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高档酒店建筑声学设计参考

1、引言

随着商务和旅游业的蓬勃发展,全国各地酒店项目掀起了新一轮建设热潮。同时由于国外酒店管理公司的介入,酒店建筑的声学设计也受到空前的重视,对于四星级以上酒店的建设应有声学顾问参与,酒店建筑须经过专业的声学设计也已成共识。

酒店建筑不仅对声学环境要求较高,而且功能多而复杂,声学设计工作量大、内容繁琐。一般来说,酒店建筑的声学设计主要包括隔声设计、机电设备隔振设计和主要功能空间的音质设计三方面内容。本文分别从这三个方面对酒店建筑的声学设计进行探讨,并对声学设计中应当注意的问题进行重点介绍。

2、隔声设计

2.1隔声标准确定

中国GB50118—2010《民用建筑隔声设计规范》对酒店建筑的隔声要求做了相关规定。但该规范只对客房部分的隔声规定比较详细,对于其他功能房间则大多没有提出明确的隔声要求。很多国外酒店管理公司有自己的隔声标准,但也是重点强调客房部分的隔声要求,并且这些内部隔声标准对隔声量的要求通常是与中国规范不一致的,一般来说中国标准相对宽松些。除此之外像餐厅、会议室、机房等很多空间的隔声并没有明确的规范和标准可以参考。因此确定酒店隔声设计的依据标准,是声学设计首先应该明确的内容。

隔声标准主要包括室内允许背景噪声和墙体、楼板隔声量限值两部分,二者是统一的,室内允许背景噪声低则隔声量就要高。酒店隔声设计标准应综合考虑《民用建筑隔声设计规范》和酒店管理公司的隔声要求,并与建设方协商,依据酒店的建设定位与使用要求合理确定。对于室内允许背景噪声的描述,中国隔声规范与国外酒店管理公司的隔声标准在表达方式上通常是不同的,二者进行比较时需要注意转换。依据中国《民用建筑隔声设计规范》,室内允许最大背景噪声级用等效连续A声级描述,很多酒店管理公司的室内允许最大背景噪声级则使用NR曲线或NC曲线表达。等效连续A声级是用能量时间平均方法计算得到的一个单值噪声评价量;NR曲线则是国际ISO标准中使用的噪声评价参数,规定了31.5Hz~8kHz九个倍频程的噪声声压级限值,以1kHz的噪声限值为参考值;NC曲线是美国标准中使用的噪声评价参数,规定了63Hz~8kHz八个倍频程的噪声声压级限值,以1.7kHz的噪声限值为参考值。根据经验,背景噪声限值相同的情况下,等效连续A声级约比NR曲线数高5dB,NR曲线数约比NC曲线数高1~2dB。

在酒店建筑的隔声设计中,隔声标准是隔声构造选择的依据,进而直接影响最终的隔声效果。一般来说3dB以内的隔声量变化对人的主观感受影响不大,但对隔声构造选择的影响却很大。所以,在确定隔声设计依据时,不能一味追求过高的标准,这样即没必要,也会带来成本的大幅上升。

2.2隔声设计与隔声构造的选择

酒店的隔声设计主要从撞击声隔声和空气声隔声两方面考虑。对于墙体和楼板的空气声隔声大家一般比较重视,而撞击声隔声则比较容易被忽视。

2.2.1空气声隔声

当确定了墙体和楼板的空气声隔声量之后,则需要选用合适的隔墙和楼板。对楼板来说,如果楼板结构层(钢筋混凝土)的厚度不小于150mm的话,空气声隔声比较容易满足。即使对噪声特别敏感房间如SPA、总统套房等,又恰巧与噪声房间如机房、设备间、健身房等相邻,这时楼板结构层厚度提高到200mm一般都可满足要求。而墙体隔声则比较复杂,因此墙体隔声构造的选择是空气声隔声设计的重点。

当前可供选择的隔墙构造有轻质隔墙、各种砌块墙(水泥空心砖、粘土多孔砖、粉煤灰砌块)等。虽然粘土砖墙隔声量不错,但已基本禁止使用。各种砌块墙隔声量普遍较低,无法满足客房与客房之间、客房与走廊之间、会议室之间、SPA房间之间等对隔声量要求较高隔墙的空气声隔声要求,因此只有在隔声量要求较低时才可以考虑。砌块隔墙的隔声量主要取决于砌块的面密度以及墙体两侧的抹灰厚度,双面使用容重较高的水泥砂浆抹灰可以提高隔声量。轻质隔墙的施工速度快,隔声效果也较好,对隔声量要求较高的墙体一般会选用轻质隔墙。各种轻质隔墙构造的隔声量可以参考08J931《建筑隔声与吸声构造》和07CJ03《轻钢龙骨石膏板隔墙、吊顶》。

