建筑声学中噪声的控制

建筑声学中噪声的控制

建环701，史哲文

摘要：地球上到处存在着声音，人对外部世界信息的感觉，30%是通过听觉得到的，如语言交流、音乐白欣赏、识别事物等。这时，声音对接收者来说是需要的，要求听得清楚，听得好。但并非所有的声音对接受者而言都是需要的，有些声音令人厌烦，对人有干扰，斯仁甚至是有害的，称之为噪音。噪声会干扰休息和睡眠，干扰语言交流，干扰学习和工作，强烈的噪声会损害人的听觉和身体健康，这就需要降低噪音和噪声的干扰与危害，这是噪声控制问题。

对于建筑环境与设备工程专业的学生来说，建筑声环境就是研究建筑环境中的噪声控制问题，学习的重点是声音产生与传播的基本原理和噪声的控制。

关键词：噪声，噪声防治

近几年随着我国经济的迅猛发展,人们的物质生活水平得到了前所未有的提高,人们不止要求吃饱穿暖有房住,而且要求吃好穿好居住更舒适,特别是对住房更加追求品位.人们不仅追求住房结构和布局的合理,还追求房屋内环境的舒适性,其中声环境就是一个重点，合理的控制声音对室内环境的影响是极为重要的，声环境已经成为建筑环境中的一个重要的因素，只有在良好的声环境下，室内居住的人才会感到舒适！

其中噪声污染对人的危害是最大的，怎样合理的防止噪声是创造良好声环境的一个重要因素。

怎样对噪声进行控制，就要从噪声的产生，传播，接受者以及防治来进行研究。

一、噪声的定义及危害

噪声的标准定义：凡是人们不愿听的各种声音都是噪声。因此，一首优美的歌曲对欣赏者是一种享受，而对一个下夜班需要休息的人则是引起反感的噪声。交通噪声在白天人们还可以勉强接受或容忍，而对夜间需要休息的人则是无法忍受的。

噪声的危害主要包括:1、强的噪声可以引起耳部的不适。如耳鸣、耳痛、听力损失。2、使工作效率降低。长期暴露在高强度声环境下，会使人感到心烦意乱，人们会感觉到吵闹，因而无法专心的工作，会导致工作效率降低。3、损害心血管。噪声是心血管疾病的危险因子，噪声会加速心脏衰老，增加心肌梗塞发病率。4、噪声还可以引起如神经系统功能紊乱、精神障碍、内分泌紊乱甚至事故率升高。高噪声的工作环境，可使人出现头晕、头痛、失眠、多梦、全身乏力、记忆力减退以及恐惧、易怒、自卑甚至精神错乱。5、干扰休息和睡眠。休息和睡眠是人们消除疲劳、恢复体力和维持健康的必要条件。但噪声使人不得安宁，难以休息和入睡。当人辗转不能入睡时，会心态紧张，呼吸急促，脉搏跳动加剧，大脑兴奋不止，第二天就会感到疲劳，或四肢无力。从而影象到工作和学习，久而久之，就会的神经衰弱症，表现为失眠、耳鸣、疲劳。6、对女性生理机能的损害。女性受噪声威胁，还可以有月经不调、流产及早产等、如导致女性性机能紊乱，月经失调，流产率增加等。7、噪声对儿童身心健康威胁更大。因儿童发育尚未成熟，各组器官十分脆弱和娇嫩，不论是体内胎儿还是刚出生的孩子，噪声均可损伤听觉器官，使听力减弱或丧失。8、噪声对视力的损害。人们只知道噪声影响听力，其实噪声还影响视力。长时间处于噪声环境中的人很容易发生眼疲劳、眼痛、眼花和视物流泪等眼损伤现象。

二、噪声的产生及传播

噪声也是声音，而声音的产生与传播过程包括三个基本因素：声源、传播途径和接

收者。声源（通常是振动的物体）向其周围的介质(通常是空气)辐射声源，声能以介质中的声波形式传播。声波通过会场途径（室外大气、房间中的空气、墙壁、楼板等）传播，最后通过空气传到接收者的耳朵，引起听觉而被感知。三、噪声的评价

早在20世纪30年代，人们就开始了噪声评价的研究，先后提出过上百种评价方法，被国际上广泛采用的就有二十几种。现在的研究趋势是如何合并和简化。下而介绍最常用的几种噪声评价方法及其评价指标：

1、 A声级LA

2、等效连续A声级

3、昼夜等效声级Ldn

4、累积分布声级LX

5、噪声评价曲线NR和NC、PNC曲线四、人的听觉特性

人耳对声音的感觉音频范围是指在有足够的声强和声压的条件下，能引起正常人耳听觉的频率范围，约为20～20000HZ，对频率为1000HZ的声音，人耳刚能听到的下限声压为2×10－5N/M2；使人产生疼痛感的上限声压为20N/M2。

