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商业建筑隔声减震设计要点分析

2021-04-03林慰

关键词:隔声声源抗震

林慰

华东建筑设计研究院有限公司华东都市建筑设计研究总院 上海 200070

随着我国社会经济的不断发展,商业建筑的需求也在不断扩大,近年来,我国商业建筑的综合建设体量相较于过去已经有了大幅度提升。而随着人们生活水平的不断提升,对于个人空间隐私性的注重,对于商业建筑的要求,已经不仅仅是能够满足基本的使用功能,还要兼顾安全性、稳定性和静谧性,尤其是当前随着城市建设步伐的不断加快、私家车数量的不断增加,建筑物的隔声减震要求更是被进一步提高。因此,在进行商业建筑的设计过程中,要将隔声减震作为一个重要目标融入到建筑设计的各个环节,不断提高建筑物的抗震稳定性和隔音静谧性。

一、商业建筑概念及其建筑使用特点

(一)商业建筑概念

商业建筑是一个较为宽泛的概念,人们为进行商业活动所需的建筑类型可以统称为商业建筑。商业建筑的概念出现较早,从古代的交易市场、“前店后坊”,到现在的购物中心、城市综合体、超市、办公写字楼、酒店公寓等等,都可以称之为商业建筑。总体上来讲,商业建筑具备服务性、公共性、人员密集性等特点。

(二)商业建筑使用特点

一是内部物料设备丰富。现代城市商业建筑一般功能较为丰富,涵盖了购物、休闲、娱乐、餐饮等等,由于经营内容复杂,商品数量、种类,以及内部设施较多,一旦发生建筑安全问题,往往会造成较大损失,且比较容易失控。

二是人员密集,疏散难度较大。商业建筑一般位于城区地带,且对于周边一定范围内具有一定的聚拢效应,在开放时段一般内部人群密集,人流较大,同时商业建筑内部结构相对而言较为复杂,且现有安全设施完好率有时得不到百分百保证。因此,一旦发生安全问题,人员疏散难度较大,并且容易发生拥挤、踩踏事故。

三是管理精细化难度较高。很多商业建筑一般面积较大,商户或者租户较多,因此安全隐患上也存在“点多、面广、动态性强”的特点,但是按照目前的商业建筑管理能力,难以对每个单位都做到实施滚动安全管理,也难以在第一时间发现和消除隐患。

也正是基于上述特点,所以在进行商业建筑的设计过程中,应当要尤其考虑建筑的安全性和稳定性。

二、商业建筑噪声产生原因和震源

(一)主要噪声产生的原因

从目前很多商业建筑的实际情况来看,其噪声来源主要是以下三个方面:

一是城市车辆的不断增多。目前,随着人们生活水平的不断改善,居民私家车数量正在不断增加,再加上现代化城市建设步伐的不断推进,城市机动车道日益增多、车道容量也不断扩大,使得商业建筑周围通行车辆越来越密,而车辆的增多,其对于商业建筑体内的用户所带来的直接影响就是噪音的不断增加。

二是建筑施工活动带来的噪音。建筑施工活动带来的噪音主要包括两个方面。一方面是商业建筑外部施工活动所带来的噪音,比如商业建筑周边正在进行的各类工程施工活动,往往互伴随着建筑机械设备的作业声音,并穿到商业建筑内部,形成噪音;另一方面是商业建筑内部施工活动所带来的噪音,比如同一栋楼,其他用户对房间进行装修、改造,往往会带来一定的噪音,在穿墙凿壁的过程中,还有可能伴随轻微的震动。

三是建筑墙体、楼板的隔音性能不佳。目前,随着建材技术的不断发展,已经形成了很多隔音性能较好的建材,但是在建筑施工过程中,建设方为了节省成本,往往会采用劣质的建材,导致隔音性能不佳。

(二)商业建筑主要震源

商业建筑最主要的震源就是地震,据统计,我国近50年以来,平均每年4次六级,20次五级地震,还有各地不计其数的轻微地震,地震一旦发生,轻则会使建筑出现不同程度的晃动,楼内用户一般会有明显感觉;而比较严重的则会导致建筑物倒塌,危及用户生命安全。而除了地震,商业建筑还有一些其他地震因素,比如如果地下有地铁通行、旁边有轨道交通,或者有载重较大的卡车经过,也有可能造成一定的轻微震感。

三、商业建筑隔声减震设计要点

基于上述对商业建筑噪声产生原因和震源的分析,并结合当前在建筑设计领域形成的相关成果。本文就商业建筑噪声设计提出如下观点:

