建筑外窗隔聲性能要求淺析

建筑外窗隔聲性能要求淺析摘要：隔聲是建筑外窗的重要功能之一，隔聲效果較好的外窗可以有效地隔絕戶外的噪聲，給人們的工作、學習和休息創(chuàng)造良好的環(huán)境，利用建筑外窗隔聲是防治噪聲的重要手段。對于建筑物而言，門窗相對墻體來說隔聲性能要差一些，是建筑隔聲的薄弱環(huán)節(jié)，所以提高外窗的隔聲性能對提高整個建筑的隔聲性能有重要的意義。關(guān)鍵詞：建筑外窗；隔聲；計權(quán)隔聲量；影響因素；建筑承重外墻由混凝土以及一些密度較大的砌塊構(gòu)成，墻體隔聲性能非常好但是外窗的隔聲性能遠不如外墻，在外墻上安裝外窗之后，室外的噪聲會透過外窗傳入室內(nèi)，而為了通風換氣，外窗長時間處于開啟狀態(tài)，也會導致整體的隔聲性能下降。因此，提高建筑外窗的隔聲性能是防止和降低噪聲入室的關(guān)鍵。一、門窗隔聲設(shè)計中應(yīng)注意的問題隔聲設(shè)計應(yīng)注意與噪聲特點、建筑性質(zhì)和房間使用功能相結(jié)合，要有針對性。這就要求門窗隔聲設(shè)計者不僅要掌握一定的門窗隔聲知識，還應(yīng)對聲學、建筑等知識有相當?shù)牧私?，全面考慮。舉個例子，如果一個房間的噪聲污染來源于一家工廠，而工廠的噪聲頻率集中在某一頻段，那么在外窗的隔聲設(shè)計時就應(yīng)選擇共振頻率遠離該頻段的產(chǎn)品，降低由于共振帶來的不利影響。在具體隔聲方案設(shè)計中，應(yīng)多種方案相結(jié)合，在適用的基礎(chǔ)上做到經(jīng)濟、合理。對于同一座建筑而言，按慣常的做法，會全部采用相同的外窗產(chǎn)品。而從隔聲角度考慮，不同方向、不同高度的房間所受噪聲的影響不同，房間的功能也不相同，在做隔聲設(shè)計中也應(yīng)根據(jù)具體情況具體分析，采取相應(yīng)的隔聲措施，不能一概而論。例如，對于一棟用于賓館的建筑，走廊的一面臨街，另一面是居民區(qū)，臨街一側(cè)的客房就要重點考慮交通噪聲（中低頻）的影響，而另一側(cè)應(yīng)重點考慮生活噪聲（中高頻）的影響，從而采用不同隔聲效果的外窗產(chǎn)品。對隔聲要求比較高的場所，建議采用雙層窗的方式，并盡量增加框材的面密度。雙層窗在隔聲中的作用類似于雙層墻，通過界面層的多次反射及空氣層的彈性和附加吸收作用提高隔聲量。為達到隔聲效果，一般要求兩層窗之間的距離應(yīng)控制在150mm以上（越大越好），兩層窗在玻璃配制上也要有所區(qū)別以降低共振和吻合效應(yīng)的影響，兩層窗之間的洞口側(cè)面周邊還可以鋪設(shè)吸聲材料，以進一步提高隔聲量。在隔絕以中低頻為主的噪聲時，應(yīng)在安全和法律法規(guī)許可范圍內(nèi)盡量加大一側(cè)玻璃的厚度，同時使用容重較大的吸聲材料（比如礦棉）并增加其厚度，以增加在該頻段的隔聲量。在對隔聲要求比較高的場所，框材的傳聲作用也要重視，鋁合金斷橋隔熱型材制成的窗框具有面密度大、隔聲性能好的特點，是個比較好的選擇，而且通過技術(shù)處理也可能達到非常好的保溫和密封效果。應(yīng)注意低頻噪聲的危害。低頻噪聲是指頻率在500Hz以下的噪聲，由于相對于中高頻噪聲來講，人耳對低頻噪聲不敏感，所以不論是在我們測量中經(jīng)常采用的A計權(quán)網(wǎng)絡(luò)還是隔聲的單值評價指標一一計權(quán)隔聲量中，都對聲音的低頻段進行了大幅度的衰減，但國內(nèi)外的研究結(jié)果證明：低頻噪聲相對來講對人體健康具有更大的危害和更長遠的影響。低頻噪聲波長較長，衰減慢，可以輕易穿越障礙物，所以又被稱為“隔不住的噪聲”。在日常生活中，交通、電梯、空調(diào)、高樓水泵等都是常見的低頻噪聲源，這類噪聲往往在空氣傳聲的同時都伴有結(jié)構(gòu)傳聲，在測量時由于采用了對低頻表現(xiàn)不利的A計權(quán)網(wǎng)絡(luò)，其等效聲級大多并不超過標準中限值的規(guī)定，但對人們正常生活卻帶來非常大的影響，所以在建筑設(shè)計時就應(yīng)充分考慮低頻噪聲的隔離問題，提出綜合解決方案。二、影響建筑外窗隔聲性能材料構(gòu)成對外窗隔聲性能的影響。