建筑概况

2 标准依据

1. 《绿色建筑评价标准》GB/T50378-2014

2. 《福建省绿色建筑设计标准》DBJ 13-197-2017

3. 《绿色建筑评价技术细则》

4. 《民用建筑隔声设计规范》GB50118-2010

5. 《建筑隔声评价标准》GB/T 50121-2005

6. 《建筑声学设计手册》

7. 《建筑隔声设计—空气声隔声技术》

8. 《声学手册》

9. 《噪声与振动控制工程手册 》

10. 《建筑声学设计原理》

11. 《建筑设计资料集》（第二版）第2集

1 评价要求

■《福建省绿色建筑设计标准》DBJ 13-197-2017第5.1.6条规定：建筑主要功能房间围护结构构件的隔声性能设计应符合下列要求：

1 外墙、隔墙、楼板和门窗的空气声隔声性能应符合本标准附录F的规定；

2 楼板撞击声隔声性能应符合本标准附录G中一星级设计要求，楼板撞击声隔声性能设计可参考本标准附录H选用。

■《福建省绿色建筑设计标准》DBJ 13-197-2017第5.4.8条规定：应采取合理的隔声措施提高楼板撞击声的隔声性能，并应符合本标准附录G中三星级要求的规定（3分）。

声音通过围护结构的传播，按传播规律有两种途径。由此可将声音分为：

1）空气声：声源经过空气向四周传播的噪声，如室外交通噪声。

2）撞击声：两物体相互撞击产生的噪声，通过固体来传播，如楼板上行走的脚步声。

图4-1 空气声和撞击声

通常将隔声分为两类：空气声隔声和撞击声隔声。墙、板、门、窗和屏障等构件及其组成材料常称为建筑隔声材料，对于入射声波具有较强的反射，使透射声波大大减小，从而起到隔声作用。

1.1 空气声隔声

为了表示材料及构件的空气声隔声性能，常采用隔声量R这一指标来体现。

（4.1.1-1）

式中：τ—为构件的透射系数，透射声能与入射声能之比。

构件的透射系数越大，则隔声量越小，隔声性能越差；反之，透射系数越小，则隔声量越大，隔声性能越好。对于高声阻、刚性、匀质密实的围护结构，通常越密实的材料对应结构的隔声性能越好。

1.1.1 质量定律

1）理论公式

如果把墙看成是无劲度、无阻尼的柔顺质量、且忽略墙的边界条件，则在声波垂直入射时，可从理论上得到墙的隔声量的计算式：

（4.1.1-2）

式中：——墙单位面积的质量，或称面密度，kg/m2

——空气密度，kg/m3

——空气中的声速，一般取344 m/s

——入射声波的频率，Hz

一般情况下，πmf＞ρ0c，即πmf/ρ0c＞1，上式便可简化为：

（4.1.1-3）

如果声波并非垂直入射，而是无规入射时，则墙的隔声量为：

（4.1.1-4）

上述公式证明，墙的单位面积质量越大，则隔声效果越好，这一规律称为“质量定律”，单位面积质量每增加一倍，隔声量可增加6 dB。从上式还可以看出，入射声波的频率每增加一倍，隔声量也可以增加6 dB。下图表示了质量定律直线：

图4.1.1-1 由质量控制的柔性板的隔声量

由于本式是建立在理论上的许多假定条件下导出的，计算值普遍比实测大，并不符合现场实际情况，所以一般隔声设计中采用经验公式进行隔声量计算。

2）经验公式

所有经验公式隔声量计算值，普遍小于理论公式计算值，并不同程度地接近现场实际情况，接近实测，所以经验公式比理论公式有实用价值。

经验公式都是加进了实践的因素，即包括实验室测定、现场测定、主观评估、判断等研究成果，它比理论公式接近实际，已不再是完全符合质量定律中的假定条件。但这些经验公式的基本变量还是质量m，质量大小控制隔声量，所以这类公式还是以质量定律为基本理论的隔声量经验计算式，是理论上的质量定律向实践的延伸。

