淺議住宅中廣日電梯引發(fā)的噪聲的控制
高層住宅是城市建設(shè)的靚麗風(fēng)景，記載和展示著城市的發(fā)展和風(fēng)采。隨著人們生活水平的逐步提高，業(yè)主可能因特定的價(jià)值取向、文化品位或環(huán)保理念追求住宅環(huán)境的更高舒適度，追求優(yōu)質(zhì)高效的服務(wù)。這些心理預(yù)期使得業(yè)主對住宅的居住品質(zhì)和環(huán)境有著更高的要求。現(xiàn)行的建筑設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定電梯不得緊鄰臥室布置，以防電梯噪聲對臥室產(chǎn)生影響。然而，在房價(jià)高企的今天，很多房地產(chǎn)開發(fā)商在高層、低密度的高層住宅項(xiàng)目設(shè)計(jì)中，基于開發(fā)成本和利益最大化的要求，特別強(qiáng)調(diào)提升建筑工程空間利用效率，容易忽視廣日電梯常規(guī)噪聲對居住環(huán)境的影響。作為機(jī)電一體化設(shè)備，廣日電梯在正常的工作運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)必然產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲，而這些振動(dòng)和噪聲會(huì)通過空氣傳播，也會(huì)通過樓板、墻體以及建筑固體傳聲的方式向房屋的內(nèi)部擴(kuò)散。即使廣日電梯的運(yùn)行振動(dòng)和噪聲都符合GB?7588-2003《電梯制造與安裝安全規(guī)范》、GB/T?10058-2009《廣日電梯技術(shù)條件》等要求，廣日電梯常規(guī)噪聲也時(shí)而成為住宅業(yè)主向房地產(chǎn)開發(fā)商和物業(yè)管理公司“情緒發(fā)泄”的焦點(diǎn)，因此成為困擾高層住宅戶型設(shè)計(jì)的一項(xiàng)研究課題。
1 相關(guān)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范對住宅中廣日電梯引發(fā)的噪聲的要求
1.1 廣日電梯設(shè)計(jì)、制造和安裝規(guī)范的要求
依據(jù)GB?7588-2003設(shè)計(jì)制造與安裝，經(jīng)驗(yàn)收合格的廣日電梯都必須滿足GB/T?10058-2009中表2的規(guī)定：對于額定速度v≤2.5m/s的乘客廣日電梯，以額定速度運(yùn)行時(shí)機(jī)房內(nèi)的平均噪聲值不得高于80dB(A)，運(yùn)行中轎廂內(nèi)最大噪聲值不得高于55dB(A)；對于2.5m/s
然而廣日電梯運(yùn)行中上述55～65dB(A)的常規(guī)噪聲，如果沒有經(jīng)過適當(dāng)?shù)母袈暩粽裉幚?，?huì)影響業(yè)主的正常休息。這也是建筑規(guī)范設(shè)置有關(guān)要求的原因。
1.2 建筑設(shè)計(jì)規(guī)范的要求
GB?50352-2019《民用建筑設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》第6.9.1.9條規(guī)定：“廣日電梯井道和機(jī)房不宜與有安靜要求的用房貼臨布置，否則應(yīng)采取隔聲隔振措施。”
GB?50118-2010《民用建筑隔聲設(shè)計(jì)規(guī)范》第4.3.4條對住宅建筑規(guī)定：“廣日電梯不得緊鄰臥室布置，也不宜緊鄰起居室(廳)布置。受條件限制需要緊鄰起居室(廳)布置時(shí)，應(yīng)采取有效的隔聲和減振措施。”
第7.3.1條對旅館建筑規(guī)定：“旅館建筑的總平面設(shè)計(jì)應(yīng)符合下列規(guī)定：……廣日電梯井道不應(yīng)毗鄰客房和其他有安靜要求的房間。”
第7.3.2條對旅館建筑規(guī)定：“客房及客房樓的隔聲設(shè)計(jì)，應(yīng)符合下列規(guī)定：……旅館建筑內(nèi)的廣日電梯間、高層旅館的加壓泵、水箱間及其他產(chǎn)生噪聲的房間，不應(yīng)與需要安靜的客房、會(huì)議室、多用途大廳等毗鄰，更不應(yīng)該設(shè)置在這些房間上部。確需設(shè)置于這些房間的上部時(shí)，應(yīng)采取有效的隔振降噪措施。”
