歌舞廳類建筑的隔音降噪工程
一、 引言
歌廳酒店等音響設(shè)備噪聲(卡拉ok)擾民投訴,近年來有上升的趨勢(shì),特別是建立在居民區(qū)內(nèi)的練歌房、酒店等使用的卡拉ok音響設(shè)備,發(fā)出很強(qiáng)的噪聲,由于這類噪聲頻帶寬、強(qiáng)度大,噪聲穿透能力很強(qiáng),且固體傳聲嚴(yán)重,干擾樓內(nèi)居民的生活和休息。由于裝修人員缺乏知識(shí)和經(jīng)驗(yàn),裝修結(jié)構(gòu)不合理,裝修完了仍存在噪聲擾民,給進(jìn)一步治理帶來一定困難。
本文對(duì)音響設(shè)備噪聲的傳播特點(diǎn)做了研究,并提出了從裝修結(jié)構(gòu)上防治噪聲的措施,以供參考。
二、 音響設(shè)備噪聲的傳播特點(diǎn)
音響設(shè)備噪聲一般都在90~108dB(A),且頻帶較寬,但以低頻聲信號(hào)最強(qiáng),常常是在遠(yuǎn)處聽到低頻聲音,如打擊樂器發(fā)出的聲音等,那種低頻的 “ 咚…咚…”聲音非常令人煩腦。當(dāng)聲源在一樓,噪聲能穿透建筑結(jié)構(gòu),使二樓噪聲達(dá)到40~50 dB(A)或更高。
我們?cè)谀澄覀冊(cè)谀掣鑿d實(shí)測(cè)噪聲,結(jié)果如表1所示。從表1的數(shù)據(jù)可以看出音響設(shè)備噪聲的衰減特性,噪聲衰減很慢,每上一層樓,噪聲衰減1db。
表1 音響設(shè)備噪聲的傳播實(shí)測(cè)
測(cè)量點(diǎn)位置 一樓聲源 二樓室內(nèi) 三樓室內(nèi) 四樓室內(nèi)
噪聲級(jí)dB(A) 90~106 42 41 40
現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)表明,音響設(shè)備噪聲在35 dB(A)以下時(shí),就很難聽到歌聲了。因此,35 dB(A)就可以作為降噪量的依據(jù),以聲源噪聲級(jí)100 dB(A)計(jì),建筑結(jié)構(gòu)需要的隔聲量和噪聲衰減量應(yīng)為65db左右,一般設(shè)計(jì)降噪量應(yīng)按70 dB(A)考慮。
音響設(shè)備噪聲的傳播途徑有兩個(gè):一是空氣傳聲,二是固體傳聲。通過空氣介質(zhì)的傳播途徑,依照材料的隔聲量計(jì)算:
tl=20log( ωm/ρc) (1)
式中: ω=2πf ,振動(dòng)圓頻率 m — 建筑構(gòu)件面密度kg/m ρc — 空氣特性阻抗
由公式(1)可知,在同等條件下(建筑構(gòu)件面密度m,空氣特阻抗 ρc 相同),若低頻信號(hào)突出,既圓頻率 ω 小時(shí),材料的隔聲量也小 ,這就是音響設(shè)備噪聲 “ 穿透力 ” 強(qiáng)的原因。
有的裝修頂棚面密度偏小,違背 “ 質(zhì)量定律 ” 原則,使建筑構(gòu)件隔聲量低,如某歌廳的頂棚結(jié)構(gòu)是:200mm玻璃棉+0.8mm鐵板+五合板+400mm空氣層+五合板+300mm玻璃棉+五合板。雖然隔聲層數(shù)多,空氣層較大,但頂棚總的面密度(不算建筑樓板)為22kg/m2,增加的隔聲量不夠,二樓噪聲為44db,仍然超標(biāo)。
音響設(shè)備噪聲傳播的另一個(gè)途徑是固體傳聲。聲波或聲源可以激發(fā)建筑構(gòu)件引起振動(dòng),以振動(dòng)形式污染環(huán)境;或通過建筑構(gòu)件產(chǎn)生 “ 二次輻射聲 ” 所謂固體傳聲,以噪聲形式污染環(huán)境。
固體傳聲目前還沒有一個(gè)固定的計(jì)算方法,資料介紹,一般建筑構(gòu)件的固體傳聲的衰減量,僅為0.02~0.2dB/m。鋼鐵等金屬構(gòu)件的衰減更小,可以傳播的更遠(yuǎn)。表2是常用材料的固體傳聲衰減量。
