２０１１年４月 噪声与振动控制 第２期 文章编号：１００６—１３５５（２０１１）０２—００６８－０７ 实用隔声通风窗在世博最佳实践区中的应用 吴剑春 ， 张明发 ， 杨荣平 ， 朱子根 （１．上海市建筑科学研究院（集团）有限公司，上海２０００３２； ２．上海申华声学装备有限公司，上海２００１２５） 摘要：对国内市场上通风隔声外窗的性能和适用性作分析，以上海世博会城市最佳实践区“上海案例馆”为例，介 绍典型通风隔声外窗在工程中的应用，并通过现场实测的方式进行性能验收，结果表明其确实能提供良好的隔声和通 风效果。 关键词：声学；外窗降噪；隔声通风窗；隔声量；通风 中图分类号：ＴＢ５ 文献标识码：Ａ ＤＯＩ编码：１０ ３９６９／ｊ ｉｓｓｎ １００６．１３５５．２０１１．０２．０１７ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｏｕｎｄ－Ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ Ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ Ｗｉｎｄｏｗ ｉｎ Ｅｘｐｏ ２０ １ ０ ＷＵ ａｎ—ｃｈｕｎ １，ＺＨＡＮＧ Ｍｉｎｇ－ｆａ ２ ＹＡＮＧ Ｒｏｎｇ－ｐｉｎｇ２，ＺＨＵ Ｚｉ－ｇｅｎｌ （１．Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０００３２，Ｃｈｉｎａ ２．Ｓｈａｎｇｈａｉ ＳｈｅｎｈｕａＡｃｏｕｓｔｉｃ￣Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｃｏ．Ｌｔｄ．，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２００２１５，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ａｃｏｕｓｔｉｃ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ａｎｄ ｐｒａｃｔｉｃａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｓｏｕｎｄ—ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ ｗｉｎｄｏｗ ａｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ．Ａ ｃａｓｅ ｓｔｕｄｙ ｏｆ ａ ｔｙｐｉｃａｌ ｓｏｕｎｄ・ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ ｗｉｎｄｏｗ ｉｎ Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｅｘｐｏ ２０ １ ０ ｉｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ Ａｎｄ ｉｔｓ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｉｓ ｐｒｏｖｅｄ ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ ｂｙ ｔｈｅ ｗｏｒｋｓｉｔｅ ｔｅｓｔｉｎｇ Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ａｃｏｕｓｔｉｃｓ；ｎｏｉｓｅ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｂｙ ｅｘｔｅｒｎａｌ ｗｉｎｄｏｗ ｓｏｕｎｄ－ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ ｗｉｎｄｏｗ ａｃｏｕｓｔｉｃ ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ； ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ 为了避免外界噪声对建筑室内的侵袭，建筑外 立面的隔声性能是需要首要考虑的问题，选择安装 隔声性能较好的外窗构件是解决这一问题的基本方 法之一。