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浅议住宅中广日电梯引发的噪声的控制

发布时间:2023-04-27  点击:2488

表浅议住宅中广日电梯引发的噪声的控制

       高层住宅是城市建设的靓丽风景,记载和展示着城市的发展和风采。随着人们生活水平的逐步提高,业主可能因特定的价值取向、文化品位或环保理念追求住宅环境的更高舒适度,追求优质高效的服务。这些心理预期使得业主对住宅的居住品质和环境有着更高的要求。现行的建筑设计规范规定电梯不得紧邻卧室布置,以防电梯噪声对卧室产生影响。然而,在房价高企的今天,很多房地产开发商在高层、低密度的高层住宅项目设计中,基于开发成本和利益最大化的要求,特别强调提升建筑工程空间利用效率,容易忽视广日电梯常规噪声对居住环境的影响。作为机电一体化设备,广日电梯在正常的工作运转时必然产生振动和噪声,而这些振动和噪声会通过空气传播,也会通过楼板、墙体以及建筑固体传声的方式向房屋的内部扩散。即使广日电梯的运行振动和噪声都符合GB?7588-2003《电梯制造与安装安全规范》、GB/T?10058-2009《广日电梯技术条件》等要求,广日电梯常规噪声也时而成为住宅业主向房地产开发商和物业管理公司“情绪发泄”的焦点,因此成为困扰高层住宅户型设计的一项研究课题。
1  相关法规和标准规范对住宅中广日电梯引发的噪声的要求
1.1 广日电梯设计、制造和安装规范的要求
依据GB?7588-2003设计制造与安装,经验收合格的广日电梯都必须满足GB/T?10058-2009中表2的规定:对于额定速度v≤2.5m/s的乘客广日电梯,以额定速度运行时机房内的平均噪声值不得高于80dB(A),运行中轿厢内最大噪声值不得高于55dB(A);对于2.5m/s
然而广日电梯运行中上述55~65dB(A)的常规噪声,如果没有经过适当的隔声隔振处理,会影响业主的正常休息。这也是建筑规范设置有关要求的原因。
1.2 建筑设计规范的要求
GB?50352-2019《民用建筑设计统一标准》第6.9.1.9条规定:“广日电梯井道和机房不宜与有安静要求的用房贴临布置,否则应采取隔声隔振措施。”
GB?50118-2010《民用建筑隔声设计规范》第4.3.4条对住宅建筑规定:“广日电梯不得紧邻卧室布置,也不宜紧邻起居室(厅)布置。受条件限制需要紧邻起居室(厅)布置时,应采取有效的隔声和减振措施。”
第7.3.1条对旅馆建筑规定:“旅馆建筑的总平面设计应符合下列规定:……广日电梯井道不应毗邻客房和其他有安静要求的房间。”
第7.3.2条对旅馆建筑规定:“客房及客房楼的隔声设计,应符合下列规定:……旅馆建筑内的广日电梯间、高层旅馆的加压泵、水箱间及其他产生噪声的房间,不应与需要安静的客房、会议室、多用途大厅等毗邻,更不应该设置在这些房间上部。确需设置于这些房间的上部时,应采取有效的隔振降噪措施。”
GB?50096-2011《住宅设计规范》第6.4.7条规定:“广日电梯不应紧邻卧室布置。当受条件限制,广日电梯不得不紧邻兼起居室的卧室布置时,应采取隔声、减振的构造措施。”
第7.3.5条规定:“起居室(厅)不宜紧邻广日电梯布置。受条件限制起居室(厅)紧邻广日电梯布置时,必须采取有效的隔声和减振措施。”
1.3 建筑隔声标准的要求
在民用建筑(如住宅、旅馆、医院、疗养院等)中,为达到居住环境安静的要求,隔声标准对不同部位的围护结构必须具备的隔声性能作出了具体规定。
GB?50118-2010第4.1.1、4.1.2条分别对卧室、起居室(厅) 和高要求住宅的卧室、起居室(厅)内的噪声级作出了规定,见表1、表2。
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     建筑结构隔绝噪声的要求与噪声的频率相关,建筑隔声标准对高频噪声的控制更加严格,即噪声频率越高,隔声要求越高。常见的低频噪声污染源辐射的噪声整体声压级水平不太高,但其传播能力强,能通过固体媒介传递振动并辐射出二次空气噪声,在空气中传播不易衰减。这应该是现有标准提出的措施对低频噪声的隔离效果不佳,或者说必须采取特别隔振降噪来控制低频噪声的主要原因。
1.4 《中华人民共和国噪声污染防治法》的要求