外窗從材料上來講，對隔聲性能有影響的主要有框（包括扇）料和玻璃，基于以下幾方面原因，在隔聲方面可以不考慮框料的影響：（1）從實際情況看，一方面，框料一般只占到外窗總面積的15%左右，所占面積遠小于玻璃，對整體外窗隔聲性能的影響并不大；另一方面，框料的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不同的外窗情況各異，隔聲量難于測量和計算。（2）從質(zhì)量作用定律角度考慮，市場上常見的框料，不論是木框、隔熱斷橋鋁框、塑料框（有襯鋼），其計算隔聲量與一般中空玻璃的隔聲量都非常接近，在非特別嚴格的使用環(huán)境下，其實際隔聲量與整窗的隔聲量比較接近。（3）通過對各種系統(tǒng)窗型的實際檢測數(shù)據(jù)分析證明，外窗的隔聲性能主要取決于玻璃，在相同玻璃配置條件下，對不同框材外窗的隔聲量來講一般木框好于鋁框，但差別不明顯。玻璃配置對外窗隔聲性能的影響。根據(jù)質(zhì)量定律，增加玻璃的厚度可以提高隔聲性能，但這顯然不是經(jīng)濟的做法，目前市場上常見的玻璃品種有單玻、中空、雙中空、夾膠玻璃、不等厚中空玻璃等，本文主要通過數(shù)值比較的方法來對幾種常見的玻璃配置方式進行比較分析，數(shù)據(jù)來源為美國VIRACON建筑玻璃公司（1）6+1.14PVB+6夾膠玻璃與12mm單玻隔聲性能比較（圖1）。兩種玻璃面密度基本相同，按質(zhì)量定律理論應(yīng)具有基本相同的隔聲效果。數(shù)據(jù)顯示，對于800Hz以內(nèi)的噪聲，夾膠玻璃與相同厚度的單玻具有相同的隔聲效果，而對于800Hz以上的噪聲，夾膠玻璃的隔聲能力略好于單玻，根據(jù)表中數(shù)據(jù)進行的計權(quán)隔聲量計算顯示，夾膠玻璃比相同厚度的單玻大1分貝。圖1（2）中空玻璃（6+12A+6）與單玻（12mm）隔聲性能比較。從節(jié)能角度考慮，12mm的空氣層是一個比較好的選擇，但對于隔聲來講卻不是這樣，圖中顯示，從100到5000的頻率范圍內(nèi)，兩條隔聲曲線相互交叉，這是由于共振及吻合頻率不同造成的。從計權(quán)隔聲量的計算來看，中空玻璃為35dB，單玻為37dB,單玻隔聲性能優(yōu)于中空玻璃。（3）雙中空玻璃（6+12A+6+12A+6）的隔聲特點。這里將雙中空玻璃與普通（單）中空玻璃（6+12A+6）作了對比，從圖上的比較可以看出，在中高頻段，雙中空玻璃由于質(zhì)量的增加，隔聲性能有一定的增加。雙中空的計權(quán)隔聲量達到了39dB，比普通中空玻璃增加了4dB，隔聲曲線的走向則完全相同。（3）雙片不等厚中空玻璃（6+12A+10）與普通（雙片等厚）中空玻璃（10+12A+10）的隔聲性能方面的比較。從質(zhì)量定律角度考慮，后者具有更大的面密度，但從隔聲曲線可以看出，不等厚玻璃由于減弱了共振和吻和效應(yīng)的影響程度，具有更好的隔音效果。從計權(quán)隔聲量計算來看，不等厚的中空玻璃的計算值為39dB，而普通中空玻璃的計算值為37dB，不等厚中空玻璃在降低面密度的同時提高了隔聲能力，是一個比較好的選擇。窗框扇間密封與安裝方式對外窗隔聲性能的影響。我們都有這樣的生活體驗：窗戶剛開一小縫，噪聲就撲面而來。由于孔洞的透聲系數(shù)為1，隔聲量為零，所以哪怕窗框扇間一個很小的密封不嚴的位置，都會對外窗整體的隔聲量產(chǎn)生嚴重影響。例如，當孔洞面積為整片圍護結(jié)構(gòu)面積的1%時，結(jié)構(gòu)隔聲量不會超過20dB。外窗的開啟方式不同，所采用的密封方式也不一樣，一般而言，氣密性好的門窗相對隔聲效果也會好一些，安裝方式對外窗的隔聲也有很大的影響，安裝不利的外窗的隔聲性能會大打折扣。一般在外窗安裝時，洞口墻體與窗邊會留一條10mm左右的縫隙，里面使用發(fā)泡劑填塞，室內(nèi)外兩側(cè)打密封膠。不論是發(fā)泡劑還是密封膠，都屬于輕質(zhì)材料，本身的隔聲性能都比較差，要保證外窗的隔聲性能，還需要做一些特別的處理。推薦一種做法：室外側(cè)安裝時洞口的上、左、右采用墻體壓窗邊的做法，下側(cè)采用導水板；室內(nèi)側(cè)包套處理，可以有效解決安裝間隙傳聲的問題。門窗的技術(shù)歷經(jīng)百余年的發(fā)展，技術(shù)已經(jīng)比較成熟。一