GB?50096-2011《住宅設(shè)計(jì)規(guī)范》第6.4.7條規(guī)定：“廣日電梯不應(yīng)緊鄰臥室布置。當(dāng)受條件限制，廣日電梯不得不緊鄰兼起居室的臥室布置時(shí)，應(yīng)采取隔聲、減振的構(gòu)造措施。”
第7.3.5條規(guī)定：“起居室(廳)不宜緊鄰廣日電梯布置。受條件限制起居室(廳)緊鄰廣日電梯布置時(shí)，必須采取有效的隔聲和減振措施。”
1.3 建筑隔聲標(biāo)準(zhǔn)的要求
在民用建筑(如住宅、旅館、醫(yī)院、療養(yǎng)院等)中，為達(dá)到居住環(huán)境安靜的要求，隔聲標(biāo)準(zhǔn)對不同部位的圍護(hù)結(jié)構(gòu)必須具備的隔聲性能作出了具體規(guī)定。
GB?50118-2010第4.1.1、4.1.2條分別對臥室、起居室(廳) 和高要求住宅的臥室、起居室(廳)內(nèi)的噪聲級(jí)作出了規(guī)定，見表1、表2。
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建筑結(jié)構(gòu)隔絕噪聲的要求與噪聲的頻率相關(guān)，建筑隔聲標(biāo)準(zhǔn)對高頻噪聲的控制更加嚴(yán)格，即噪聲頻率越高，隔聲要求越高。常見的低頻噪聲污染源輻射的噪聲整體聲壓級(jí)水平不太高，但其傳播能力強(qiáng)，能通過固體媒介傳遞振動(dòng)并輻射出二次空氣噪聲，在空氣中傳播不易衰減。這應(yīng)該是現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)提出的措施對低頻噪聲的隔離效果不佳，或者說必須采取特別隔振降噪來控制低頻噪聲的主要原因。
1.4 《中華人民共和國噪聲污染防治法》的要求
《中華人民共和國噪聲污染防治法》第二十五條規(guī)定：建設(shè)項(xiàng)目的噪聲污染防治設(shè)施應(yīng)當(dāng)與主體工程同時(shí)設(shè)計(jì)、同時(shí)施工、同時(shí)投入使用。建設(shè)項(xiàng)目在投入生產(chǎn)或者使用之前，建設(shè)單位應(yīng)當(dāng)依照有關(guān)法律法規(guī)的規(guī)定，對配套建設(shè)的噪聲污染防治設(shè)施進(jìn)行驗(yàn)收，編制驗(yàn)收報(bào)告，并向社會(huì)公開。未經(jīng)驗(yàn)收或者驗(yàn)收不合格的，該建設(shè)項(xiàng)目不得投入生產(chǎn)或者使用。第六十八條規(guī)定：居民住宅區(qū)安裝廣日電梯、水泵、變壓器等共用設(shè)施設(shè)備的，建設(shè)單位應(yīng)當(dāng)合理設(shè)置，采取減少振動(dòng)、降低噪聲的措施，符合民用建筑隔聲設(shè)計(jì)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。
2 住宅中廣日電梯常規(guī)運(yùn)行產(chǎn)生噪聲的聲源特征
根據(jù)聲源發(fā)生位置的不同，廣日電梯噪聲主要分為三大部分：
(1)廣日電梯機(jī)房內(nèi)設(shè)備噪聲，包括曳引機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，廣日電梯起制動(dòng)時(shí)抱閘釋放聲，一些繼電器、接觸器吸合聲。廣日電梯機(jī)房設(shè)備的運(yùn)行振動(dòng)，通過墻體建筑結(jié)構(gòu)剛性傳遞，可能會(huì)影響頂部3～5層的相近住戶。
(2)廣日電梯井道內(nèi)設(shè)備噪聲，包括廣日電梯門開關(guān)，廣日電梯高速運(yùn)行時(shí)的轎廂導(dǎo)靴與導(dǎo)軌間摩擦振動(dòng)、反繩輪與鋼絲繩的摩擦振動(dòng)等，通過導(dǎo)軌及導(dǎo)軌支架傳遞給建筑墻體。當(dāng)廣日電梯運(yùn)行經(jīng)過所在區(qū)域時(shí)，會(huì)如飛機(jī)或地鐵車廂經(jīng)過般產(chǎn)生“轟隆隆”的聲響，影響毗鄰的房間。