掩蔽作用人的听觉器官能够分辨同时存在的几个声音，但由于某一个声音的存在，要听清另外的声音，必须把这些声音提高，这些声音的可闻阈（可闻下限）提高了，这种现象称为“掩蔽”。可闻阈所提高的分贝数称为“掩蔽量”。

掩蔽的特点是接近掩蔽声频率的掩蔽量最大，即频率相近的声音，掩蔽较显著，掩蔽声的声压越大掩蔽量就越大，对所有高频声的掩蔽量越显著，低频声容易完全掩蔽高频声，高频声则难以完全掩蔽低频声。

人的听觉对高频声敏感,对低频声不敏感. 五、噪声的控制与治理方法

1、噪声的控制原则

噪声污染是一种造成空气物理性质变化的暂时性污染，噪声源停止发声，污染立即消失。噪声的防治主要是控制声源的输出和噪声的传播途径，以及对接收者进行保护。

2、声源的噪声控制

降低声源噪声辐射是控制噪声最根本和最有效的措施。在声源处即使只是局部地减弱了辐射强度，也可使控制中间传播途径中或接收处的噪声变得容易。可通过改进结构设计、改进加工工艺、提高加工精度等措施来降低噪声的辐射，还可以采取吸声、隔声、减振等技术措施，以及安装消声器等控制声源的噪声辐射

3、在传声途径中的控制

1)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；2）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；3）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；4）应用吸声材料和吸声结构，将传播中的声能吸收消耗；5）对固体振动产生的噪声采取隔振措施，以减弱噪声的传播。

4、在接收点的噪声控制

为了防止对人的危害，可在接收点采取以下防护措施：1）佩戴护耳器，如耳塞、耳罩；2）减少在噪声中暴露的时间。六、吸声材料的应用

利用材料的吸声特性，目前生产和使用的吸声材料很多，它们的吸声原理——由声能转变为热能及其它能——虽然相同，但转化的具体物理过程却因不同类型的材料而有所区别，它反映了不同类型材料具有不同的吸声频率特性。在室内设计中，正确合理的选择吸声材料对于创造一个良好的室内声环境是非常重要的。

三、影响城市住宅环境的主要原因

现今，我国商品住房大量建设，住宅环境是一个不容忽视的问题。2008年我国重新修订《城市区域环境噪声标准》(GB3096-2008)，分别规定了卧室、起居室内的允许噪声级。新标准的颁布和实施对居住环境品质的提高起到了一定的促进作用。

城市住宅声环境污染主要表现有：①城市交通噪声日趋严重。城市干线、高速公路、轻轨线路越建越密，交通要道附近因出行方便，成为房地产开发的热点。城市交通业日趋发达，给人们工作和生活带来了便捷和舒适，同时也促进了经济的发展。但不能不看到，随着城乡

车辆的增加，公路和铁路交通干线的增多，机车和机动车辆的噪声已成了交通噪声的元凶，占城市噪声的75%。随城市的发展，机场、铁路、航运等噪声干扰日益显著，出现因机场扩建、铁路提速、码头航运等噪声问题居民上访事件。②住宅墙体、楼板的隔声质量有下降的趋势。住宅建设中禁止使用粘土砖（俗称红机砖）以保护耕地，转而采用新型的轻质板隔墙，墙体越轻，隔声性能越差，再加之有些建筑设计师对隔声问题重视不足，承包商提供“以次充好”的墙体材料，造成诸多严重影响居住的私密性的隔声问题。楼板隔声问题也很普遍，混凝土楼板隔绝脚步声、跑跳声、拖动家具等撞击声的能力差，加之房间面积变大使楼板面积也增大，楼板更容易振动，还有楼板内可能埋有电管、网线管、采暖管等大量管线，空洞增多，质量减小，楼板隔声问题相当突出。③住宅配套设备噪声有增多趋势。电梯运行声，地下室水泵的嗡嗡声，空调室外机的转动声，楼内供暖机组的振动声，通风机的呜呜声，变压器的蜂鸣声，PVC下水管道的冲水声，发电机的轰鸣声，地下污水泵排水声，水龙头用水时的水管吱吱声，关门时的咣当声等，使人们的安居环境受到极大的干扰和破坏。④居住区内环境噪声问题，如附近工地的夜晚的施工声，楼下底商夜晚营业的喧嚣声，居民区内深夜还在灯红酒绿的歌舞厅声、酒吧声、迪斯科舞厅声等。还有居民室内家用电器直接造成室内噪声污染。家庭中家用电器的噪声对人们的危害越来越大，据检测，家庭中电视机、音响所产生的噪音可达60至80分贝，洗衣机为42至70分贝，电冰箱为34至50分贝。多层住宅楼内，住户间生活噪声相互干扰，在我国是一个普遍问题。

