鄭 開 麗

(重慶大學(xué) 建筑城規(guī)學(xué)院, 重慶 400045)

0 引 言

住宅室內(nèi)聲環(huán)境舒適度首先取決于小區(qū)周邊室外聲環(huán)境，其二是設(shè)計師科學(xué)合理隔振減噪設(shè)計,科學(xué)設(shè)計可減少周邊環(huán)境噪聲對室內(nèi)住宅聲環(huán)境的影響；其三是外門、窗、分戶墻、樓板材質(zhì)構(gòu)造及施工質(zhì)量；其四是室內(nèi)裝修工藝和施工責(zé)任心，此過程是室內(nèi)聲環(huán)境不容忽視的重要環(huán)節(jié)之一。

實驗室隔聲測試按照文獻(xiàn)[1]要求進(jìn)行，其測試結(jié)果僅代表材料本身的隔聲性能，現(xiàn)場住宅分戶墻隔聲測試按照文獻(xiàn)[2]進(jìn)行，其結(jié)果則反映該住宅建成后圍護(hù)結(jié)構(gòu)的空氣聲綜合隔聲能力。若結(jié)果不理想，在排除側(cè)向繞射聲[3]影響和外門窗自身隔聲性能影響后，即可確定該分戶墻已出現(xiàn)隔聲問題，墻體是在建筑施工中出現(xiàn)的問題，還是家裝過程中開鑿線槽造成墻體隔聲性能受損，需現(xiàn)場測試排查，為分清責(zé)任,精準(zhǔn)治理整改提供準(zhǔn)確部位。現(xiàn)場分戶墻隔聲測試按照文獻(xiàn)[2]中測試計算，結(jié)論按照文獻(xiàn)[4]方法進(jìn)行評判。

受鄰居生活噪聲干擾而無法正常起居生活，均在裝修入住后。共同特點是周邊外環(huán)境均較安靜；分戶墻為200 mm頁巖空心磚墻體雙面抹灰。如何準(zhǔn)確找出分戶墻上隔聲薄弱部位，精確整改，是建設(shè)方和業(yè)主都關(guān)注的重點。做為研究方有必要開展實驗分析，總結(jié)出行之有效的測試手段和方法。

1 測試分析方法

1.1 聲強(qiáng)法

聲強(qiáng)法[5]是利用聲強(qiáng)儀進(jìn)行測量的傳統(tǒng)方法。通過測量透過墻體的聲強(qiáng)大小判斷墻面不同位置聲強(qiáng)強(qiáng)弱，進(jìn)而可確定薄弱部位。采用聲強(qiáng)儀——網(wǎng)格劃分方法，逐點測試墻面各點聲強(qiáng)大小，使用該方法的優(yōu)點是：不受室內(nèi)聲環(huán)境影響。墻面某點指向方向r的聲強(qiáng)是單位時間內(nèi)通過該點與方向r垂直的單位面積的平均聲能。設(shè)有2個聲壓接收器，它們的接收面相背而置，相距很小距離Δ，接收面A、B分別接受到聲壓：

pA=paej[(ωt-k(r-Δ/2)]

pB=paej[(ωt-k(r+Δ/2)]

(1)

聲強(qiáng)I可以表示為

(2)

故式(2)可近似為

(3)

這表明通過接收PA、PB，相加、減后進(jìn)行時間平均來確定聲強(qiáng)I，而實際上的聲強(qiáng)由于質(zhì)點速度和聲壓梯度之間存在積分關(guān)系，即

(4)

式中：pA，pB為A、B接收器處的瞬時聲壓；ur為瞬時質(zhì)點速度在r方向的分量；p0為基準(zhǔn)聲壓；T為周期的整數(shù)倍或長得不影響計算結(jié)果的時間。使用兩傳聲器測間隔為Δr(Δr?λ)的A、B兩處聲壓pA、pB之差與Δr之比近似代表該處的聲壓梯度，以表示質(zhì)點速度，并以pA、pB的平均值表示該處的聲壓，即距離r處的聲強(qiáng)為

(5)

聲強(qiáng)儀儀器測試透過墻體的聲強(qiáng)，測量頻率范圍因受Δr?λ的限制，存在低、高頻限制，一般約為125 Hz、10 kHz，但此限制不會影響隔墻傳聲薄弱部位判斷。