轻质隔墙构造形式多样,不同构造的轻质隔墙隔声性能有较大差异。构造过于复杂的隔墙对施工和造价控制都是不利的,隔声量够用就好,同时种类也不宜过多。选择适合于酒店的轻质隔墙体系,进行合理的搭配,可在造价和隔声方面取得合理平衡。

根据酒店的通用隔声要求,笔者给出了3种具有不同隔声量的轻质隔墙构造,适用于不同房间的隔声,见图1~3。图1为一种龙骨分离的轻质隔墙构造,该墙体构造总厚度为155mm,双层独立龙骨,两侧各两层石膏板(如有防水和悬挂物品要求可用相同厚度水泥压力板替换,下同),空腔内填两层厚度不小于40mm、容重为48kg/m3的玻璃棉。石膏板应错缝搭接,接缝处用防火密封胶密封,隔声量分别为(实验室测量数据,依据不同测试来源,数据可能会有一定差异,下同)、(现场测量数据,依据不同测试来源,数据可能会有一定差异,下同)。图2墙体构造总厚度为150mm,75龙骨,两侧各三层石膏板,空腔内填厚度不小于50mm、容重为48kg/m3的玻璃棉。该墙体隔声量分别为,两侧石膏板应错缝搭接,接缝处用防火密封胶密封。图3墙体构造总厚度为150mm,100龙骨,两侧各两层石膏板,空腔内填厚度不小于80mm、容重为48kg/m3玻璃棉。两侧石膏板应错缝搭接,接缝处用防火密封胶密封,隔声量分别为

现场隔声量50dB轻质隔墙隔声构造示意

现场隔声量47dB轻质隔墙隔声构造示意

现场隔声量44dB轻质隔墙隔声构造示意

这三种隔墙构造中,龙骨分离隔声构造的隔声量最高,主要用于客房之间隔墙、会议室之间隔墙和KTV隔墙等对隔声量要求非常高的墙体。应该指出的是龙骨分离构造对施工要求较高,双层龙骨之间必须完全分离,不得有任何形式的接触,否则隔声量会大打折扣。图2构造的隔声量也比较高,主要用于会议室、棋牌室等对隔声量要求相对较高的墙体。图3构造可以用于管道井与走廊等隔声要求相对低些的隔墙。

隔墙和楼板必须保持完整才能达到应有的隔声性能。但是电力插座、线槽和管道穿孔等会大大降低隔声效果,因此需对插座、线槽、穿孔等处的构造及施工工艺进行重点控制。电气插座、配电箱等需要嵌入墙里面的设备不宜背靠背布置,应相互错开,并对墙体所开洞口(槽)采取封堵措施。封堵措施可采用相同层数的墙体材料做出嵌入墙体的盒子,将电气插座、接线盒等密封隔离起来;或采用双层静馨隔音毡将电气插座、接线盒等包裹密封。所有贯穿隔墙的电线管道、线槽和插座的边缘,都应采用防火密封胶填满空隙。因管道穿孔造成的缝隙,宽度在25mm以下的,可使用内填高容重玻璃棉外部用防火密封胶密封的方法;宽度在25mm或以上的,应使用专门的防火密封胶密封。

2.2.2撞击声隔声

酒店内需要考虑撞击声隔声的空间一般有客房、SPA房间、健身房、空调机房等。改善撞击声最好的方法是敷设厚地毯或做浮筑楼板,设置位置须根据要保护的对象而定。对于客房、SPA房间来说,敷设地毯就可以很好解决撞击声隔声问题,如果不敷设地毯,则需要做浮筑楼板。浮筑楼板需要一定的构造层厚度,最好预先将楼板的结构层高度适当降低。图4和图5给出了常用的两种浮筑楼板构造做法。浮筑构造1可承受的荷载较大,构造层的厚度较厚,适用于机房、健身房等荷载比较大的房间。浮筑构造2的构造层厚度较小,做法相对简单,适用于客房、SPA等房间。

浮筑楼板隔绝撞击声的效果主要取决于弹性垫层(减振垫)的质量。弹性垫层的变形量一般可控制在其厚度的10%~20%,并应结合实际安装条件、撞击声降低值(依据正规测试报告)选用合适的减振垫。

3、机电设备的隔振设计

机电设备的隔振、隔声是非常重要的,但这部分内容经常容易被忽视。建设方通常理所当然地认为机电设备供应商会考虑这部分降噪内容。但实际上除了设备本身的隔振、隔声外,还有一些隔振、隔声内容是相对独立的,比如通风管道消声器的设计与施工、机电设备基座(质量块)等,与设备厂家无关,并且绝大部分设备厂家既没有这方面的预算,也没有这方面的专业设计与施工知识,结果可想而知。