但是一般的隔声窗在加强密封性并以此提 高隔声量的同时往往忽略了室内外的通风问题，目 前不论是公共建筑还是民用住宅都不可避免的存在 被设计成为固定式的双玻窗，以较好的密封和双层 玻璃来提高隔声量，并为一些高噪声工业企业作业 场所作为观察窗而广泛应用。 而对于民用，窗体作为室内外主要的空气流通 途径必须承担通风这一重要功能，无法开启的窗体 显然并不适用，因而近年来该类技术产品开发的重 点更倾向于住宅和办公类的人居环境用窗，并已取 得了相当程度的发展。 这一矛盾。为了在保证通风的情况下切实有效的抵 御室外噪声，集通风与隔声两项性能于一体化的新 型外窗构件正是在此环境要求下应运而生。 １．２性能与适用性 １通风隔声窗的发展与现状 １．１发展背景 为解决外隔声性能较差这一问题，专业技术人 员一直致力于开发高性能的隔声窗，这些窗体最先 收稿日期：２０１０．４．２０：修改日期：２０１０．０７．１５ 不考虑通风性能，在完全封闭状态下民用的中 空玻璃隔声窗所能提供的隔声量一般可保持在３０～ ３５ ｄＢ，各种窗体隔声性能的差异很大程度上是因为 开关处缝隙等制造工艺造成的。 对于通风隔声一体化外窗，其产品设计及加工 的核心原理为：在不影响窗体采光的前提下，制造一 基金项目：本文受以下各科研项目资助（编号２００６ＢＡＪ０２Ａ０４ ２００９ＢＡＫ４３Ｂ２９；２００９ＢＡＫ４３Ｂ０６） 个尽可能融于窗体本身的消声风道来完成室内外空 气流通，同时以在风道中的设置合理的消声装置或 吸声材料来消除随着空气而带来的声能辐射。 目前高性能的隔声通风窗在标准实验室环境下 作者简介：吴剑春，男，浙江杭州人，目前从事建筑声学和噪 声控制的咨询研究。 Ｅ．ｍａｉｌ：ｄｕｉｏｕｋｏｎｇｊｉａｎ ｈｏｔｍａｉｌ ｔｏｍ 测得的计权隔声量可达到２８ ｄＢ。在隔声效果得到 实用隔声通风窗在世博最佳实践区中的应用 ６９ 室外 间 ＿＿… 漓声 ～～ Ａ－ Ａ－ －￣ 室内空问 １设计原理 Ｆｉｇ １ Ｄｅｓｉｇｎ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ 保障的前提下，其结构设计对窗体其他性能的影响 成为影响隔声通风窗工程适用性的主要因素，如双 层结构可以提供较好的绝热效果却在加大窗体厚度 后影响采光；机械风机在有效提高通风量后却可能 对室内声环境产生不利影响；风道内的吸声材料具 有良好的降噪效果却也产生着较大的空气流阻等 等，这些矛盾体基本可归结为保温——隔声——通 风一～采光四项性能参数之间的关系。 １－３适用范围和应用前景 ２ 工程应用 “沪上・生态・家”工程位于上海市博园Ｅ片区城 市最佳实践区，为代表上海市参展的城市案例馆，其 内展示了各类未来类家居空问的创意设计，以“生态 建造，乐活人生”为主题推行２０３０年人居家庭环境 的理念。 在建筑设计之初，因其西侧毗邻中山南一路高 架道路，通过现场状况的软件模拟发现昼夜噪声污 染情况不可忽视，同时考虑到不管是对于展馆类建 筑还是人居类建筑，都因在建筑外立而设计适当的 通风，决定引入隔声通风一体化外窗技术。 路 ＿ ０＿ ～ … 待定 、 、警— ＝＝： 、伦敦馆 马德里 。口口。 至 沪上生态家至三： ２］ 位置 Ｆｉｇ ２ Ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃａｌ ｐｏｓｉｔｉｏｎ ２．１先期噪声环境污染情况评估 利用专业噪声预测软件Ｃａｄｎａ／Ａ对拟建建筑周 围的环境噪声影响和外立面噪声影响进行昼问模拟 分析，１．５ ｒｆｌ处高水平面环境噪声分布和建筑外立面 噪声侵袭影响模拟结果可分别见图３和图４。 