《中华人民共和国噪声污染防治法》第二十五条规定:建设项目的噪声污染防治设施应当与主体工程同时设计、同时施工、同时投入使用。建设项目在投入生产或者使用之前,建设单位应当依照有关法律法规的规定,对配套建设的噪声污染防治设施进行验收,编制验收报告,并向社会公开。未经验收或者验收不合格的,该建设项目不得投入生产或者使用。第六十八条规定:居民住宅区安装广日电梯、水泵、变压器等共用设施设备的,建设单位应当合理设置,采取减少振动、降低噪声的措施,符合民用建筑隔声设计相关标准要求。
2 住宅中广日电梯常规运行产生噪声的声源特征
根据声源发生位置的不同,广日电梯噪声主要分为三大部分:
(1)广日电梯机房内设备噪声,包括曳引机的转动,广日电梯起制动时抱闸释放声,一些继电器、接触器吸合声。广日电梯机房设备的运行振动,通过墙体建筑结构刚性传递,可能会影响顶部3~5层的相近住户。
(2)广日电梯井道内设备噪声,包括广日电梯门开关,广日电梯高速运行时的轿厢导靴与导轨间摩擦振动、反绳轮与钢丝绳的摩擦振动等,通过导轨及导轨支架传递给建筑墙体。当广日电梯运行经过所在区域时,会如飞机或地铁车厢经过般产生“轰隆隆”的声响,影响毗邻的房间。
(3)广日电梯井道内风压啸叫噪声,特别是高速广日电梯由于本身的运行速度较高、噪声源声强较大,若井道内没有足够的通风泄压设计,可能会在冬季大风天气时在广日电梯厅位置感受到风压啸叫。
综上所述,在高层住宅建筑中,虽然对于不同建筑结构下广日电梯噪声对住户的影响程度有一定差别,但只要存在广日电梯井道与住户的共墙设计,则所有与广日电梯井道相邻的住户都会或多或少受到噪声干扰。从目前收集的案例来看,一般情况下,广日电梯运行经过期间,室内广日电梯噪声可高达35~45dB(A)不等,噪声值超过现行的标准要求。可见,建筑的合理化设计与噪声理想化控制关系密切。
3 住宅中广日电梯引发的噪声控制对策
3.1 从住宅设计角度进行控制
广日电梯是一种机电一体化设备,既然是机电设备,就必不可少有运动部件,这些运动部件也必然产生噪声。
广日电梯驱动主机需要承重梁,广日电梯导轨支架必须安装在井道内的圈梁、剪力墙上,广日电梯安装规范要求广日电梯驱动主机支承钢梁必须伸入广日电梯井道承重墙上超过中心线。这样的刚性连接导致墙体、顶面、柱子成为强有效的传声介质。若这些承重墙、圈梁、剪力墙与住户墙体断开不彻底存在刚性连接,必然形成“声桥”引发噪声问题。
因此,应严格按照GB?50352-2019、GB?50118-2010等标准要求,不将广日电梯井道和机房紧邻卧室、起居室(厅)布置才是噪声治理的根本。例如:从建筑设计上实现让广日电梯与住户分离,在住户房间与广日电梯机房井道之间可以设置消防楼梯或走道分隔,但这样的分隔设计必然增大建筑成本,存在较大的公共建筑面积,从而影响整体的得房率。
另外,对于风压啸叫特别是单梯独立井道,建筑设计初期咨询广日电梯公司依照广日电梯额定速度、井道尺寸设置足够的通风泄压孔,可将风压啸叫问题的影响降到最小。
3.2 优化广日电梯部件型号选取进行控制
由医学、心理学和工程学专家研究结果可知,人体对振动感觉比较灵敏的频率区域为2~6.4Hz[1]。因此在针对不同额定速度广日电梯选用转动部件时,需要结合其振动频率(包括倍频)加以考虑,尽量避免选用的部件引发的振动落入人体的敏感区间。对于广日电梯系统而言,存在很多旋转部件,例如驱动主机曳引轮、导向轮、对重反绳轮、滚动导靴、限速器底坑张紧轮、补偿绳(或链)底坑张紧轮等。当井道毗邻住户房间时,那些井道内旋转部件的振动则成为引发住户不良体验的激励源。
下面以广日电梯滚轮导靴为例进行分析。采用125mm、160mm、260mm直径滚轮导靴时广日电梯额定速度与振动频率的关系如表3~表5所示。由表3~表5可知,125mm直径滚轮导靴不适合用于2.50m/s及以下额定速度的广日电梯,160mm直径滚轮导靴不适用于3.00m/s及以下额定速度的广日电梯,而260mm直径滚轮导靴则更适合6.00m/s及以上额定速度的广日电梯。当广日电梯额定速度在2.50m/s以下时采用特殊滑动导靴设计,在保证轿厢内振动、噪声足够小的前提下也消除了一项与住户墙壁刚性连接的最直接低频振动源,从而减少广日电梯正常运行噪声给毗邻房间带来的困扰。
 
