摘要：本文簡要介紹了隔聲的相關(guān)概念及實(shí)驗(yàn)原理，通過對幾種不同配置的典型建筑外窗進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的隔聲性能對比測試，得出計權(quán)隔聲量及頻譜修正量的數(shù)據(jù)結(jié)果，并依次分析了玻璃配置、開啟方式、密封方式、型材類型以及其他可能影響建筑外窗隔聲性能的因素。 最后針對實(shí)際工程設(shè)計中需注意的問題，對建筑外窗的選擇提出建議。

　　關(guān)鍵詞：建筑外窗;隔聲性能;計權(quán)隔聲量;影響因素

　　0 引言

　　改革開放以來，中國的現(xiàn)代化進(jìn)程處于高速發(fā)展階段，不計其數(shù)的高樓大廈拔地而起，汽車保有量也快速遞增。城市里的人們，日益為路面交通、工地施工等各種噪聲等所困擾。隨著生活品質(zhì)的逐步提高，人們已經(jīng)不簡單滿足于有一個工作生活的場所，而更希望能有一個安靜、舒適的辦公和生活環(huán)境。經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們的需求需要找到一個平衡的切入點(diǎn)。雖然噪聲的產(chǎn)生是不可避免的，但是可以研究如何最大程度地降低進(jìn)入室內(nèi)的噪聲。現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn) GB 50118-2010《民用建筑隔聲設(shè)計規(guī)范》[1]對住宅、學(xué)校、醫(yī)院、旅館、辦公、商業(yè)建筑等均規(guī)定了室內(nèi)允許噪聲級，以及相關(guān)的隔聲減噪措施。

　　眾所周知，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(yuǎn)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(fēng)換氣，外窗長時間處于開啟狀態(tài)，也會導(dǎo)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。

　　1 外窗隔聲性能測試及測試環(huán)境

　　當(dāng)前市面上的建筑外窗，根據(jù)開啟方式的不同，主要分為固定窗、平開窗、推拉窗 3 種，這次測試也選用這 3 種，為了便于對比和評測，實(shí)驗(yàn)選用的檢測樣窗均為 1 500 mm×1 500 mm 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的外窗，具體玻璃和型材配置類型詳見表 1。實(shí)驗(yàn)在標(biāo)準(zhǔn)聲學(xué)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行，聲源室和接收室的容積符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。首先，需要在聲源室和接收室之間的測試洞口內(nèi)砌筑具備很高隔聲能力的填隙墻，砌筑時，需預(yù)留好適合窗尺寸大小的試件洞口。其次，將窗安裝在試件洞口上，位置距兩側(cè)洞口的進(jìn)深比值在 2∶1 左右，試件洞口和窗的四周邊界留出 20~30 mm 左右的縫隙。固定好窗戶之后，縫隙四周用巖棉等吸聲材料填充好，最后再打上聚氨酯發(fā)泡劑密封，這樣就能減小聲源通過縫隙進(jìn)入產(chǎn)生的誤差。為了確保實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的精確性，在實(shí)驗(yàn)之前，需要分別對聲源室和接收室的傳聲器靈敏度進(jìn)行校準(zhǔn)。

　　2 實(shí)驗(yàn)原理和頻譜修正量

　　實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)為《建筑門窗空氣聲隔聲性能分級及檢測方法》[2](GB/T 8485-2008)，以 1/3 倍頻程進(jìn)行測試，頻率范圍為 100~3 150 Hz，計算公式為：隔聲量 R=L1-L2+10 lg S A ;A=0.16 V/T L1——聲源室內(nèi)的平均聲壓級， L2——接收室內(nèi)的平均聲壓級。 L1、L2 的數(shù)值根據(jù)下列公式計算得到： L10lg 1 n n i = 1 Σ100.1Li S——試件洞口面積， A——接收室內(nèi)吸聲量，T——接收室混響時間， V——接收室容積。