采用聲強(qiáng)儀逐點測量分戶墻上各點或可疑部位上的聲強(qiáng)值，每測點持續(xù)掃秒時間5～10 s，比較各個部位的測試結(jié)果，就可排查到墻體隔聲薄弱[6]部位。

1.2 A聲級法

(1) A聲級的定義。它是40方等想曲線計權(quán)網(wǎng)絡(luò)，和人耳的聽閾特性相同，A聲級能較好地反映人對噪聲的主觀感覺[7]，因而在噪聲測量中，A聲級被用作評價噪聲[8]的主要指標(biāo)。

隔墻出現(xiàn)隔聲問題時，在沒有聲強(qiáng)儀時可采用I型精密聲級計，通過A聲級測試能完成薄弱部位確認(rèn)。通過多次實踐應(yīng)用證實是可行的，前提是分戶墻墻體已出現(xiàn)明顯隔聲問題，且住宅室外環(huán)境較安靜。

采用聲級計測試出的聲壓級中不僅包含墻體對面透過的聲能，還有室內(nèi)墻面反射聲和側(cè)向聲場影響。故文獻(xiàn)[2]中要求：話筒距墻面大于1.0 m,目的是規(guī)避和減少墻面反射聲的影響。在排出無側(cè)向噪聲影響，外門窗無隔聲質(zhì)量問題[9]的前提下，環(huán)境安靜時分戶墻兩邊的室內(nèi)反射聲能大小在墻面各點處是相對穩(wěn)定的，受墻面空氣紊流層、表面黏滯性影響[10]以及反射聲影響，墻四周和墻中央的聲壓不會絕對均勻，但它們相對穩(wěn)定。一旦墻體出現(xiàn)隔聲質(zhì)量問題，相對平衡被打破該近距離透過的聲壓會高于其他部位，利用聲壓具指向性的特點，近距離測試可疑部位的A聲級，該A聲級值相對其他穩(wěn)定區(qū)域一定有變化。將問題隔墻劃分為網(wǎng)格點，依次測試各網(wǎng)格點上A聲級值。就會找尋到薄弱部位。一般情況下墻面開線槽開關(guān)孔處[9]、現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)與填充墻連接處是隔聲薄弱部位[9]，是排查測試中主要關(guān)注的部位。

文獻(xiàn)[2]中對話筒距墻面距離的規(guī)定，應(yīng)理解為隔墻未出現(xiàn)隔聲問題時適應(yīng)，當(dāng)隔墻已經(jīng)出現(xiàn)隔聲問題時，墻體近表層聲壓級已出現(xiàn)疏密不等狀況。測試薄弱部位前，建議在先測試背景噪聲，和聲源開啟后的A聲級比較，對分析更據(jù)科學(xué)性和可靠性。A聲級測試方法快捷方便，現(xiàn)場可得出結(jié)論。

(2) A聲級法實驗室驗證。在340 mm厚墻隔墻上(220 mm加氣+120 mm紅磚)開Φ100 mm孔，取出磚塊，重新放回，四周采用膠泥密實填堵(見圖1)，此處墻體密實程度與其他墻面發(fā)生了差異。采用無指向白噪聲為測試聲源布置在聲源室一角，受聲室測試墻面均勻劃分12個網(wǎng)格測點。受聲室一側(cè)采用Ⅰ級精密聲級計距墻面200 mm每測點上依次測量連續(xù)5 s A聲級(見圖2)連續(xù)測試3次。話筒朝向聲源入射方向，測試時人員不要對話筒有遮擋[5]，測試平均數(shù)據(jù)見表1。

圖1 隔墻墻面12測點圖

圖2 測點及測試聲源布置圖

圖3 墻面網(wǎng)點A聲級值dB(A)

由表1可知，5、8測點數(shù)據(jù)分別是42.3 dB(A)、42.4 dB(A)。在6、7測點范圍數(shù)據(jù)也較大，均是42.0 dB(A)；孔洞正上方為最大值為42.6 dB(A)。實驗室環(huán)境安靜，實驗室背景噪聲為27 dB(A)。聲源室中聲壓級數(shù)值變化不大均為87 dB(A)變化，說明測試中未受其他環(huán)境噪聲影響。

若不清楚墻體孔洞具體位置，需在5～8區(qū)域繼續(xù)劃分6個測點，依次測試其A聲級值，比對其大小，最后可確認(rèn)薄弱部位的正確位置(墻面測試結(jié)果見表1)。