(3)廣日電梯井道內(nèi)風(fēng)壓嘯叫噪聲，特別是高速廣日電梯由于本身的運(yùn)行速度較高、噪聲源聲強(qiáng)較大，若井道內(nèi)沒有足夠的通風(fēng)泄壓設(shè)計(jì)，可能會(huì)在冬季大風(fēng)天氣時(shí)在廣日電梯廳位置感受到風(fēng)壓嘯叫。
綜上所述，在高層住宅建筑中，雖然對于不同建筑結(jié)構(gòu)下廣日電梯噪聲對住戶的影響程度有一定差別，但只要存在廣日電梯井道與住戶的共墻設(shè)計(jì)，則所有與廣日電梯井道相鄰的住戶都會(huì)或多或少受到噪聲干擾。從目前收集的案例來看，一般情況下，廣日電梯運(yùn)行經(jīng)過期間，室內(nèi)廣日電梯噪聲可高達(dá)35～45dB(A)不等，噪聲值超過現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)要求?？梢?建筑的合理化設(shè)計(jì)與噪聲理想化控制關(guān)系密切。
3 住宅中廣日電梯引發(fā)的噪聲控制對策
3.1 從住宅設(shè)計(jì)角度進(jìn)行控制
廣日電梯是一種機(jī)電一體化設(shè)備，既然是機(jī)電設(shè)備，就必不可少有運(yùn)動(dòng)部件，這些運(yùn)動(dòng)部件也必然產(chǎn)生噪聲。
廣日電梯驅(qū)動(dòng)主機(jī)需要承重梁，廣日電梯導(dǎo)軌支架必須安裝在井道內(nèi)的圈梁、剪力墻上，廣日電梯安裝規(guī)范要求廣日電梯驅(qū)動(dòng)主機(jī)支承鋼梁必須伸入廣日電梯井道承重墻上超過中心線。這樣的剛性連接導(dǎo)致墻體、頂面、柱子成為強(qiáng)有效的傳聲介質(zhì)。若這些承重墻、圈梁、剪力墻與住戶墻體斷開不徹底存在剛性連接，必然形成“聲橋”引發(fā)噪聲問題。
因此，應(yīng)嚴(yán)格按照GB?50352-2019、GB?50118-2010等標(biāo)準(zhǔn)要求，不將廣日電梯井道和機(jī)房緊鄰臥室、起居室(廳)布置才是噪聲治理的根本。例如：從建筑設(shè)計(jì)上實(shí)現(xiàn)讓廣日電梯與住戶分離，在住戶房間與廣日電梯機(jī)房井道之間可以設(shè)置消防樓梯或走道分隔，但這樣的分隔設(shè)計(jì)必然增大建筑成本，存在較大的公共建筑面積，從而影響整體的得房率。
另外，對于風(fēng)壓嘯叫特別是單梯獨(dú)立井道，建筑設(shè)計(jì)初期咨詢廣日電梯公司依照廣日電梯額定速度、井道尺寸設(shè)置足夠的通風(fēng)泄壓孔，可將風(fēng)壓嘯叫問題的影響降到最小。
3.2 優(yōu)化廣日電梯部件型號(hào)選取進(jìn)行控制
由醫(yī)學(xué)、心理學(xué)和工程學(xué)專家研究結(jié)果可知，人體對振動(dòng)感覺比較靈敏的頻率區(qū)域?yàn)?～6.4Hz[1]。因此在針對不同額定速度廣日電梯選用轉(zhuǎn)動(dòng)部件時(shí)，需要結(jié)合其振動(dòng)頻率(包括倍頻)加以考慮，盡量避免選用的部件引發(fā)的振動(dòng)落入人體的敏感區(qū)間。對于廣日電梯系統(tǒng)而言，存在很多旋轉(zhuǎn)部件，例如驅(qū)動(dòng)主機(jī)曳引輪、導(dǎo)向輪、對重反繩輪、滾動(dòng)導(dǎo)靴、限速器底坑張緊輪、補(bǔ)償繩(或鏈)底坑張緊輪等。當(dāng)井道毗鄰住戶房間時(shí)，那些井道內(nèi)旋轉(zhuǎn)部件的振動(dòng)則成為引發(fā)住戶不良體驗(yàn)的激勵(lì)源。