表2 常用材料固體傳聲衰減量
材料 鐵? 磚? 混凝土 ? 木材
衰減量 0.01~0.03?0.02~0.13?0.03~0.02?0.05~0.33
由表2的數(shù)據(jù)可知,噪聲通過5m距離的混凝土墻,最大衰減量才1 dB。
音響設(shè)備和裝修結(jié)構(gòu)的振動(dòng)和隔振對(duì)固體傳振和固體傳聲也有影響,如音響設(shè)備的音箱,由于安置方法不當(dāng),與建筑結(jié)構(gòu)有剛性連接,則會(huì)產(chǎn)生固體傳振和傳聲。實(shí)測(cè)表明,有剛性連接時(shí)可以增加3~5dB噪聲級(jí)的傳聲效果或增加4~7dB振動(dòng)極的傳振效果。
如某歌廳用輕質(zhì)結(jié)構(gòu)做間壁墻,經(jīng)計(jì)算其固有頻率為122hz,與聲源發(fā)出的噪聲主頻率相近,產(chǎn)生共振,由于間壁墻與建筑結(jié)構(gòu)沒有隔振處理措施,墻的振動(dòng)直接傳給樓上,實(shí)測(cè)振動(dòng)級(jí)為71dB,而同樣條件的房間用120磚墻間壁,振感明顯降低,實(shí)測(cè)振動(dòng)級(jí)為67dB,兩者相差4dB。
三、 音響設(shè)備噪聲的防治
音響設(shè)備噪聲的防治應(yīng)當(dāng)采取綜合的治理措施。如加強(qiáng)管理,嚴(yán)把審批關(guān);加強(qiáng)監(jiān)督,促進(jìn)治理;總結(jié)經(jīng)驗(yàn),推廣先進(jìn)治理技術(shù)等等。由于音響設(shè)備噪聲的特殊性,本文主要研究音響設(shè)備噪聲的治理技術(shù)。
音響設(shè)備噪聲的治理技術(shù),與一般機(jī)電設(shè)備不同。音響設(shè)備噪聲不能從聲源上治理,一般的聲學(xué)治理技術(shù)如吸聲、消聲等也難于用上。此外,既要考慮振動(dòng)和噪聲的傳播,又要考慮聲場(chǎng)的音響效果。
音響設(shè)備噪聲的治理主要從建筑結(jié)構(gòu)上去考慮,盡量減低振動(dòng)和噪聲的傳播。為此,我們結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的裝修,進(jìn)行了音響設(shè)備噪聲治理的研究。有三個(gè)房間的裝修情況分別如下:
1#房間的四壁是磚砌結(jié)構(gòu),墻面未做其他處理。頂棚的框架用橡膠隔振墊減振,頂棚的結(jié)構(gòu)為:50mm苯板+650mm空氣層+50mm玻璃棉+100mm巖棉+20mm的抹灰。
2#房間的四壁是輕鋼結(jié)構(gòu),頂棚結(jié)構(gòu)為:200mm玻璃棉+0?8mm鐵板+五合板+400mm空氣層+五合板+300mm玻璃棉+五合板。
3#房間的頂棚結(jié)構(gòu)與2#房間相同,但四壁與棚內(nèi)都充填有150mm珍珠巖。各房間的容積大體相當(dāng),為45m×6m×45m。
表3 房間裝修情況對(duì)比
房間號(hào)碼 1# 2# 3#
天棚面密度 43 22.5 25
墻面及處理情況 磚砌,未處理 輕鋼,未處理 磚砌,填充處理
測(cè)試用兩臺(tái)ss-100,頻率40~16khz的音箱做為聲源,放在三個(gè)房間里,音箱用橡膠隔振墊隔振。測(cè)試點(diǎn)在對(duì)應(yīng)樓上的三個(gè)房間里,噪聲級(jí)測(cè)點(diǎn)在房間中間,振動(dòng)級(jí)測(cè)點(diǎn)在房間地面上。測(cè)試儀器用he5931公害振動(dòng)噪聲計(jì),聲源噪聲級(jí)調(diào)到96~100dB(平均98dB),噪聲值做本底修正,振動(dòng)級(jí)是垂向值vlz。測(cè)試結(jié)果如表4所示。