采用此方法測試判斷，科學(xué)、快捷、簡單。

(3) A聲級法現(xiàn)場測試——采用可疑部位法?，F(xiàn)場測試采用白噪聲做聲源，可先在可疑位置處，如線板線槽、開孔處、2種不同墻體交界處連續(xù)測量出A聲級連續(xù)5 s的等效A聲級，再測試墻面其他位置的A聲級值，立即可比較測試結(jié)果大小?，F(xiàn)場檢測時如果內(nèi)外聲環(huán)境安靜。背景噪聲<30 dB(A),采用此方法科學(xué)快捷。

(4) A聲級法對測試話筒的要求。A聲級判斷法測試時需注意選擇話筒類別，話筒類別常用的有壓力場、自由場和擴(kuò)散場三大類。傳聲器主軸與聲傳輸方向與傳聲器類別有關(guān)(見表2)。測試時最好采用擴(kuò)散場聲級計，測試透過墻面近距離的A聲級大小。丹麥4942擴(kuò)散聲場傳聲器也被稱為無規(guī)入射傳聲器，設(shè)計用于信號同時從所有方向抵達(dá)時具有平坦響應(yīng)。

表1 各測的點值dB(A)

表2 話筒類別及技術(shù)參數(shù)

外環(huán)境若存在較大動態(tài)交通噪聲或生活噪聲，背景噪聲不理想，對精準(zhǔn)判斷會有影響。建議采用紅外熱像儀進(jìn)行測試確認(rèn)，利用其熱成像拍攝測試結(jié)果，找出分戶墻、門窗隔聲薄弱部位。

2 紅外熱像測試方法

紅外熱像儀可快捷準(zhǔn)確檢測建筑保溫隔熱性能差異。在圖4(a)與圖4(b)中(某高校辦公樓)紅外熱像照片上可看到玻璃的隔熱性能較墻體差，還可觀察到梁柱冷橋效應(yīng)。此測試功能已廣泛應(yīng)用在建筑節(jié)能檢測領(lǐng)域。但在聲學(xué)薄弱部位測試中應(yīng)用不多。對分戶墻墻體隔熱和隔聲有相同原理，隔熱性能良好的墻體密閉性能也良好，沒有漏聲現(xiàn)象，隔聲性能原理也遵循質(zhì)量和密閉原則。根據(jù)紅外熱像圖判斷其住宅分戶墻或門窗隔聲薄弱部位是完全可性的,因住宅分戶墻,隔墻大都在室內(nèi)，均采用200厚墻體加雙面抹灰，未做保溫層,裝修環(huán)節(jié)最多加墻紙?zhí)幚泶胧?，墻體結(jié)構(gòu)單一，不會有歧異。

(a) 某教學(xué)樓照片

(b) 某教學(xué)樓紅外熱成像照片

紅外熱成像圖。應(yīng)用領(lǐng)域廣闊，適用于建筑房屋故障診斷等，它可清晰地觀測到墻面和門窗表面溫度分布情況，從而找出墻面縫隙或密閉不嚴(yán)以及滲水現(xiàn)象，還可幫助人們解決分戶墻隔聲問題，具有普遍的實用意義。

(1) 墻面為同一溫度場時，紅外溫度分布情況。不同材質(zhì)因其輻射系數(shù)[11]不同在同一溫度場時表面溫度分布會不同。圖5是暗埋墻下的線管道及線盒照片;圖6為其紅外成圖像。因材質(zhì)和空氣吸熱的緣故暗埋墻下的管道線板的溫度要高于墻體表面的溫度(圖6中高溫點是線路接觸不良所致)。圖7所示為墻面明裝插座的紅外圖，在同一溫度場時有空氣的線盒溫度要高于墻面2.0℃ 左右。

