摘要：本文简要介绍了隔声的相关概念及实验原理，通过对几种不同配置的典型建筑外窗进行实验室内的隔声性能对比测试，得出计权隔声量及频谱修正量的数据结果，并依次分析了玻璃配置、开启方式、密封方式、型材类型以及其他可能影响建筑外窗隔声性能的因素。 最后针对实际工程设计中需注意的问题，对建筑外窗的选择提出建议。
关键词：建筑外窗;隔声性能;计权隔声量;影响因素
0 引言
改革开放以来，中国的现代化进程处于高速发展阶段，不计其数的高楼大厦拔地而起，汽车保有量也快速递增。城市里的人们，日益为路面交通、工地施工等各种噪声等所困扰。随着生活品质的逐步提高，人们已经不简单满足于有一个工作生活的场所，而更希望能有一个安静、舒适的办公和生活环境。经济的发展和人们的需求需要找到一个平衡的切入点。虽然噪声的产生是不可避免的，但是可以研究如何最大程度地降低进入室内的噪声。现行国家标准 GB 50118-2010《民用建筑隔声设计规范》[1]对住宅、学校、医院、旅馆、办公、商业建筑等均规定了室内允许噪声级，以及相关的隔声减噪措施。
众所周知，建筑承重外墙由混凝土以及一些密度较大的砌块构成，墙体隔声性能非常好，但是外窗的隔声性能远不如外墙，在外墙上安装外窗之后，室外的噪声会透过外窗传入室内，而为了通风换气，外窗长时间处于开启状态，也会导致整体的隔声性能下降。因此，提高建筑外窗的隔声性能是防止和降低噪声入室的关键。
1 外窗隔声性能测试及测试环境
当前市面上的建筑外窗，根据开启方式的不同，主要分为固定窗、平开窗、推拉窗 3 种，这次测试也选用这 3 种，为了便于对比和评测，实验选用的检测样窗均为 1 500 mm×1 500 mm 标准规格的外窗，具体玻璃和型材配置类型详见表 1。实验在标准声学实验室内进行，声源室和接收室的容积符合标准规定。首先，需要在声源室和接收室之间的测试洞口内砌筑具备很高隔声能力的填隙墙，砌筑时，需预留好适合窗尺寸大小的试件洞口。其次，将窗安装在试件洞口上，位置距两侧洞口的进深比值在 2∶1 左右，试件洞口和窗的四周边界留出 20~30 mm 左右的缝隙。固定好窗户之后，缝隙四周用岩棉等吸声材料填充好，最后再打上聚氨酯发泡剂密封，这样就能减小声源通过缝隙进入产生的误差。为了确保实验数据的精确性，在实验之前，需要分别对声源室和接收室的传声器灵敏度进行校准。
2 实验原理和频谱修正量
实验标准依据为《建筑门窗空气声隔声性能分级及检测方法》[2](GB/T 8485-2008)，以 1/3 倍频程进行测试，频率范围为 100~3 150 Hz，计算公式为：隔声量 R=L1-L2+10 lg S A ;A=0.16 V/T L1——声源室内的平均声压级， L2——接收室内的平均声压级。 L1、L2 的数值根据下列公式计算得到： L10lg 1 n n i = 1 Σ100.1Li S——试件洞口面积， A——接收室内吸声量，T——接收室混响时间， V——接收室容积。
3 影响隔声性能的因素实验数据及结果分析
外窗是一个由型材、玻璃、密封材料、五金配件组成的复杂结构的整体系统，可能影响其隔声性能的因素有玻璃类型、开启方式、密封方式，以及型材类型等。隔声性能的优劣是由多种因素叠加影响的，并且每个厂家的装配工艺也一定程度影响其整体隔声性能的好坏。因此，我们对 9 种不同玻璃和型材的样品采用了实验的方法并通过实验数据的对比来研究影响外窗隔声性能的因素，相对于一些理论计算来说，更有可靠性和实际意义。9 种外窗隔声性能详见表 1。
3.1 玻璃配置(单玻和中空玻璃)的对比试验及分析编号 1 和 2 的两窗，均为同一厂家 A 安装的铝合金推拉窗，铝型材和玻璃的装配工艺一致，区别在于玻璃配置分别为 5 mm 单玻和 5 Low-E+ 12A+5 中空玻璃。从表 1 可以看出，采用中空玻璃的样窗，计权隔声量(30 dB)远大于采用单玻的样窗(23 dB)。因此在相同的装配工艺下，中空玻璃的隔声性能要好于单层玻璃。编号 6 和 7 的两窗，均为同一厂家 D 安装的铝合金平开窗，在同一装配工艺水平下，分别采用了单玻和中空玻璃的配置。从表 1 看出，中空玻璃样窗的计权隔声量(35 dB)也好于单玻(33 dB)，但是二者差值(2 dB)小于推拉窗的差值(7 dB)。综上可以得出结论，无论是推拉窗还是平开窗，配置中空玻璃比配置单层玻璃的隔声性能要好。中空玻璃平开窗与单玻平开窗隔声量的差值较小，而中空玻璃推拉窗与单玻推拉窗隔声量的差值较大。