机电设备的隔振、隔声设计主要有以下几方面内容:空调机组、水泵等的隔振;通风管道的消声、减振、隔声;机组、水泵等设备与管道连接、管道穿墙等薄弱环节的处理等。对于所有产生振动的设备如空调机组、水泵等,都应设置设备基座(质量块),这有利于降低隔振体系的重心,增加稳定性,提高隔振效率。一般基座为钢筋混凝土板,厚度不小于200mm,质量不能小于设备的质量,最好为1.5倍左右。在质量块和地面之间以及设备和质量块之间用减振器或隔振垫承托。质量块和上下两层减振器,包括隔振对象,构成了一个隔振体系。

整个隔振体系的截止频率、隔振效率以及质量块的质量都应经过计算和设计。

为防止振动与噪声的传播,机房内机组、水泵等设备与管道之间应配置软连接装置;从机房出来的通风管道与用房之间应根据计算设置消声器,并应对管道采取隔声措施;为降低管道振动对建筑的影响,管道应用弹性吊钩减振器悬挂在建筑的结构上,这些弹性吊钩的选取应根据通风管道振动频率计算确定;管道穿墙时应与建筑墙体完全脱开,并放置橡胶隔振带等进行隔振处理。同时管道内与风口处的风速也应进行限制,如主管道风速不能超过6m/s,风口处风速不能超过2m/s等。

在选用各种减振器时,有一个非常有用的经验公式如下

式中:f0为整个隔振体系的固有频率(Hz);鋝t为减振器在工作状态下的静态压缩量(cm)。如果要隔绝的设备振动频率为f(Hz),f/f0比值宜在2.5~4.5范围内。从式(1)可以看出,要有隔振效果,工作状态下的减振器必须有变形(压缩量),如果变形量较小,整个系统的固有频率就会很高,没有隔振效果。同时这种变形应该在减振器的正常工作范围内,是可恢复的。各种减振器产品一般给出的参数包括承载力、变形量等,实际上承载力和变形量是一回事,二者是相对应的。这两个值是指减振器在该荷载(承载力)或变形量下工作状态是最佳的,承载力大于或小于该标准值都会影响隔振效果。因此选用隔振器时,首先明确要隔绝的频率,进而根据f/f0值确定系统需要的固有频率,然后根据式(1)计算出整个系统的变形量,根据变形量就可以选择减振器了。

4、室内音质设计

酒店建筑内很多功能房间对室内音质都有一定要求,例如宴会厅、会议室、新闻发布中心等。这些房间的音质设计内容主要包括合适的混响时间以及避免各种音质缺陷,并要有较高的语言清晰度。虽然目前没有专门针对酒店建筑的混响时间规定,但设计者还是很容易根据经验对其进行控制。

大堂、宴会厅、游泳馆等空间尺度较大,混响时间长,容易出现回声等音质缺陷,应结合室内设计做好吸声或扩散处理。语言清晰度的设计可依据混响半径理论进行,既要确保交流双方能够相互听清彼此的讲话,还要保护交流内容的私密性。条件允许的情况下,大堂顶棚建议做吸声处理,墙壁可结合室内装饰设计,做吸声处理或采用凹凸装饰造型,造型的起伏程度不宜过小。大堂吧及休息区的座椅宜采用软座椅,可以增加吸声量,降低混响时间。宴会厅通常为比较规则的矩形空间,容易出现回声和颤动回声等音质缺陷,因此相对平行的墙面至少应有一面进行吸声处理,地面可以考虑敷设厚地毯,否则需对顶棚进行吸声处理。室内游泳馆内应防止回声产生,可对回声的源头进行吸声处理,选用的吸声材料应具有防水特性,常用的防水吸声材料有波纹微孔板、铝纤维吸声板等。贵宾室、新闻发布室等空间也要进行声学处理,可有效提升这些空间的声舒适度。

5、结语

高档酒店的声学设计应与建筑、结构、装饰装修、暖通、给排水等专业紧密结合,因此涉及知识面广,工作内容繁杂。笔者对这些工作内容进行梳理,从隔声设计、机电设备隔振设计、室内音质设计三个方面对酒店建筑的声学设计进行了探讨,并提供了一些常用的墙体、楼板隔声构造。高档酒店要获得好的声学条件并不难,首先是建设方要足够重视,聘请专业的声学顾问,对于比较容易出问题的机电设备隔振设计与施工最好采用独立招标的形式。其次在室内音质方面也给予应有的关注,声学设计同室内装饰效果并不是对立的,经过精心设计,二者都可以兼顾,达到完美的结合。