图３水平分布 Ｆｉｇ ３ Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ４外 而分布 Ｆｉｇ ４ Ｖｅｒｔｉｃａｌ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ 结果表明，拟建的上海案例馆西北角为噪声污 染最严重位置，建筑周围区域水平面噪声分布维持 在６０－６５ ｄＢ（Ａ）；建筑外立面中西立面受影响最大，３ 楼和４楼位置噪声最高可达７１ ｄＢ（Ａ）。为保障案例 馆建成后可满足我国绿色建筑标准《绿色建筑评价 标准》ＧＢ５０３７８—２００５，外窗的隔声性能应予以严格 要求。 ２．２隔声通风一体化外窗的应用 工程选定的新型隔声通风窗是目前民用建筑中 应用较为广泛的窗体类型，结构可见图５。 图５商体结构 Ｆｉｇ ５ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｗｉｎｄｏｗ ２０１１年４月 噪声与振动控制 第２期 测试研究窗体由上部的双层窗部分和下层的单 层窗部分组成，上部双层部分形成一个可透光的风 道联结室内外空气并内设吸声材料进行专业消声， 上部窗右侧底部设有通风孔。隔声通风状态下，上 部的左侧的外开扇开启，上部内开扇和下部窗扇全 ………一～目 ．／◆— 、 ● 封用 忿 户亘 ｒ — ．．＾Ｙ 部关闭，开启的外开扇——消声通道——通风孔形 成风道，在季风季节中，依靠室外风压可形成自然通 风，也可在上部窗左右两部分之间添加机械风机引 流。 ｆ一 —Ｊ 厂 一 ／＼／ ／ 一 通风状态下隔声量 ２５０ ５００ １ ０００ ２ ０００，／｝ｉｚ １２５ 工程示范的应用位置为建筑的整个西立面，示 图７隔声频率特性 范面积共计约３０ ｍ 。 ２－３工程效果验收 工程效果的验收测试于２０１０年４月２３日，即世 博园区试运行的第三天进行，总体分隔声性能、通风 性能和采光影响３个部分。为方便隔声测试中扬声 器声源的安放，测试位置设于１楼西立面。 隔声性能的验收测试以国家标准ＧＢ／瑕国 加 如 加 ∞ ］ｒｌ９８８９．５ 《声学建筑和建筑构件隔声测量第５部分：外墙构件 和外墙空气声的隔声现场测量》为依据用扬声器声 源法进行，测试系统布置如图６所示。 窗体 通风口 扬声器 声源 图６隔声测试不意图 Ｆｉｇ．６ Ｓｏｕｎｄ ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ 分别在完全封闭和机械通风状态下对窗体隔声 量进行测定，结果表明完全封闭时空气声计权隔声 量为３７ ｄＢ，对交通噪声修正为．３ ｄＢ；通风时空气声 计权隔声量为２７ ｄＢ，交通噪声修正为．３ ｄＢ；频率特 性曲线见图７。 测试结果表明，通风状态下临近外窗表面３ｍ／ｓ 的平均自然风速状态下该外窗可提供３２ ｍ ／ｈ的室 外新风，换而言之，对应６０ ｍ 的居室空问，即可提供 ０．５次每小时的换气次数。 在不考虑建筑内部自身噪音影响的状况下，封 闭状态３４ ｄＢ的隔声量在昼间完全可以保证室内噪 声级不大于绿色建筑４５ ｄＢ（Ａ）以下的噪声要求。 通风性能的验收采用示踪气体的方法进行，以 ＳＦ 标准气体作为示踪气体，通过一段时间内房间内 该气体浓度变化来计算风量。 ＊： 图８通风测试原理 Ｆｉｇ．８ Ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ 采光影响测试以国家标准ＧＢ／１ｒ５６９９《采光测量 方法》为依据，为避免直射阳光、遮阳幕墙结构和周 边建筑遮挡对测试的影响，测试选在１５：００的２楼室 外全云天状态的下进行，该位置展示的是青少年卧 室空间且为单侧采光的建筑形式，依照国标 ＧＢ５００３３《建筑采光设计标准》对卧室的要求，其天 然光采光系数应不小于０．５％。测试方法依据标准 （对应图９），同时在室内距侧窗对面内墙面ｌ ｍ处实 际０．７５ ｍ工作面高度测试室内照度和室外无遮挡位 置测试云层漫射天然光照度，以其线性比值计算室 内天然光采光系数。 测试结果表明，案例馆应用的隔声通风一体化 外窗在３楼西立面的示范点天然光采光系数在进深 ５ ｍ位置仍可达到０．６％。 （下转第７９页） 机场附近的噪卢环境和住宅的隔卢改造 ｌ ０Ｏ １００ ９Ｏ ９Ｏ ’ ≯ ＼ 、 ，一一 － ， ◆ Ｉ －４－ ◆ ＿．＿ Ｉ Ｉ ８Ｏ ｆ 、 ８０ ７０ 、～ Ｉ ＝＝＝ ★ ．