　　3 影響隔聲性能的因素實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)果分析

　　外窗是一個由型材、玻璃、密封材料、五金配件組成的復(fù)雜結(jié)構(gòu)的整體系統(tǒng)，可能影響其隔聲性能的因素有玻璃類型、開啟方式、密封方式，以及型材類型等。隔聲性能的優(yōu)劣是由多種因素疊加影響的，并且每個廠家的裝配工藝也一定程度影響其整體隔聲性能的好壞。因此，我們對 9 種不同玻璃和型材的樣品采用了實(shí)驗(yàn)的方法并通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的對比來研究影響外窗隔聲性能的因素，相對于一些理論計算來說，更有可靠性和實(shí)際意義。9 種外窗隔聲性能詳見表 1。

　　3.1 玻璃配置(單玻和中空玻璃)的對比試驗(yàn)及分析編號 1 和 2 的兩窗，均為同一廠家 A 安裝的鋁合金推拉窗，鋁型材和玻璃的裝配工藝一致，區(qū)別在于玻璃配置分別為 5 mm 單玻和 5 Low-E+ 12A+5 中空玻璃。從表 1 可以看出，采用中空玻璃的樣窗，計權(quán)隔聲量(30 dB)遠(yuǎn)大于采用單玻的樣窗(23 dB)。因此在相同的裝配工藝下，中空玻璃的隔聲性能要好于單層玻璃。編號 6 和 7 的兩窗，均為同一廠家 D 安裝的鋁合金平開窗，在同一裝配工藝水平下，分別采用了單玻和中空玻璃的配置。從表 1 看出，中空玻璃樣窗的計權(quán)隔聲量(35 dB)也好于單玻(33 dB)，但是二者差值(2 dB)小于推拉窗的差值(7 dB)。綜上可以得出結(jié)論，無論是推拉窗還是平開窗，配置中空玻璃比配置單層玻璃的隔聲性能要好。中空玻璃平開窗與單玻平開窗隔聲量的差值較小，而中空玻璃推拉窗與單玻推拉窗隔聲量的差值較大。

　　3.2 開啟方式(推拉和平開)的對比試驗(yàn)及分析編號 1 和 6 的兩窗，玻璃配置均為 5 mm 單玻，且窗框比一致，兩樘窗的玻璃面積占整窗面積比相同，只是開啟方式分別為推拉窗和平開窗。從表 1 來看，平開窗的計權(quán)隔聲量(33 dB)要遠(yuǎn)大于推拉窗(23 dB)，差值 10 dB。編號 2 和 7 的兩窗，玻璃配置均為 5 Low-E+ 12A+5 中空玻璃，玻璃占整窗比也一致，此時平開窗的計權(quán)隔聲量(35 dB)仍大于推拉窗(30 dB)，差值 5 dB。綜上可得出結(jié)論，在玻璃配置相同，且玻璃占整窗比相同的條件下，平開窗的隔聲性能要好于推拉窗。推拉窗的兩個窗扇和窗框之間的縫隙和凹槽過大，且使用毛條密封性能較差，導(dǎo)致聲源容易通過開啟縫傳播，使推拉窗隔聲性能下降。而平開窗框扇裝配工藝較好，在開啟縫四周采用密封膠條密封，膠條不容易產(chǎn)生移位，因此平開窗的密閉效果和隔聲性能要整體好于推拉窗。

　　3.3 密封方式、不等厚玻璃 (系統(tǒng)門窗的特殊配置)的分析編號 4 和 5 的兩窗，是廠家 C 提供的推拉窗和平開窗，均為系統(tǒng)門窗。所謂系統(tǒng)門窗，是指組成一樘完整門窗各個子系統(tǒng)的所有材料(包括型材、玻璃、五金配件、密封材料)，均經(jīng)過嚴(yán)格的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)整合和多次實(shí)踐，利用專用設(shè)備按照特殊工藝加工和組裝而成的門窗。比起普通門窗，它的要求更嚴(yán)格，工藝更細(xì)致，性能更好。普通推拉窗由于窗扇和窗框搭接問題，隔聲性能都不會太好，但推拉窗系統(tǒng)門窗的特殊配置，充分考慮到了這個因素并加以改進(jìn)。從該廠家樣窗來看，推拉窗為單扇推拉加單扇固定的形式，推拉部分采用加厚毛條，固定部分在窗玻璃鑲嵌縫以及窗框窗扇接縫處，采用耐久性好的密封膠和厚實(shí)的密封膠條進(jìn)行密封，提高了窗的密封性。平開窗為單扇平開形式，在開啟部分的四周，采用了同樣厚實(shí)的密封材料和密封方式，使得整體的密封性能達(dá)到一個很好的程度。由于噪聲源是通過空氣振動來傳播的，所以具有良好氣密性能的門窗，可以最大限度的阻斷通過開啟縫隙傳入到室內(nèi)的噪聲源，同時降低了聲源的振動，一定程度上降低了室內(nèi)的噪聲。

