隔声防护规划设计的首要任务是为独立的建筑构件进行隔声设计。这适用于建筑外围护结构(从外部进行隔声)及内墙和吊顶(从内部进行隔声)。
根据对节能建筑的规定,建筑构件必须同时拥有几项功能:当房间需要通过可开启窗扇通风时,面向交通繁忙道路的外立面必须具有降噪声功能。
双层外立面 在20世纪90年代的德国,许多建筑采用了双层外立面,事实上,出于技术或能耗的考虑,不是任何地点、任何建筑都需要双层外立面的。过去几年中,随着人们越来越注重生命周期成本与室内舒适度,现在只在必要时才会建造双层外立面。
就新建筑而言,双层外立面只不过有两个好处罢了:降低风对遮阳装置和窗户通风装置的影响;降低声音穿透水平。
图1展示了通过调整外墙玻璃的比例改善隔声效果。出于内侧立面通风的需要,外侧立面开窗面积至少为立面面积的7.5%-10%,内侧安装了封闭窗户的室内可能减少4-7dB的噪声,而同一位置的可倾斜开启窗户最高可减少10dB。
图1 开口面积占比和立面走廊吸声程度对双层立面隔声的影响
在户外噪声级平均值为65-75dB(A)的区域,为了确保室内声级为可接受的50-55dB(A),安装双层外立面才有意义。自然地,需要精确测量一天中户外噪声级的变化,因为如果出现频繁的高噪声峰值,外挂的立面将无法有效吸收这些噪声。上述数值仅仅用于对噪声防护的要求及所采取措施的正确性进行初步检查。
隔声与窗户通风——避免过热,在对杜伊斯堡的Neudorfer Tors大楼立面进行概念化设计时,采取了一种与众不同的方式,旨在通过工程构造方法(图2),将噪声等级至少降低5dB。由于双层立面通常会导致物理温度过高,因此必须避免这些现象。
图2 德国Neudorfer Tors大楼立面特写
解决方法就是建造一个由两组分离的结构构件组成的立面:较大部分的立面区域为典型的双层立面,立面间隙装有内侧通风的防晒装置,但是房间没有对外开窗。根据房间的灵活性,在这些区域之间布置了环状的吸声肋板,肋板后是方便开窗的位置。肋板的下部穿孔,上部光滑,使雨水通过。这些肋板垂直重叠排放,目的是全年防晒(图3)。
图3 外立面上遮阳肋板的细部
空气噪声防护测量显示,无论窗口大小,噪声都可以减少6dB。这就为用户带来一项极大的好处:可以像往常一样开窗,只需要考虑风的影响因素来决定是倾斜开窗进行持续通风还是完全打开进行短暂通风。
隔声与窗户通风——混合立面 杜塞尔夫的柏林大道写字楼是一栋20世纪50年代建成的建筑,坐落在一条交通繁忙的大路旁(图4)。客户希望用创新理念翻新这栋建筑,既拥有双层立面的长处,同时又尽可能回避其短处。
图4 德国杜塞尔多夫翻新的柏林大道写字楼效果图
在建筑师和客户的共同努力下,一个混合立面建立了,立面的结构严格遵循现有建筑的中心到中心的网格形式,每隔一条立面轴线安装隔声玻璃,即使是最小的办公空间也拥有两种不同的窗户通风选择。在隔声玻璃的区域,在外立面空腔内安装了一个遮阳装置,空腔通过进气槽通风。部分废气通过立面上部的一条小排气槽排出,但是大部分废气是通过支柱附近的通气管向上、向外自然排放出去的(图5)。这种设计有如下好处:
(1)在传统可开启通风加上一个外部遮阳装置区域,用户可以采用临时通风的方式与户外空气直接接触,同时可避免过热的户外空气进入室内。
图5 柏林大道写字楼通风与隔声设计(外立面的立面图、剖面图和横剖面图)
(2)在设置额外安装的隔声玻璃区域,用户实际上可以在全年大部分时间里通过可开启窗通风,且不会受噪声影响。由于在支柱附近安装了通气竖管,外层立面的开窗面积可以减少,这既提高了隔声水平,同时又保持了高水准的通风。