3.2 开启方式(推拉和平开)的对比试验及分析编号 1 和 6 的两窗，玻璃配置均为 5 mm 单玻，且窗框比一致，两樘窗的玻璃面积占整窗面积比相同，只是开启方式分别为推拉窗和平开窗。从表 1 来看，平开窗的计权隔声量(33 dB)要远大于推拉窗(23 dB)，差值 10 dB。编号 2 和 7 的两窗，玻璃配置均为 5 Low-E+ 12A+5 中空玻璃，玻璃占整窗比也一致，此时平开窗的计权隔声量(35 dB)仍大于推拉窗(30 dB)，差值 5 dB。综上可得出结论，在玻璃配置相同，且玻璃占整窗比相同的条件下，平开窗的隔声性能要好于推拉窗。推拉窗的两个窗扇和窗框之间的缝隙和凹槽过大，且使用毛条密封性能较差，导致声源容易通过开启缝传播，使推拉窗隔声性能下降。而平开窗框扇装配工艺较好，在开启缝四周采用密封胶条密封，胶条不容易产生移位，因此平开窗的密闭效果和隔声性能要整体好于推拉窗。
3.3 密封方式、不等厚玻璃 (系统门窗的特殊配置)的分析编号 4 和 5 的两窗，是厂家 C 提供的推拉窗和平开窗，均为系统门窗。所谓系统门窗，是指组成一樘完整门窗各个子系统的所有材料(包括型材、玻璃、五金配件、密封材料)，均经过严格的技术标准整合和多次实践，利用专用设备按照特殊工艺加工和组装而成的门窗。比起普通门窗，它的要求更严格，工艺更细致，性能更好。普通推拉窗由于窗扇和窗框搭接问题，隔声性能都不会太好，但推拉窗系统门窗的特殊配置，充分考虑到了这个因素并加以改进。从该厂家样窗来看，推拉窗为单扇推拉加单扇固定的形式，推拉部分采用加厚毛条，固定部分在窗玻璃镶嵌缝以及窗框窗扇接缝处，采用耐久性好的密封胶和厚实的密封胶条进行密封，提高了窗的密封性。平开窗为单扇平开形式，在开启部分的四周，采用了同样厚实的密封材料和密封方式，使得整体的密封性能达到一个很好的程度。由于噪声源是通过空气振动来传播的，所以具有良好气密性能的门窗，可以最大限度的阻断通过开启缝隙传入到室内的噪声源，同时降低了声源的振动，一定程度上降低了室内的噪声。
3.4 型材类型(铝合金窗和铝木复合窗)的对比试验及分析编号 8 和 9 的两窗，玻璃配置同样为 6LowE+12A+6，均采用隔热型材。从表 1 看出，铝木复合平开窗的计权隔声量(36 dB)要好于铝合金平开窗(34 dB)。铝木复合窗是在铝合金外框型材的表面通过断桥隔热结构集成木质材料形成的复合窗，相对于铝合金窗，它的面密度更大，结构性能更稳定，有更多的空腔结构可以吸收声源能量，并且声源在木质材料中的传播性能要低于在铝合金材料中的传播性能，所以铝木复合窗的木质结构抵消了一部分的声源传播。因此，铝木复合窗的隔声性能要优于铝合金窗。
4 结语
无论是公共建筑还是居住建筑，都对室内隔声量有一定的标准要求。从理论数据和实验数据来看，外窗隔声性能是调整噪声源进入室内的重要因素，因此，在图纸设计阶段，相关设计人员就应当充分考虑到周围环境和结构布局来对外窗进行选型，以避免后续使用过程中发现缺陷或者不如预期设计，从而产生返工或者资金重新投入等不必要的矛盾。
综上实验和综合分析，我们对建筑物的外窗及其隔声性能可以得出以下结论： 1)平开窗的隔声性能普遍优于推拉窗，在计入交通噪声频谱修正量之后仍能大于 30 dB，这就满足了绝大多数靠近交通干线和繁华商圈临街建筑的选型要求。 2)中空玻璃的铝合金窗隔音性能普遍要好于单层玻璃铝合金窗，工程应用中可首先选用中空玻璃窗。 3)位于高噪声区域或低噪声区域的建筑，应根据实际情况来选择合适的建筑外窗。 4)无论是推拉窗还是平开窗，如果能做好密封处理，五金配件和型材的连接处的缝隙做好防漏音处理，隔音效果都能得到显著提高。
门窗的技术历经百余年的发展，技术已经比较成熟。一些厂家没有拘泥于现有技术，敢于创新，研发出了隔声性能比较好的产品，但由于研发成本和材料成本较高，这些新产品可能无法大规模在市场推广，但是研发气密性更好、材料更坚固、造价更节省的外窗产品始终是门窗行业永恒的主题。
参考文献：
[1]GB 50118-2010，民用建筑隔声设计规范[S].
[2]GB/T 8485-2008，建筑门窗空气声隔声性能分级及检测方法[S].
[3]GB 50121-2005，建筑隔声评价标准[S].
《建筑外窗隔声性能影响因素综合探究》来源：《建 筑 技 术》，作者：林 磊。