圖5 插座與墻上線板照片圖6 插座與墻上預(yù)埋線槽

圖7 墻面明裝插座的紅外成像圖

(2) 墻面所處不同溫度場時，紅外溫度分布情況。現(xiàn)場測試時采用墻面不同溫度場進(jìn)行。圖8是2010年重慶舊城改造——渝中區(qū)人民路某住宅臨街三樓住戶臥室外窗的紅外熱像圖，室內(nèi)開空調(diào)溫度為27 ℃，室外是重慶8月14日上午10:10的空氣平均溫度38 ℃以上。從圖8中可判斷窗扇的上部、側(cè)面密閉不嚴(yán)，縫隙幾乎接近室外空氣溫度，與墻面相差3～4 ℃，玻璃表面與縫隙的溫度也有1～3 ℃，鋁合金滑窗是上世紀(jì)80年代初安裝，窗扇縫隙平均有2～3 mm，現(xiàn)場晝間室內(nèi)噪聲平均為43.2 dB(A)。紅外熱像圖證明了外窗戶關(guān)閉不嚴(yán)是道路兩旁住宅室內(nèi)噪聲超標(biāo)[12]的主要影響因素。圖9所示為一金屬鋁合金外門，人眼無法判斷門框密封情況，通過拍攝的紅外圖卻可以清晰看到門框密閉不嚴(yán)。此處也是隔聲薄弱部位，值得施工重視的漏聲部位。

圖8 單?；啊募炯t外熱成像圖圖9 門———紅外熱成像圖

圖10所示為在玻璃窗二側(cè)空氣溫度相差40 ℃時拍攝的紅外熱像圖，顯示其窗邊框材質(zhì)保溫性能[12]良好，溫度在18 ℃范圍，而玻璃與窗框密封膠條處的范圍溫度僅9 ℃范圍。據(jù)此可以知道窗框與玻璃密封處是隔熱、隔聲之薄弱部位。重點完善此處構(gòu)造，外窗的保溫、隔聲性能將有所提高。

圖10 窗內(nèi)外溫差40 ℃時薄弱部位紅外熱像圖

圖11、12紅外熱像圖拍攝時間為2010年7月19日在重慶某小區(qū)住宅分戶墻上的插線板圖和其紅外熱成像圖。一戶受另一戶噪聲干擾夜間不能安睡，在有干擾的一戶室內(nèi)空調(diào)溫度設(shè)置為25 ℃，受干擾的另一戶室內(nèi)為常溫32 ℃左右，2～3 h后拍攝墻面表面溫度，插線板范圍內(nèi)溫度為27 ℃明顯低于墻面溫度3～4 ℃，此處有漏冷現(xiàn)象，隔聲性能當(dāng)然也不完整。經(jīng)現(xiàn)場測試床頭兩邊插線板處A聲級高于墻面其他位置的A聲級值達(dá)3.5 dB(A)，判斷二插線板處為隔聲薄弱位置。該分戶墻主體結(jié)構(gòu)為200 mm厚頁巖空心磚，雙面抹灰，插線板開槽后，頁巖空心墻體主體隔聲性能受到損壞，外表完好但墻體隔聲性能損失[13]，該位置正好在主臥床頭處，距人耳直線距離僅200～250 mm內(nèi)。使用紅外熱成像儀現(xiàn)場測試，測試圖像清晰，一目了然。采用紅外熱成像儀判斷必須觀察墻體有無受潮[12]，否則會影響判斷結(jié)果，現(xiàn)場采用手持式含水率測量結(jié)果更準(zhǔn)確。工程中出現(xiàn)隔聲問題的分戶墻，均是在裝修入住后，分戶墻墻體受潮現(xiàn)象不多見，如果有潮濕也完全可以從圖形上區(qū)分出水漬痕跡，分析時間稍長點。

圖11 分戶墻上插線板處紅外照片圖圖12 分戶墻上插線板處照片

3 結(jié) 語

分戶墻和外門窗隔聲薄弱部分確認(rèn)可采取3種方法，實驗室有聲強(qiáng)儀設(shè)備最簡單，入住后住戶發(fā)現(xiàn)分戶墻隔聲問題[14]時，缺少聲強(qiáng)儀而現(xiàn)場聲環(huán)境條件安靜下，可采用I級精密聲級計，用A聲級法進(jìn)行薄弱部位尋查測試，方便快捷。若現(xiàn)場背景噪聲不理想，可采用紅外熱成像法，此影像結(jié)果真實直觀，建議同時采用A聲級和紅外熱熱像儀測試更具說服力。A聲級法和紅外熱像法經(jīng)多個實際工程應(yīng)用科學(xué)可行。

無交通噪聲和設(shè)備振動噪聲時，分戶墻上開線槽、孔施工問題及外門窗密閉不嚴(yán)是影響室內(nèi)聲環(huán)境舒適的主要因素，建議采用耐切割材質(zhì)做分戶墻墻體[15]，重視外門窗施工安裝密封問題，裝修施工中對分戶墻上開鑿線槽應(yīng)引起各方足夠重視，從根本上保障室內(nèi)聲環(huán)境舒適。