　　3.4 型材類型(鋁合金窗和鋁木復(fù)合窗)的對比試驗(yàn)及分析編號 8 和 9 的兩窗，玻璃配置同樣為 6LowE+12A+6，均采用隔熱型材。從表 1 看出，鋁木復(fù)合平開窗的計權(quán)隔聲量(36 dB)要好于鋁合金平開窗(34 dB)。鋁木復(fù)合窗是在鋁合金外框型材的表面通過斷橋隔熱結(jié)構(gòu)集成木質(zhì)材料形成的復(fù)合窗，相對于鋁合金窗，它的面密度更大，結(jié)構(gòu)性能更穩(wěn)定，有更多的空腔結(jié)構(gòu)可以吸收聲源能量，并且聲源在木質(zhì)材料中的傳播性能要低于在鋁合金材料中的傳播性能，所以鋁木復(fù)合窗的木質(zhì)結(jié)構(gòu)抵消了一部分的聲源傳播。因此，鋁木復(fù)合窗的隔聲性能要優(yōu)于鋁合金窗。

　　4 結(jié)語

　　無論是公共建筑還是居住建筑，都對室內(nèi)隔聲量有一定的標(biāo)準(zhǔn)要求。從理論數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來看，外窗隔聲性能是調(diào)整噪聲源進(jìn)入室內(nèi)的重要因素，因此，在圖紙設(shè)計階段，相關(guān)設(shè)計人員就應(yīng)當(dāng)充分考慮到周圍環(huán)境和結(jié)構(gòu)布局來對外窗進(jìn)行選型，以避免后續(xù)使用過程中發(fā)現(xiàn)缺陷或者不如預(yù)期設(shè)計，從而產(chǎn)生返工或者資金重新投入等不必要的矛盾。

　　綜上實(shí)驗(yàn)和綜合分析，我們對建筑物的外窗及其隔聲性能可以得出以下結(jié)論： 1)平開窗的隔聲性能普遍優(yōu)于推拉窗，在計入交通噪聲頻譜修正量之后仍能大于 30 dB，這就滿足了絕大多數(shù)靠近交通干線和繁華商圈臨街建筑的選型要求。 2)中空玻璃的鋁合金窗隔音性能普遍要好于單層玻璃鋁合金窗，工程應(yīng)用中可首先選用中空玻璃窗。 3)位于高噪聲區(qū)域或低噪聲區(qū)域的建筑，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況來選擇合適的建筑外窗。 4)無論是推拉窗還是平開窗，如果能做好密封處理，五金配件和型材的連接處的縫隙做好防漏音處理，隔音效果都能得到顯著提高。

　　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。一些廠家沒有拘泥于現(xiàn)有技術(shù)，敢于創(chuàng)新，研發(fā)出了隔聲性能比較好的產(chǎn)品，但由于研發(fā)成本和材料成本較高，這些新產(chǎn)品可能無法大規(guī)模在市場推廣，但是研發(fā)氣密性更好、材料更堅固、造價更節(jié)省的外窗產(chǎn)品始終是門窗行業(yè)永恒的主題。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]GB 50118-2010，民用建筑隔聲設(shè)計規(guī)范[S].

　　[2]GB/T 8485-2008，建筑門窗空氣聲隔聲性能分級及檢測方法[S].

　　[3]GB 50121-2005，建筑隔聲評價標(biāo)準(zhǔn)[S].

　　《建筑外窗隔聲性能影響因素綜合探究》來源：《建 筑 技 術(shù)》，作者：林 磊。