(一)商业建筑减震设计要点

1.地基采用特殊材质进行减震控制

地基是商业建筑和地震源直接接触的部分,同时也是楼体震动的直接作用部位,因此,加强地基的减震控制是商业建筑减震设计的主要措施。具体措施方面,可以采取加强地基基础隔振设施,这不仅是比较直接的方式,也是技术相对成熟、效果较为可靠的方式。所谓地基基础隔振,就是对商业建筑的基础设施进行一些特殊的处理,比如通过铺设一些垫层,作为中介物质,来减少地震对于建筑体的直接作用,从而降低有可能产生的破坏程度。在垫层材料的选择方式上,我国古代建筑工匠们尝试运用糯米,虽然选材较为原始,但是效果还算可靠。进入到现代,业内比较常用的隔振垫层材质主要是一种以沥青为原材进行加工的特殊材质,目前运用较为广泛。

2.建筑物结构悬挂隔振

悬挂隔振,顾名思义,就是通过将商业建筑内部的部分结构或者是整个结构进行悬挂,从而在地震发生的时候,减少震动力量的传递,使得震动在传递过程中被有效稀释,降低震动对建筑物的损害。其基本原理是在地震发生的时候,由于主框架和副框架之间是可以有一定的活动空间的,因此震动的能量无法通过传统的传递方式传递给整个建筑,在实际运用过程中效果比较理想。这种方式主要运用于一些大型钢结构为基础的商业建筑物中,并且建筑物结构悬挂隔振技术对于设计师的专业要求十分高,需要在设计过程中做到主体框架和子框架的紧密结合,使得在抗震的同时,也能够保证建筑物自身的稳定性和安全性。同时,这种隔振设计成本要求较高。

3.对于已建成建筑的抗震加固设计

上述两类方式所探讨的是建筑物未建成之前的设计,但是在建筑物已经建成以后,因为一些原因,往往也需要进行抗震加固设计,尤其是一些年代老旧的商业建筑。对于已经建成的建筑物,我们所能够采取的抗震加固措施比较有限,一般是通过在墙体外部加固一些钢结构来实现抗震加固,这种方式相对来说效果比较有局限性,并且随着时间的推移,抗震的效果也会有所降低。

(二)商业建筑隔声设计要点

1.建筑平面布置

在对商业建筑进行平面布置时,应考虑外环境干扰因素,对房间的方位和位置统筹考虑。如建筑设计中,应使人员休息区、办公区的布置在背离噪声源一侧的地方,面向噪声源侧可布置卫生间、公共走道、疏散楼梯、电梯等。当安静要求高的房间不可避免处于高噪声的外部环境时,应采取设置隔声屏障、设封闭外廊、封闭阳台、安装高隔声性能门窗和提高围护结构的隔声能力等防噪措施,以减轻室外噪声的影响。

2.提高围护结构隔声效果

通常情况下,窗比墙体的隔声要差,含窗外墙的综合隔声效果主要由窗决定。提高围护结构综合隔声效果的措施有几点,一是提高外墙材料的隔声性能,采用标准的隔音墙体材料;二是提高窗的隔声性能,比如可以采用真空隔音玻璃、双层夹胶玻璃,目前成本也比较低;三是控制窗墙比。此外,还可以在外墙中嵌入隔音层,比如在外墙墙体中嵌入空气层、玻璃棉层等隔音材料,从而降低噪声的能量传递。

3.做好对可控声源部位的噪控设计

作为可控声源部位,只要是相对于不可控声源部位而言的,比如商业建筑外部的车辆、建筑施工等,属于外界因素,往往不可控。而可控声源部位则主要位于商业建筑内部,是能够在设计和施工过程中通过良好控制来降低的。对于可控声源部位,如商业建筑内部的设备房、电机房、电梯等电磁噪声及机械噪声,可以从以下几个方向控制噪声: 降低声源的发声强度、改变声源的频率特性,避免声源与相邻传递媒质的耦合。主要措施有:改善设备,设计过程中采用静音技术较高的设备;改善声源本身的设计及安装方位,比如将设备主机可以安装在比较远离办公区和人员休息区的部位。对于电机的电磁噪声及机械噪声,可以通过提高零件加工精度,提高动平衡,采用优质轴承以及刚性较好的轴系统进行改善,即选择信誉好品质优良的供应厂家。此外,还可以在设备的机座设置金属弹簧、橡胶隔振垫、软木隔振垫等隔振材料,以及在管路系统中设置软接管、隔振吊钩等,从而减少噪音传递。

结论

综上所述,在商业建筑数量不断增加的同时,我们在追求商业建筑“量”的同时,也要注重商业建筑的“质”,这里的质,不仅包括建筑的造型、功能,还包括安全性、稳定性和静谧性,围绕这些目标,在进行商业建筑设计过程中,做好隔声减震设计也就十分重要。尤其是当前随着人们生活水平的不断提升,对于个人空间隐私性的注重,商业建筑隔声减震的有效设计也就显得尤为有价值。本文对商业建筑噪声来源和震源进行了简要分析,同时结合实践经验,探讨了在商业建筑设计过程中,如何做好隔声减震设计,希望能够提供一些有益的参考和借鉴。

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