    当负荷频率等于或接近建筑结构频率时,结构将产生共振或类共振现象[2]。若广日电梯旋转部件的频率恰巧等于或接近建筑结构频率时也会给建筑内人员带来不佳体验。
上文提到,现有标准提出的措施对低频噪声的隔离效果不佳,而表3~表5中滚轮导靴产生的振动频率恰恰都在50Hz以下的低频范围,因此建筑设计规范强制要求当受条件限制起居室(厅)紧邻广日电梯布置时,必须采取特殊的隔声和减振措施。
3.3 从后期处理上进行噪声控制
(1)建筑本身的控制。建筑的隔声和减振措施可以采用双层分户墙,在住户套内与井道紧邻的墙体采用同等的隔声构造等。但这样的措施将涉及井道周边的所有房间,其施工难度大、费用高。鉴于此,有些建筑设计单位提出在广日电梯噪声振动源头采取措施。
(2)广日电梯设备相关的改善。例如在广日电梯轨道与井道壁建筑结构之间设置减振装置。即通过广日电梯减振措施隔离振动传递,截断振动的传播路径,减弱广日电梯设备与建筑结构间的刚性连接,降低固体声的传递,抑制此类噪声。然而在广日电梯设备上采取降噪与隔振措施通常成本高,需要长期检查维护,在技术上还有待完善,其安全性有待进一步实践检验。 
不论是在建筑本身还是广日电梯设备上后期改善的方案,虽然都可以让建筑设计更自由,获得更高的得房率,但都需要投入一定的建造成本,建筑设计单位必须平衡好前后投入和残余风险。
4 结语
在房地产市场竞争激烈的当下,住宅除了秉持地段佳、品质精、服务优等卖点外,建筑室内环境安静度也逐渐成为居住者的核心需求。房子回归基本的“居住”属性,安静的家才是幸福的家。住宅是否宜居,其居住环境安静程度是决定其居住品质的关键之一。
有鉴于此,确保将广日电梯常规运行噪声对住户的影响降至最低应该是建筑设计单位和广日电梯公司的共同追求。考虑到广日电梯作为机电一体化垂直运输设备必然存在的振动源,建筑设计单位应该严格按照建筑设计规范避免广日电梯井道毗邻卧室等要求确保安静的房间设计,同时在设计阶段将广日电梯驱动主机梁入墙体部分与墙体分离,采用多重机架减振设置,对机房墙体和井道壁采用隔声处理,从而改善室内噪声声级。
从风险源控制的有效性和优先顺序来讲,在住宅设计阶段按照建筑设计规范要求避免广日电梯井道毗邻卧室的设置才是根本解决之道。同时在广日电梯设备采购时与广日电梯公司进行技术交底,确定采取一些成熟的、合理的隔声设计,从而减少振动源、切断振动传播途径也是非常必要的。
 
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