四、“吸音”有助于改善城市住宅声环境

1、材料吸声性

目前生产和使用的吸声材料很多，它们的吸声原理——由声能转变为热能及其它能——虽然相同，但转化的具体物理过程却因不同类型的材料而有所区别，它反映了不同类型材料具有不同的吸声频率特性。在室内设计中，正确合理的选择吸声材料对于创造一个良好的室内声环境是非常重要的。下面根据各种常用材料的不同特性，将吸声材料及吸声结构归纳为五大类加以介绍。

2、多孔吸声材料

多孔吸声材料的类型包括：有机纤维材料、麻棉毛毡、无机纤维材料、玻璃棉、岩棉、矿棉，脲醛泡沫塑料，氨基甲酸脂泡沫塑料等。聚氯乙烯和聚苯乙烯泡沫塑料不属于多孔材料，用于防震，隔热材料较适宜。其构造特征为：材料内部应有大量的微孔和间隙，而且这些微孔应尽可能细小并在材料内部是均匀分布的。材料内部的微孔应该是互相贯通的，而不是密闭的，单独的气泡和密闭间隙不起吸声作用。微孔向外敞开，使声波易于进入微孔内。吸声特性主要是高频，影响吸声性能的因素主要是材料的流阻，孔隙，结构因素、厚度、容重、背后条件的影响。

一、材料厚度的影响：任何一种多孔材料的吸声系数，一般随着厚度的增加而提高其低

频的吸声效果，而对高频影响不大。但材料厚度增加到一定程度后，吸声效果的提高就不明显了，所以为了提高材料的吸声性能而无限制地增加厚度是不适宜的。常用的多孔材料的厚度为: 玻璃棉，矿棉50—150mm 、毛毡4---5mm 、泡沫塑料25—50mm。

二、材料容重的影响：改变材料的容重可以间接控制材料内部微空尺寸。一般来讲，多

孔材料容重的适当增加，意味着微孔的减少，能使低频吸声效果有所提高，但高频吸声性能却可能下降。合理选择吸声材料的容重对求得最佳的吸声效果是十分重要的，容重过大或过小都会对多孔材料的吸声性能产生不利的影响。

三、背后空气层的影响：多空材料背后有无空气层，对于吸声特性有重要影响。故大部

分纤维板状多孔材料都是周边固定在龙骨上，离墙50—150mm距离安装。材料空气层的作用相当于增加了材料的厚度，所以它的吸声特性随着空气层厚度增加而提高，

当材料离墙面安装的距离(既空气层的厚度)等于1/4波长的奇数倍时，可获得最大的吸声系数；当空气层的厚度等于1/2波长的整数倍时，吸声系数最小。

四、材料表面装饰处理的影响：大多数吸声材料在使用时常常需要进行表面装饰处理。

常用的方法有：表面钻孔开槽，粉刷油漆，利用织布，穿孔板和塑料薄膜等。这些方法都将影响材料的吸声特性。

五、半穿孔的矿棉吸声板增加了材料暴露在声波中的面积，既增加了有效吸声面积，因

此提高了材料的吸声特性。粉刷油漆等于在材料表面上加了一层高流阻的材料，将会影响材料的吸声特性，特别是在高频段影响更显著。采用金属网，玻璃布和低流阻的材料或选择穿孔率大于20%的穿孔板做护面层时，对材料的吸声性能影响不大。

若穿孔率小于20%时，对高频段的吸声会有影响，低频影响不大。

3、薄膜吸声结构

这个结构包括皮革、人造革、塑料薄膜等材料，具有不透气、柔软、受张拉时有弹性等特性，吸收共振频率附近的入射声能，共振频率通常在200～1000HZ范围，最大吸声系数约为0.3～0.4，一般把它作为中频范围的吸声材料。如果在薄膜的背后空腔内填放多孔材料,这时的吸声特性取决于膜和多孔材料的种类以及薄膜的装置方法。

4、薄板吸声结构

把胶合板、硬质纤维板、石膏板、石棉水泥板等板材周边固定在框架上，连同板后的封闭空气层，构成振动系统，其共振频率多在80～300HZ，其吸声系数约为0.2～0.5，可以作为低频吸声结构。

决定薄板吸声结构的吸声性能的主要因素有: （1）薄板质量m的影响增加板的单位面积重量，一般可以使其共振频率向低频移动。而选用质量小的，不透气的材料如皮革，有利于共振频率向高频方向移动。（2）背后空气层厚度的影响改变空气层的厚度和改变板的质量一样，共振频率也会发生变化。在空气层中填充多孔材料，可使共振频率附近的吸声系数有所提高。（3）板后龙骨构造及板的安装方式的影响由于薄板吸声结构有一定的低频吸声能力,而对中高频吸声差，因此在中高频时就具有较强的反射能力。能增加室内声能的扩散。通过改变龙骨构造何不同的安装方法，设计出各种形式的反射面，扩散面和吸声---扩散结构。

总结：合理控制噪声，才能让建筑声环境符合人们的要求！

参考文献：朱颖心，《建筑环境学》第二版

建筑环境学期末论文

姓名：孙逸铭

班级： 12环调

指导老师：龚伟申