表4 隔聲量實(shí)測(cè)結(jié)果 db(A)
裝修房間 1# 2# 3#
樓上噪聲級(jí) 39 43 37
房間隔聲量 65 60 67
地面振動(dòng)級(jí) 61.2 67.8 60以下,無振感
從表3表4可以看出,房間的裝修結(jié)構(gòu)對(duì)音響設(shè)備噪聲的傳聲和傳振是有很大影響的。1#房間的頂棚采取了隔振,面密度也大,提高了房間的隔聲量,比2#房間提高4dB,振動(dòng)級(jí)也較之降低66 dB。2房間的墻是輕鋼結(jié)構(gòu)有共振和振動(dòng)傳導(dǎo),影響了隔聲和隔振的效果。
3#房間的裝修結(jié)構(gòu),采取了頂棚內(nèi)和墻面上大量填充珍珠巖,使面密度增大、同時(shí)吸聲效果較好,因此,隔聲和隔振的效果也好。
由于1房間的墻壁沒有做任何其他處理,還會(huì)受到聲波的直接沖擊,產(chǎn)生固體傳聲。3#房間的頂棚也沒有減振措施等,因此,樓上噪聲還沒有達(dá)到35dB(A)以下。但是現(xiàn)場(chǎng)聽覺感到3#房間已經(jīng)幾乎聽不到唱歌聲了,居民是滿意的。
四、 結(jié)論
(1)音響設(shè)備噪聲低頻成分嚴(yán)重,穿透能力強(qiáng),歌廳,舞廳,飯店等的卡拉ok音響設(shè)備噪聲,嚴(yán)重污染環(huán)境。
(2)高強(qiáng)度、低頻率的音響設(shè)備發(fā)出的聲波,通過空氣傳聲和建筑結(jié)構(gòu)的固體傳聲與傳振污染環(huán)境,是他的一個(gè)特點(diǎn)。因此,房間的裝修結(jié)構(gòu)是解決降噪問題的關(guān)鍵。
(3)合理的裝修結(jié)構(gòu)可以使噪聲和振動(dòng)降低到環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)要求。
歌廳酒店等音響設(shè)備噪聲(卡拉ok)擾民投訴,近年來有上升的趨勢(shì),特別是建立在居民區(qū)內(nèi)的練歌房、酒店等使用的卡拉ok音響設(shè)備,發(fā)出很強(qiáng)的噪聲,由于這類噪聲頻帶寬、強(qiáng)度大,噪聲穿透能力很強(qiáng),且固體傳聲嚴(yán)重,干擾樓內(nèi)居民的生活和休息。由于裝修人員缺乏知識(shí)和經(jīng)驗(yàn),裝修結(jié)構(gòu)不合理,裝修完了仍存在噪聲擾民,給進(jìn)一步治理帶來一定困難。
本文對(duì)音響設(shè)備噪聲的傳播特點(diǎn)做了研究,并提出了從裝修結(jié)構(gòu)上防治噪聲的措施,以供參考。
二、 音響設(shè)備噪聲的傳播特點(diǎn)
音響設(shè)備噪聲一般都在90~108dB(A),且頻帶較寬,但以低頻聲信號(hào)最強(qiáng),常常是在遠(yuǎn)處聽到低頻聲音,如打擊樂器發(fā)出的聲音等,那種低頻的 “ 咚…咚…”聲音非常令人煩腦。當(dāng)聲源在一樓,噪聲能穿透建筑結(jié)構(gòu),使二樓噪聲達(dá)到40~50 dB(A)或更高。
我們?cè)谀澄覀冊(cè)谀掣鑿d實(shí)測(cè)噪聲,結(jié)果如表1所示。從表1的數(shù)據(jù)可以看出音響設(shè)備噪聲的衰減特性,噪聲衰減很慢,每上一層樓,噪聲衰減1db。
表1 音響設(shè)備噪聲的傳播實(shí)測(cè)
測(cè)量點(diǎn)位置 一樓聲源 二樓室內(nèi) 三樓室內(nèi) 四樓室內(nèi)
噪聲級(jí)dB(A) 90~106 42 41 40
現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)表明,音響設(shè)備噪聲在35 dB(A)以下時(shí),就很難聽到歌聲了。因此,35 dB(A)就可以作為降噪量的依據(jù),以聲源噪聲級(jí)100 dB(A)計(jì),建筑結(jié)構(gòu)需要的隔聲量和噪聲衰減量應(yīng)為65db左右,一般設(shè)計(jì)降噪量應(yīng)按70 dB(A)考慮。
