绿色建筑的声环境及其保障技术(第八讲)

1、1绿色建筑声环境及其保障技术 绿色建筑相关的建筑技术绿色建筑相关的建筑技术2o 建筑声环境建筑声环境天津大学建筑节能中心天津大学建筑节能中心Building Energy Efficiency Center, Tianjin University指室内音质问题以及振动和噪声控制问题。o 理想的声学环境理想的声学环境l 需要的声音（讲话、音乐）：能高度保真l 不需要的声音（噪声）：不会干扰人的工作、学习和生活o 建筑声环境质量保证目的和措施建筑声环境质量保证目的和措施l 创造一个良好的室内外声学环境。l 针对振动和噪声的控制小区声环境污染小区声环境污染l 生态小区声环境污染包括室外声环境污染和室

2、内声环境污染。l 造成室外声环境污染的噪声源主要有：交通噪声、工业噪声、施工噪声及社会噪声。如生态小区邻近铁路、公路（含高速公路），城市主干道（含城市高架、轻轨等）就可能由交通噪声对小区造成声污染；如生态小区邻近高噪声工厂（或车间）就可能由工业噪声对小区造成声污染；临近生态小区的建筑工地施工就可能对小区造成施工噪声污染；如生态小区临近舞厅、OK厅、体育场（观众观看比赛时的吹呼声，群众集会）、学校操场（广播体操），街头群众自娱自乐的活动均可能对小区造成社会噪声污染。l 生态小区室内声环境污染的噪声源主要是：从分户墙、楼板及分户门传入的邻室或楼梯间的讲话声、音乐声、家用电器产生的噪声及各种撞击声；

3、高层住宅电梯运行时产生的噪声；有时还有抽水马筒及污水管道排污时产生的噪声。4主要内容o 声音的度量与声环境的描述声音的度量与声环境的描述o 声音的传播规律声音的传播规律o 噪声的控制技术噪声的控制技术天津大学建筑节能中心天津大学建筑节能中心Building Energy Efficiency Center, Tianjin University5一、声音的度量与声环境的描述天津大学建筑节能中心天津大学建筑节能中心Building Energy Efficiency Center, Tianjin Universityl 声波：从物理学观点来讲，声音是一种机械波，是机械振动在弹性媒质中的传播，也

4、称声波l 周期：声波通过空气或其他弹性介质传播时，介质质点只是在其平衡位置附近来回振动。质点每往返一次所需要的时间称为周期（T），单位为sl 频率：一秒钟内媒质质点振动的次数（f），单位为Hzl 波长：两相邻波对应相同点之间的距离（），单位为ml 声速：声波在媒质中传播的速度（c），单位为m/sl 关系： =c/f=cT61、声速天津大学建筑节能中心天津大学建筑节能中心Building Energy Efficiency Center, Tianjin Universityl 声速是媒质特性的函数，不同媒质中，声速不相同。气体中声速为：l c=（P0/0）0.5l -气体比热容； P0 -媒质

5、处于平衡状态时的压强； 0 -媒质处于平衡状态时的密度72、声音计量包括的物理量天津大学建筑节能中心天津大学建筑节能中心Building Energy Efficiency Center, Tianjin Universityl 声功率：声源在单位时间内向外辐射的声能。l 声源的声功率指：1、在全部可听范围内所辐射的功率；2、在某个有限频率范围所辐射的功率（频带声功率）l 在建筑声学中，声源辐射波的声功率大都可以认为不因环境条件的不同而改变，并看成是属于声源本身的一种特性82、声音计量包括的物理量天津大学建筑节能中心天津大学建筑节能中心Building Energy Efficiency Ce

6、nter, Tianjin Universityl 声压：声音在传播过程中，媒质中各处存在稀疏和稠密的交替变化，因而各处的压强也相应地产生变化1、没有声波时，媒质中静压强为P0；2、有声波传播时，压强随声波频率产生周期性变化；3、变化部分，即，有声波时的压强P与静压强P0之差称为声压声压92、声音计量包括的物理量天津大学建筑节能中心天津大学建筑节能中心Building Energy Efficiency Center, Tianjin Universityl 声强：声波的大小或强弱，即单位时间内通过垂直于传播方向上的单位面积内的平均声能量1、声强具有方向性，是矢量；2、如果所考虑的面积与传播方

