2）綠色植物有助于減少城市噪音的影響。一般來說，常綠灌木和喬木是保證四季都能實現(xiàn)降噪的最重要的栽培方法，但綠化帶必須足夠?qū)?，才能更好地實現(xiàn)降噪。

九、案例

1.項目概況。

某市音樂廳，建成于1930 年，是全國第1 座音樂廳，也是某市文物保護(hù)單位、某市優(yōu)秀歷史建筑。作為某市最早的專業(yè)性音樂廳和最重要的市級文化設(shè)施之一，也是某市建設(shè)“國際文化大都市”重要的文化標(biāo)志性建筑。2003～20004 年經(jīng)過整體性平移修繕，擴(kuò)建了地下室，開發(fā)了小廳，新建了西大廳、南大廳作為場館演出，至此某市音樂廳每年舉辦500 余場演出，眾多的中外著名音樂家、樂團(tuán)先后登臨音樂廳舞臺展現(xiàn)藝術(shù)風(fēng)采，某市音樂廳已成為市民不可或缺的音樂“殿堂”與“課堂”（圖 1、圖 2）。

圖1 某市音樂廳

圖2 觀眾廳音樂演出場所

隨著高頻率的演出，建筑本體、設(shè)備設(shè)施、聲學(xué)效果、配套設(shè)施設(shè)備等方面都出現(xiàn)了不同程度的問題，無法適應(yīng)更高標(biāo)準(zhǔn)的演出和觀演要求，阻礙了音樂廳事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，亟待進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整和修繕。

2.聲學(xué)問題和技術(shù)難點。

（1）亟待解決的問題。

1）改善聲學(xué)效果，避免大小廳間相互串音與防止外界噪聲干擾。

地下室小廳為平移修繕后新增建場館，位于觀眾廳大廳正下方。大廳與小廳之間的鋼琴運送通道、樂池隔墻及小廳樓板這3 部分是噪聲干擾的主要通道，通過樓梯間、門洞等進(jìn)行噪聲傳遞，使得大廳和小廳在演出時不能同時使用，在演出時互相干擾，影響觀眾的欣賞體驗。

由于門窗等構(gòu)件的隔聲能力較弱，觀眾廳在演出時經(jīng)常受到環(huán)境噪聲的干擾，同時演出的聲音也泄漏到周圍環(huán)境中，產(chǎn)生擾民現(xiàn)象。

2）觀眾廳聲學(xué)性能難以滿足當(dāng)下演出需求，影響演出質(zhì)量并削弱觀眾觀賞體驗

觀眾廳大廳現(xiàn)存的聲學(xué)問題主要有：混響時間偏短，池座后方早期反射聲不足，背景噪聲偏高。節(jié)奏較慢的古典音樂演出時，混響時間偏短；觀眾廳墻面、吊頂和舞臺音樂罩的擴(kuò)散能力不足。音樂罩啟用時，池座和樓座上各點混響時間空間分布的標(biāo)準(zhǔn)差較大。各類功能用房與觀眾廳之間存在隔聲問題，部分機(jī)房的背景噪聲也超標(biāo)，影響觀眾廳演出和觀演效果。

（2）聲學(xué)改造困難分析。

1）既有建筑聲學(xué)改造與新建建筑聲學(xué)設(shè)計不同，難度大。建筑聲學(xué)效果與建筑的空間形制、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、建造材料以及周邊環(huán)境息息相關(guān)。既有建筑聲學(xué)改造時，要充分考慮既有的結(jié)構(gòu)構(gòu)造、建造材料等方面的影響和約束，在對既有建筑各項聲學(xué)參量進(jìn)行詳細(xì)檢測后，方可根據(jù)現(xiàn)有情況進(jìn)行聲學(xué)改造。

2）聲學(xué)改造受文物建筑保護(hù)約束比較大。某市音樂廳為文物建筑，觀眾廳及外立面木門窗都是文物重點保護(hù)部位，聲學(xué)改造過程中，應(yīng)保護(hù)特色部位的形制特征，不得隨意改變原有材料、構(gòu)造和工藝。根據(jù)現(xiàn)場聲學(xué)勘察和聲學(xué)測量，以及修繕后音樂廳內(nèi)各空間的功能定位，針對某市音樂廳的大廳和小廳進(jìn)行聲學(xué)設(shè)計，主要包括噪聲控制和音質(zhì)設(shè)計。