， Ｊ ／ ＼ Ｌ ＼ ∞７０ ● ｔ 一 一 一 一－ｒ 一一ｒ ◆ ◆ ▲ ＇－ｌ ◆ ∞ ｝— ＿一＿一 １ ＿＿ 、 ｋ Ｊ 、 ｏ ▲ ＿．＿Ｔ Ｔ ● ｔ 一 《 ｔ 一＿Ｊ 、 ＼． 幽５Ｏ 幔４Ｏ ▲ 忸 ／ ，｜ 、 ＼ 、 、 －．－一 ＼ ｒ ３０ 、 ２Ｏ ｌＯ Ｊ＼ ‘ ｐ ２Ｏ 。＼ Ｏ １０ ０ ０ ０ ０ 墨量 量 量 星 寸．ｎ 。。５ ｇ 昌 ８ ｇ ５ Ｏ …Ｎ Ｈ １ ３ ５ ７ ９ ｌ１ １３ ｌ５ ｌ７ １９ 频率／Ｈｚ 时间／ｓ —●一室外噪声级 ＋隔声前室内开窗噪声级 ＋室外Ａ计权声级 ＋室内关窗Ａ计权声级 —．＿－隔声前室内关窗噪声级 ＋隔芦后室内开窗噪声级 ＋室外昼夜等效噪声级 ＋室内关窗昼夜等效噪声级 一隔声后室关关窗噪声级 图２隔声治理前住宅室内外噪声的时域图 图ｌ飞机起飞经过１３ Ｓ时隔声前后室内外噪声的频谱图 Ｆｉｇ．２ Ｉｎｄｏｏｒ ａｎｄ ｏｕｔｄｏｏｒ ｔｉｍｅ—ｓｏｕｎｄ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｌｅｖｅｌ ｆｉｇｕｒｅ Ｆｉｇ １ Ｔｈｒｏｕｇｈ １ ３ ｓｅｃｏｎｄｓ ａｉｒｃｒａｆｔ ｔａｋｅ ｏｆｆ，ｔｈｅ ｉｎｄｏｏｒ ａｎｄ ｂｅｆｏｒｅ ｄｗｅｌｌｉｎｇ ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ ｔｈｅ ｒｅｓｉｄｅｎｔｉａｌ ｏｕｔｄｏｏｒ ａｃｏｕｓｔｉｃ ｎｏｉｓｅ ｓｐｅｃｔｒｕｍ ｂｅｆｏｒｅ ａｎｄ ａｆｔｅｒ ｄｗｅｌｌｉｎｇ ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ 参考文献： ［４】吴硕贤，等．建筑声学设计原理［Ｍ】北京：中国建筑工业 【１】ＧＢ９６６０—１９８８机场周围飞机噪声环境标准【ｓ】． 出版社，２０００：７６．８２． 【２］沈壕噪声对人的影响（Ｉｖ）一地区噪声的反应和它的 【５】钟祥璋．建筑吸声材料与隔声材料【Ｍ］．北京：化学工业 评价【Ｊ］噪声与振动控制，１９８０，１：４３—４５． 出版社，２００４：４７８．４８５ 【３】洪宗辉环境噪声控制工程【Ｍ】．北京：高等教育出版社， ［６】康玉成．建筑隔声设计一空气声隔声技术［Ｍ】．北京：中国 ２００２】４６．】５４ 建筑工业出版社，２００４：８３．１００． ●ｃ● ● （◆ ◆｛ｆ●（ｔ● ｃ● ● （◆ｆ ●“● ｔ● ● ｆ◆ ● （●＿ｆ● ｆ● ● ● ｛● ● ｃ●ｃ ● ● ‘●（ｃ● ● ｃ● （●ｃ ●， ● ●¨●ｌｆ●，ｔ● ｒ●ｒ ●， ●ｃ ● ● （● （●“● （●¨●ｃ （上接第７０页） 过现场调研和模拟预测后在噪声污染严重部位确定 工程应用点，在世博试运行期间进行工程效果验收 测试后证明，本次示范所用的隔声通风一体化外窗 具有较好的现场隔声效果并可确实的为室内提供适 量的室外通风，同时窗体的设计并未影响到建筑必 须的自然采光。 率外 液 测点 参考文献： 【１］康玉成．建筑隔声技术一空气声隔声技术［ＭＩ．北京：中 图９采光测试示意图 国建筑工业出版社，２００４． Ｆｉｇ ９ Ｄａｙ ｌｉｇｈｔｉｎｇ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ 【２】ＧＢ／Ｔ １９８８９．５．２００５，声学建筑和建筑构件隔声测量第５ ３ 结语 部分：外墙构件和外墙空气声的隔声现场测量［Ｓ１． 【３］ＧＢ／Ｔ ５６９９—２００８，采光测量方法ＩＳ］． 近年来隔声通风一体化外窗技术得到了一定的 ［４】潘敦银．隔声窗设计中的几种不利频率明．噪声与振动 发展，且其设计已能兼顾考虑诸多不利因素之间的 控制，１９８９，５：２９．３４． 影响关系，本次在２０１０上海世博会城市最佳实践区 【５］吴忆峰张宪民单层隔声窗传声损失的分析ｆＪ］．振动与 冲击，２００５，０６：１０２．１０５． 上海案例馆中的示范应用较为成功，在设计之初通 【６】谢浩室内噪声控制中隔声窗的设计要点【Ｊ］工业建 筑，２００１，０５：２０．２１．