7、向平行，通过此面积的声强就是“零”。3、不同的生活环境里，噪声的强弱是不同的。例如，在医院里，噪声弱些；在市场上，噪声强些；在织布车间里。噪声更强。为了表示声音的强弱程度，人们引入了“声强”的概念，并用1秒内垂直穿过单位面积的声能多少来量度它的大小，声强用字母“I”表示，它的单位是“瓦米2”。102、声音计量包括的物理量天津大学建筑节能中心天津大学建筑节能中心Building Energy Efficiency Center, Tianjin Universityl 分贝标度和声级： 声强是不随人们感觉而转移的客观物理量。虽然声强是个客观物理量，但是声强的大小和人们主观感到的声音强弱，却有非常

8、大的差异 为了符合人们对声音强弱的主观感觉，物理学里又引入了“声强级”的概念，分贝就是声强级的一个单位，它是贝尔的十分之一 人耳对不同频率的声波，敏感程度是不同的。对于3000赫兹的声波最敏感。只要这个频率的声强达到I01012瓦米2，就能引起人耳的听觉。声强级就是以人耳能听到的这个最小声强I0为基准规定的，并把I01012瓦米2的声强规定为零级声强，也就是说这时的声强级为零贝尔（也是零分贝） 当声强由I0加倍为2I0时，人耳感到的声音强弱并没有加倍。只有当声强达到10I0时，人耳感到的声音强弱才增大一倍，这个声强对应的声强级为1贝尔10分贝 当声强变为100I0时，人耳感到的声音强弱增大2倍

9、，对应的声强级为2贝尔20分贝；当声强变为1000I0时，人耳感到的声音强弱增大3倍，对应的声强级为3贝尔30分贝，依此类推。人耳能承受的最大声强为1瓦米21012I0，它对应的声强级为12贝尔120分贝。11二、声音的传播规律天津大学建筑节能中心天津大学建筑节能中心Building Energy Efficiency Center, Tianjin Universityl 声波遇到障碍物时的传播 建筑声环境中常见的是点状声源，向四周辐射球面波。传播途径中遇到障碍物，一部分在界面发生反射，一部分则透射到第二种介质中。l 声波的衰减 扩散引起的衰减。声波传播时波阵面随距离增加而增大，声能分散，因

10、而声强将随传播距离的增加而衰减 空气吸收引起的衰减。空气中相邻质点运动速度不同产生黏滞力，使声能转变成热能。12三、噪声的控制技术天津大学建筑节能中心天津大学建筑节能中心Building Energy Efficiency Center, Tianjin Universityl 噪声控制基本原理和方法l 噪声控制的途径131、噪声控制的基本原理和方法天津大学建筑节能中心天津大学建筑节能中心Building Energy Efficiency Center, Tianjin Universityl 房间的吸声减噪1、室内有噪声源的房间，人耳听到的是直达声和房间避免多次反射形成的混响声；2、房间吸

11、声减噪量的确定方法： 噪声声压级大小与分布取决于房间的形状、各界面材料和家具设备的吸声特性，以及噪声源的性质和位置等因素3、房间吸声减噪法的使用原则： a、室内原有平均吸声系数较小时，应用吸声减噪法收效最大。对于室内原有吸声量较大的房间，效果不大 b、吸声减噪法仅能减少反射声，因此吸声处理一般只能取得4-12dB的降噪效果 c、靠近声源且直达声占支配地位的场所，吸声减噪法不会得到理想的降噪效果141、噪声控制的基本原理和方法天津大学建筑节能中心天津大学建筑节能中心Building Energy Efficiency Center, Tianjin Universityl 减振和隔振1、在仪器和

12、基础设备之间加入弹性元件，以减弱振动传递。如空调主机的避震喉。隔振器有橡胶隔振器、金属弹簧、空气弹簧等；隔震垫有橡胶隔震垫、软木、酚醛树脂玻璃纤维板和毛毡。2、阻尼减震。由于阻尼作用，将一部分振动能量转变为热能而使振动和噪声降低的方法。做法是在在金属板上涂阻尼材料。阻尼材料和阻尼减震措施：具有很高的损耗因子，如沥青、天然橡胶、合成橡胶、涂料、高分子材料151、噪声控制的基本原理和方法天津大学建筑节能中心天津大学建筑节能中心Building Energy Efficiency Center, Tianjin Universityl 隔声原理和隔音措施1、把发声的物体封闭在小空间内，如鼓风机、空压