3.聲學(xué)提升關(guān)鍵技術(shù)。

（1）場館功能維持下的結(jié)構(gòu)雙層中空整體隔聲技術(shù)。為了解決小廳和觀眾廳大廳間的串音問題，改善兩廳演出聲學(xué)效果，滿足同時對外演出需求，在觀眾廳、小廳以及相連空間內(nèi)設(shè)置不同聲源點，來查勘聲源傳遞路徑。為封堵串音通道，增加大小廳間的隔聲性能，對原有結(jié)構(gòu)遺棄洞口進(jìn)行隔聲封堵，在小廳內(nèi)部新增輕型鋼結(jié)構(gòu)，采用120mm 厚壓型鋼板組合隔聲樓板+100mm 厚GRG 石膏板作為隔聲墻體，與既有觀眾廳結(jié)構(gòu)樓板形成雙層中空結(jié)構(gòu)隔聲腔體，有效阻隔聲源串音路徑（圖3、圖 4）。

圖3 新增鋼結(jié)構(gòu)形成雙

圖4 新增鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場施工

層中空結(jié)構(gòu)腔體

為了保證大小廳間的隔聲效果，原有結(jié)構(gòu)墻體洞口隔聲封堵采用100mm 厚加氣混凝土砌塊+100mm 空腔（空腔內(nèi)滿填120kg/m3 巖棉）+200mm 厚加氣混凝土砌塊；在隔聲腔體上部觀眾廳大廳樓板底部噴30mm 厚無機(jī)纖維吸聲材料，下部組合隔聲板上鋪設(shè)100mm 厚泡沫玻璃；隔聲墻體GRG 石膏板密度不得小于80kg/m2，在小廳外圍墻體與內(nèi)層GRG 墻體門洞位置處增砌200mm 厚加氣混凝土砌塊，構(gòu)成聲閘，并做吸聲處理。

（2）文物特征維持下的老式木窗隔聲性能提升技術(shù)。

外立面木門窗為傳統(tǒng)柚木門窗，窗戶為單層玻璃。木窗翹曲變形加之既有單層玻璃隔聲性能低，使得外立面柚木門窗隔聲效果不理想，無法滿足一流劇場聲學(xué)演出需要。但作為文物重點保護(hù)部件，木窗具有較高的文化價值和保護(hù)需要，原有木窗無法更換成現(xiàn)代隔聲窗，僅能在維持木窗原有特征下進(jìn)行聲學(xué)改善提升。

在對木窗構(gòu)造進(jìn)行剖解和分析的基礎(chǔ)上，通過更換原有窗玻璃和提升木窗的密封性能，來整體提升木窗的隔聲效果。將原有單層玻璃更換成3+6+3 中空玻璃，考慮到原窗木芯安裝玻璃厚度不變，重新定制柚木角條進(jìn)行玻璃固定；在木窗框四周企口夾角處開設(shè)3.5mm×4.0mm 凹槽，安裝棕色硅膠PVC 密封條，實現(xiàn)防水保溫、密封隔聲的功能。在窗扇上下冒頭端部嵌入銅板，加固提升木窗扇整體性能，并對木窗飾面進(jìn)行保護(hù)性修繕，通過去除原損傷木漆面，涂刷木蠟油來保護(hù)飾面紋理，恢復(fù)木窗原有歷史原貌。

（3）保護(hù)空間風(fēng)貌保留下的觀眾廳隔聲木門隔聲升級技術(shù)。

觀眾廳場館四周共設(shè)有8 處疏散通道，安裝隔聲木門與外部空間進(jìn)行分隔。作為觀眾廳與外部空間的首道隔聲木門，經(jīng)現(xiàn)場查勘和聲學(xué)檢測發(fā)現(xiàn)：場館木門的材質(zhì)相對疏松，隔聲性能不理想；木門套四周的護(hù)墻板與墻體之間未進(jìn)行有效封閉，存在漏聲空腔，場館木門的整體隔聲效果不佳。

隔聲木門形制尺寸和風(fēng)格不容改變，為保證觀眾廳整體風(fēng)貌特征及滿足場館隔聲需要，按照場館隔聲木門原有式樣新做隔聲門。在新做隔聲門底部安裝升降式隔聲密封條，門扇阻口位置安裝密封條，在不影響場館木門使用功能的前提下，進(jìn)一步加強(qiáng)隔聲門的密封隔聲性能。

目前，越來越多的建筑需要聲學(xué)技術(shù)，隔音設(shè)計是建筑設(shè)計的重要組成部分，它涉及許多工程項目的質(zhì)量和功能以及人們的生活條件和生活質(zhì)量。為避免建筑工程設(shè)計中出現(xiàn)噪音問題，建筑業(yè)就要加強(qiáng)對建筑聲學(xué)的管理力度，為社會創(chuàng)造更多的隔音空間和更安全的生活環(huán)境。