1.1.2 单层匀质密实墙体的空气声隔声

单层匀质密实墙的隔声性能和入射声波的频率有关，并取决于墙本身的面密度、劲度、材料的内阻尼，以及墙的边界条件等因素。按照质量定律，一定面密度m的构件，其隔声量是随入射声波的频率的提高而提高。但构件的隔声不是在全部声频范围内都按质量定律控制，还受共振和吻合效应的影响，从而分为三个频率控制区，如图4.1.2-1所示：

图4.1.2-1 单层匀质墙典型隔声频率特性曲线

从图上可知，在不同频率时（低频、中频、高频），影响隔声性能的劲度、阻尼、质量控制现象。在很低的频率时，劲度起主要控制作用，隔声量频率的降低而增大。随着频率的增高，质量效应增大，在某些频率处，可能出现劲度和质量效应相抵消而产生的构件共振现象。

1.1.3 多层复合板的隔声性能

现在的节能建筑一般采取多层复合墙板达到节能保温的效果，这同时也可以增加墙体的隔声性能。多层复合板的隔声设计要点如下：

（1）多层复合板一般3～5层，在构造合理的条件下，相邻层间的材料尽量做成软硬结合形式。

（2）提高薄板的阻尼有助于改善隔声量。如在薄钢板上粘贴超过板厚三倍左右的沥青玻璃纤维或麻丝之类材料，对消弱共振频率和吻合效应有显著作用。

（3）多孔材料本身的隔声能力差，但当这些材料和坚实材料组成多层复合板时，在它的表面抹一层不透气的粉刷层或粘一层轻薄的材料时，则可提高它的隔声性能。如5 mm厚的木丝板仅有的18分贝左右的隔声量，单面粉刷后，隔声量提高到24分贝左右，双面粉刷后隔声量可提高到30分贝左右。几种隔声结构隔声性能的实测结果如下图所示：

图4.1.3-1 改善多孔材料的隔声特性实例

1.2 撞击声隔声

楼板要承载各种荷载，按照结构强度的要求，自身必须有一定的厚度和重量。根据隔声的质量定律，楼板必然具有一定的隔绝空气声的能力，但是由于楼板与四周墙体为刚性连接，将使振动能量沿着建筑结构传播。

楼板撞击声的隔声性能可以采用规范化撞击声压级Ln来评价，依据《声学 建筑和建筑构件隔声测量 第6部分：楼板撞击声隔声的实验室测量》 GB/T 19889.6-2005测量得到规范化撞击声压级，用下式表示：

（4.2）

式中：—规范化撞击声压级，单位dB；

—接受室内平均撞击声压级，单位dB；

A— 接受室内吸声量，单位m2；

—参考吸声量，单位m2。

撞击声的隔声性能测量时，采用国际标准化组织ISO 140规定的标准撞击器撞击楼板，楼板下房间测得的声压级越低，则表示楼板撞击声隔声性能越好；反之，则表示楼板撞击声隔声性能越差。

2 构件空气声隔声量计算过程

先计算构件在倍频程下的空气声有效隔声量，再通过公式法计算获取空气声隔声计权单值评价量，进而获得空气声频谱修正量，最终求得构件空气声隔声性能，如下图：

图5-1 构件空气声隔声量计算过程

根据以上流程，并结合墙板与门窗不同的情况，分别对墙板和门窗进行空气声隔声量的计算，并将每一步的计算结果和最终结果整理在5.5节中，而分步计算过程将会在后面小节中阐述。

1.1 计算条件

建筑声学相关标准中对建筑内外围护结构中各类门窗、墙体、楼板、屋顶及地面的隔声性能做出了明确要求。构件隔声性能与构造的材料和做法息息相关，例如，匀质墙体的工程材料和构造做法会影响其面密度，从而决定墙体的隔声性能。

本项目中建筑围护结构详细信息可见下表：

表5.1-1 建筑围护结构构造与材料清单

SEDU提供墙板和门窗在各频率下的隔声和吸声参数供选择，如下：

表5.1-2 建筑声学性能及数据来源

1.2 构件在倍频程下的空气声隔声量

1.2.1 墙板各频程下空气声隔声量

本项目墙板的各频程下空气声隔声量可以通过质量定律计算，或者直接通过构造数据库中给出的构造隔声参数选取合适的空气声隔声量；门窗的空气声隔声量直接参考相关声学资料，可从门窗隔声参数库中选取。