13、机、发电机、水泵封闭在控制室或操作室内；2、采用隔声墙、楼板、门、窗3、工艺设备采用隔声罩162、噪声控制的途径天津大学建筑节能中心天津大学建筑节能中心Building Energy Efficiency Center, Tianjin University（1）噪声（振动）源（2）传播途径（3）接受者17（1）降低声源噪声天津大学建筑节能中心天津大学建筑节能中心Building Energy Efficiency Center, Tianjin Universityl 降低声源噪声辐射是控制噪声根本和有效的措施l 声源处即使局部地减弱了辐射强度，也可使在中间传播途径中接收处的噪声控制工作大大

14、简化l 可通过改进结构设计、改进加工工艺、提高加工精度、吸声、隔声、减振、安装消声器等控制声源18（2）在传播路径上降低噪声天津大学建筑节能中心天津大学建筑节能中心Building Energy Efficiency Center, Tianjin Universityl 利用噪声在传播中的自然衰减作用，使噪声源远离安静的地方l 声源的辐射一般有指向性，因此控制噪声的传播方向是降低高频噪声的有效措施l 建立隔声屏障或利用隔声材料和隔声结构来阻挡噪声的传播l 应用吸声材料和吸声结构，将传播中的声能吸收消耗l 对固体振动产生的噪声采取隔振措施，减弱噪声传播在建筑总图设计时，应按照在建筑总图设计时，

15、应按照“闹静分开闹静分开”的原则对噪声源的位置合理布置。的原则对噪声源的位置合理布置。19（3）接受点的噪声控制天津大学建筑节能中心天津大学建筑节能中心Building Energy Efficiency Center, Tianjin Universityl 佩戴护耳器，如耳塞、耳罩、防噪头盔l 减少在噪声中暴露的时间20（4）掩蔽噪声天津大学建筑节能中心天津大学建筑节能中心Building Energy Efficiency Center, Tianjin Universityl 利用电子设备产生的背景噪声来掩蔽令人讨厌的噪声，以解决噪声控制问题。这种人工噪声被比喻为“声学香料”。l 可以

16、有效拟制突然干扰人们宁静气氛的声音l 通风系统、均匀交通或办公楼内正常活动的噪声都可以成为人工掩蔽噪声 在有园林的办公室内，利用通风系统产生的相对较高而又使人易于接受的背景噪声，对掩蔽电话、办公机器和谈话声等噪声有好处，有助于创造一种适宜的宁静环境 在分组教学教室里，增加分布均匀的背景音乐，更有效地遮掩噪声。 咖啡厅、酒店大堂等背景音乐21（5）城市噪声控制天津大学建筑节能中心天津大学建筑节能中心Building Energy Efficiency Center, Tianjin Universityl 把影响建筑声环境的外部干扰降到最低l 规划：建筑规划中避免交通噪声、工厂噪声l 技术：利用

17、临街建筑物作为后面建筑的防噪屏障，加装声屏障l 管理：严格施工噪声管理l 对居住区锅炉房、水泵房、变电站采取消声减噪措施，布置在小区边缘角落处，与住宅有适当的防护距离22四、控制指标天津大学建筑节能中心天津大学建筑节能中心Building Energy Efficiency Center, Tianjin Universityl 住区环境、场地环境噪声符合城市区域环境噪声标准GB3096的规定。l 建筑外窗的隔声性能达到建筑外窗空气声隔声性能分级及其检测方法GB 8485中II级以上要求。l 室内背景噪声满足民用建筑隔声设计规范GBJ118中室内允许噪声标准一级要求。宾馆类建筑围护结构构件空气隔声性能（Rw）满足民用建筑隔声设计规范GBJ118二级要求。l 对建筑围护结构采取有效的隔声、减噪措施 卧室、起居室的允许噪声级在关窗状态下白天不大于45 dB（A声级），夜间不大于35 dB（A声级）。 楼板和分户墙的空气声计权隔声量不小于45dB，楼板的计权标准化撞击声声压级不大于70dB。外窗和户门的空气声计权隔声量不小于30dB。 23五、主要措施天津大学建筑节能中心天津大学建筑节能中心Buildin