音響設(shè)備噪聲的傳播途徑有兩個(gè):一是空氣傳聲,二是固體傳聲。通過空氣介質(zhì)的傳播途徑,依照材料的隔聲量計(jì)算:
tl=20log( ωm/ρc) (1)
式中: ω=2πf ,振動(dòng)圓頻率 m — 建筑構(gòu)件面密度kg/m ρc — 空氣特性阻抗
由公式(1)可知,在同等條件下(建筑構(gòu)件面密度m,空氣特阻抗 ρc 相同),若低頻信號(hào)突出,既圓頻率 ω 小時(shí),材料的隔聲量也小 ,這就是音響設(shè)備噪聲 “ 穿透力 ” 強(qiáng)的原因。
有的裝修頂棚面密度偏小,違背 “ 質(zhì)量定律 ” 原則,使建筑構(gòu)件隔聲量低,如某歌廳的頂棚結(jié)構(gòu)是:200mm玻璃棉+0.8mm鐵板+五合板+400mm空氣層+五合板+300mm玻璃棉+五合板。雖然隔聲層數(shù)多,空氣層較大,但頂棚總的面密度(不算建筑樓板)為22kg/m2,增加的隔聲量不夠,二樓噪聲為44db,仍然超標(biāo)。
音響設(shè)備噪聲傳播的另一個(gè)途徑是固體傳聲。聲波或聲源可以激發(fā)建筑構(gòu)件引起振動(dòng),以振動(dòng)形式污染環(huán)境;或通過建筑構(gòu)件產(chǎn)生 “ 二次輻射聲 ” 所謂固體傳聲,以噪聲形式污染環(huán)境。
固體傳聲目前還沒有一個(gè)固定的計(jì)算方法,資料介紹,一般建筑構(gòu)件的固體傳聲的衰減量,僅為0.02~0.2dB/m。鋼鐵等金屬構(gòu)件的衰減更小,可以傳播的更遠(yuǎn)。表2是常用材料的固體傳聲衰減量。
表2 常用材料固體傳聲衰減量
材料 鐵? 磚? 混凝土 ? 木材
衰減量 0.01~0.03?0.02~0.13?0.03~0.02?0.05~0.33
由表2的數(shù)據(jù)可知,噪聲通過5m距離的混凝土墻,最大衰減量才1 dB。
音響設(shè)備和裝修結(jié)構(gòu)的振動(dòng)和隔振對(duì)固體傳振和固體傳聲也有影響,如音響設(shè)備的音箱,由于安置方法不當(dāng),與建筑結(jié)構(gòu)有剛性連接,則會(huì)產(chǎn)生固體傳振和傳聲。實(shí)測(cè)表明,有剛性連接時(shí)可以增加3~5dB噪聲級(jí)的傳聲效果或增加4~7dB振動(dòng)極的傳振效果。
如某歌廳用輕質(zhì)結(jié)構(gòu)做間壁墻,經(jīng)計(jì)算其固有頻率為122hz,與聲源發(fā)出的噪聲主頻率相近,產(chǎn)生共振,由于間壁墻與建筑結(jié)構(gòu)沒有隔振處理措施,墻的振動(dòng)直接傳給樓上,實(shí)測(cè)振動(dòng)級(jí)為71dB,而同樣條件的房間用120磚墻間壁,振感明顯降低,實(shí)測(cè)振動(dòng)級(jí)為67dB,兩者相差4dB。
三、 音響設(shè)備噪聲的防治
音響設(shè)備噪聲的防治應(yīng)當(dāng)采取綜合的治理措施。如加強(qiáng)管理,嚴(yán)把審批關(guān);加強(qiáng)監(jiān)督,促進(jìn)治理;總結(jié)經(jīng)驗(yàn),推廣先進(jìn)治理技術(shù)等等。由于音響設(shè)備噪聲的特殊性,本文主要研究音響設(shè)備噪聲的治理技術(shù)。
音響設(shè)備噪聲的治理技術(shù),與一般機(jī)電設(shè)備不同。音響設(shè)備噪聲不能從聲源上治理,一般的聲學(xué)治理技術(shù)如吸聲、消聲等也難于用上。此外,既要考慮振動(dòng)和噪聲的傳播,又要考慮聲場(chǎng)的音響效果。