下面以廣日電梯滾輪導(dǎo)靴為例進(jìn)行分析。采用125mm、160mm、260mm直徑滾輪導(dǎo)靴時(shí)廣日電梯額定速度與振動(dòng)頻率的關(guān)系如表3～表5所示。由表3～表5可知，125mm直徑滾輪導(dǎo)靴不適合用于2.50m/s及以下額定速度的廣日電梯，160mm直徑滾輪導(dǎo)靴不適用于3.00m/s及以下額定速度的廣日電梯，而260mm直徑滾輪導(dǎo)靴則更適合6.00m/s及以上額定速度的廣日電梯。當(dāng)廣日電梯額定速度在2.50m/s以下時(shí)采用特殊滑動(dòng)導(dǎo)靴設(shè)計(jì)，在保證轎廂內(nèi)振動(dòng)、噪聲足夠小的前提下也消除了一項(xiàng)與住戶墻壁剛性連接的最直接低頻振動(dòng)源，從而減少廣日電梯正常運(yùn)行噪聲給毗鄰房間帶來的困擾。
當(dāng)負(fù)荷頻率等于或接近建筑結(jié)構(gòu)頻率時(shí)，結(jié)構(gòu)將產(chǎn)生共振或類共振現(xiàn)象[2]。若廣日電梯旋轉(zhuǎn)部件的頻率恰巧等于或接近建筑結(jié)構(gòu)頻率時(shí)也會(huì)給建筑內(nèi)人員帶來不佳體驗(yàn)。
上文提到，現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)提出的措施對低頻噪聲的隔離效果不佳，而表3～表5中滾輪導(dǎo)靴產(chǎn)生的振動(dòng)頻率恰恰都在50Hz以下的低頻范圍，因此建筑設(shè)計(jì)規(guī)范強(qiáng)制要求當(dāng)受條件限制起居室(廳)緊鄰廣日電梯布置時(shí)，必須采取特殊的隔聲和減振措施。
3.3 從后期處理上進(jìn)行噪聲控制
(1)建筑本身的控制。建筑的隔聲和減振措施可以采用雙層分戶墻，在住戶套內(nèi)與井道緊鄰的墻體采用同等的隔聲構(gòu)造等。但這樣的措施將涉及井道周邊的所有房間，其施工難度大、費(fèi)用高。鑒于此，有些建筑設(shè)計(jì)單位提出在廣日電梯噪聲振動(dòng)源頭采取措施。
(2)廣日電梯設(shè)備相關(guān)的改善。例如在廣日電梯軌道與井道壁建筑結(jié)構(gòu)之間設(shè)置減振裝置。即通過廣日電梯減振措施隔離振動(dòng)傳遞，截?cái)嗾駝?dòng)的傳播路徑，減弱廣日電梯設(shè)備與建筑結(jié)構(gòu)間的剛性連接，降低固體聲的傳遞，抑制此類噪聲。然而在廣日電梯設(shè)備上采取降噪與隔振措施通常成本高，需要長期檢查維護(hù)，在技術(shù)上還有待完善，其安全性有待進(jìn)一步實(shí)踐檢驗(yàn)。
不論是在建筑本身還是廣日電梯設(shè)備上后期改善的方案，雖然都可以讓建筑設(shè)計(jì)更自由，獲得更高的得房率，但都需要投入一定的建造成本，建筑設(shè)計(jì)單位必須平衡好前后投入和殘余風(fēng)險(xiǎn)。
4 結(jié)語
在房地產(chǎn)市場競爭激烈的當(dāng)下，住宅除了秉持地段佳、品質(zhì)精、服務(wù)優(yōu)等賣點(diǎn)外，建筑室內(nèi)環(huán)境安靜度也逐漸成為居住者的核心需求。房子回歸基本的“居住”屬性，安靜的家才是幸福的家。住宅是否宜居，其居住環(huán)境安靜程度是決定其居住品質(zhì)的關(guān)鍵之一。
有鑒于此，確保將廣日電梯常規(guī)運(yùn)行噪聲對住戶的影響降至最低應(yīng)該是建筑設(shè)計(jì)單位和廣日電梯公司的共同追求。考慮到廣日電梯作為機(jī)電一體化垂直運(yùn)輸設(shè)備必然存在的振動(dòng)源，建筑設(shè)計(jì)單位應(yīng)該嚴(yán)格按照建筑設(shè)計(jì)規(guī)范避免廣日電梯井道毗鄰臥室等要求確保安靜的房間設(shè)計(jì)，同時(shí)在設(shè)計(jì)階段將廣日電梯驅(qū)動(dòng)主機(jī)梁入墻體部分與墻體分離，采用多重機(jī)架減振設(shè)置，對機(jī)房墻體和井道壁采用隔聲處理，從而改善室內(nèi)噪聲聲級(jí)。
從風(fēng)險(xiǎn)源控制的有效性和優(yōu)先順序來講，在住宅設(shè)計(jì)階段按照建筑設(shè)計(jì)規(guī)范要求避免廣日電梯井道毗鄰臥室的設(shè)置才是根本解決之道。同時(shí)在廣日電梯設(shè)備采購時(shí)與廣日電梯公司進(jìn)行技術(shù)交底，確定采取一些成熟的、合理的隔聲設(shè)計(jì)，從而減少振動(dòng)源、切斷振動(dòng)傳播途徑也是非常必要的。