符合质量定律构件的空气声隔声量按下列公式计算：

（5.2.1-1）

式中：R—构件的空气声隔声量，dB；

m—构件的面密度，kg/m2；

f —入射声波的频率，Hz；

当采用构件质量定律计算时，将构件面密度代入上述构件空气声隔声量计算公式，即可得墙体各频率下空气声隔声量；当从构造数据库中自定义构造隔声量参数时，将直接给出该构件各频率下空气声隔声量信息，列入表5.5-1中。

1.2.2 门窗各频程下空气声隔声量

由于门窗隔声特性复杂，不适宜参照匀质墙体进行公式计算各频率下隔声量，本项目参考相关声学资料中相近构造的门窗的空气声隔声量进行计算，详见表5.5-2。

1.3 构件计权隔声量

1.3.1 墙板计权隔声量

获取在各频率下的隔声量之后，还需进一步求解其计权单值评价量，本项目依据 《建筑隔声评价标准》GB/T 50121-2005，采用公式法计算计权单值评价量，以下为计算过程：

现假设隔声量为X，且Xi为倍频程的隔声量，即对应上述有效隔声量，将上述所得倍频程下空气声有效隔声量代入公式（5.3.1-1）中，同时参考表5.3.1各频带基准值，先给定一个计权单值评价量的初始值Xw，按公式（5.3.1-1）进行试算得出不利偏差Pi，并判定Pi是否满足公式（5.3.1-2）小于等于10的要求，在满足要求的值中取最.大值即为空气声隔声计权单值评价量，本章节计算所得组合墙空气声隔声计权单值评价量结果列于表5.5-1中。

图5-2 空气声隔声计权单值评价量计算流程

不利偏差

的计算公式如下：

（5.3.1-1）

式中：—空气声隔声计权单值评价量；

表5.3.1中第i个频带的基准值；

— 第i个频带的隔声量，精.确到0.1dB。

通过上述公式试算所得计权单值评价量Xw必须为满足下式的最.大值，精.确到1dB

（5.3.1-2）

式中：i—频带的序号，i=1~5，代表125~2000Hz范围内的5个中心频率；

表5.3.1 各频带基准值 单位：dB

1.3.2 门窗计权隔声量

门窗的计权隔声量计算与墙板计权隔声量（5.3.1节）计算原理相同，公式法计算计权单值评价量，计算结果列于表5.5-2中。

1.4 构件空气声隔声频谱修正量

在得到门或者窗的计权隔声量之后需要对频谱修正量进行计算，频谱修正量是空气声隔声单值评价量的修正值。

频谱修正量Cj按下式计算：

（5.4.1）

式中：j— 频谱序号，j=1或2，1为计算C的频谱1，2为计算Ctr的频谱2；

XW— 空气声隔声计权单值评价量；

— 100~3150Hz的1/3倍频程或125~2000Hz的倍频程序号；

Lij —第j号频谱的第i个频带的声压级；

Xi — 第i个频带的隔声量，精.确到0.1dB。

频谱修正量在计算时应精.确到0.1dB，得出的结果应修约为整数。根据所用的频谱，其频谱修正量：

— C用于频谱1（A计权粉红噪声）；

— Ctr用于频谱2（A计权交通噪声）。

表5.4 计算频谱修正量的声压级频谱

根据《民用建筑隔声设计规范》GB50118-2010中构件空气声隔声量频谱修正的要求，选择交通噪声频谱修正量或粉红噪声频谱修正量，将墙板或门窗在倍频程下有效隔声量、计权单值评价量以及上表中各频率/频谱对应声压级代入公式（5.4.1）中，即可得频谱修正量，计算结果分别列于表5.5-1和表5.5-2中。

1.5 构件空气声隔声性能

构件的空气声隔声量由单值评价量和频谱修正量的结果体现，即将前述构件计权隔声量与频谱修正量进行加和之后获得，数据详见表5.5-1和表5.5-2中。

表5.5-1 墙板空气声隔声性能计算详表 单位：dB

表5.5-2 门窗空气声隔声性能计算详表 单位：dB