音響設(shè)備噪聲的治理主要從建筑結(jié)構(gòu)上去考慮,盡量減低振動(dòng)和噪聲的傳播。為此,我們結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的裝修,進(jìn)行了音響設(shè)備噪聲治理的研究。有三個(gè)房間的裝修情況分別如下:
1#房間的四壁是磚砌結(jié)構(gòu),墻面未做其他處理。頂棚的框架用橡膠隔振墊減振,頂棚的結(jié)構(gòu)為:50mm苯板+650mm空氣層+50mm玻璃棉+100mm巖棉+20mm的抹灰。
2#房間的四壁是輕鋼結(jié)構(gòu),頂棚結(jié)構(gòu)為:200mm玻璃棉+0?8mm鐵板+五合板+400mm空氣層+五合板+300mm玻璃棉+五合板。
3#房間的頂棚結(jié)構(gòu)與2#房間相同,但四壁與棚內(nèi)都充填有150mm珍珠巖。各房間的容積大體相當(dāng),為45m×6m×45m。
表3 房間裝修情況對(duì)比
房間號(hào)碼 1# 2# 3#
天棚面密度 43 22.5 25
墻面及處理情況 磚砌,未處理 輕鋼,未處理 磚砌,填充處理
測(cè)試用兩臺(tái)ss-100,頻率40~16khz的音箱做為聲源,放在三個(gè)房間里,音箱用橡膠隔振墊隔振。測(cè)試點(diǎn)在對(duì)應(yīng)樓上的三個(gè)房間里,噪聲級(jí)測(cè)點(diǎn)在房間中間,振動(dòng)級(jí)測(cè)點(diǎn)在房間地面上。測(cè)試儀器用he5931公害振動(dòng)噪聲計(jì),聲源噪聲級(jí)調(diào)到96~100dB(平均98dB),噪聲值做本底修正,振動(dòng)級(jí)是垂向值vlz。測(cè)試結(jié)果如表4所示。
表4 隔聲量實(shí)測(cè)結(jié)果 db(A)
裝修房間 1# 2# 3#
樓上噪聲級(jí) 39 43 37
房間隔聲量 65 60 67
地面振動(dòng)級(jí) 61.2 67.8 60以下,無振感
從表3表4可以看出,房間的裝修結(jié)構(gòu)對(duì)音響設(shè)備噪聲的傳聲和傳振是有很大影響的。1#房間的頂棚采取了隔振,面密度也大,提高了房間的隔聲量,比2#房間提高4dB,振動(dòng)級(jí)也較之降低66 dB。2房間的墻是輕鋼結(jié)構(gòu)有共振和振動(dòng)傳導(dǎo),影響了隔聲和隔振的效果。
3#房間的裝修結(jié)構(gòu),采取了頂棚內(nèi)和墻面上大量填充珍珠巖,使面密度增大、同時(shí)吸聲效果較好,因此,隔聲和隔振的效果也好。
由于1房間的墻壁沒有做任何其他處理,還會(huì)受到聲波的直接沖擊,產(chǎn)生固體傳聲。3#房間的頂棚也沒有減振措施等,因此,樓上噪聲還沒有達(dá)到35dB(A)以下。但是現(xiàn)場(chǎng)聽覺感到3#房間已經(jīng)幾乎聽不到唱歌聲了,居民是滿意的。
四、 結(jié)論
(1)音響設(shè)備噪聲低頻成分嚴(yán)重,穿透能力強(qiáng),歌廳,舞廳,飯店等的卡拉ok音響設(shè)備噪聲,嚴(yán)重污染環(huán)境。
(2)高強(qiáng)度、低頻率的音響設(shè)備發(fā)出的聲波,通過空氣傳聲和建筑結(jié)構(gòu)的固體傳聲與傳振污染環(huán)境,是他的一個(gè)特點(diǎn)。因此,房間的裝修結(jié)構(gòu)是解決降噪問題的關(guān)鍵。
(3)合理的裝修結(jié)構(gòu)可以使噪聲和振動(dòng)降低到環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)要求。
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