30、建筑中的隔音：噪音影响与主观评价

建筑中的隔音：噪音影响与主观评价

在现代生活中，建筑的隔音问题日益受到关注。噪音不仅会影响人们的生活质量，还可能引发社会矛盾。本文将探讨建筑隔音的多个方面，包括邻里噪音、剂量 - 响应函数等内容。

邻里噪音问题

邻里噪音是许多人在居住过程中会遇到的问题，它对人们的生活产生了多方面的影响。
- 声学舒适度
- 概念 ：声学舒适度的概念最早由Cummins在1978年提出，它具有以下特点（Rindel和Rasmussen，1995）：
- 不存在不需要的声音。
- 存在期望水平和质量的所需声音。
- 有进行声学活动的机会，且不会打扰他人，也不会被未经授权的人听到。
- 影响 ：为了在建筑中实现声学舒适度，需要满足有关空气声和撞击声隔音以及交通和建筑服务噪音水平的某些要求。声学舒适度不仅与作为声音接收者的人有关，还与作为声音源的人有关。例如，居住单元之间隔音差可能导致冲突和活动受限。
- 实例 ：
- 孩子学习乐器：许多国家有儿童音乐学校，但如果家庭住在隔音差的多单元房屋中，孩子在家练习乐器可能会成为一个严重问题。
- 有小孩的家庭：有小孩的家庭住在隔音一般的公寓楼里，孩子正常的跑跳、喊叫和哭闹声可能会引起对噪音敏感的邻居的不满，家长可能会因此试图让孩子保持安静，甚至可能被迫搬家。
- 调查结果 ：
- 1992 - 1994年在英格兰和威尔士进行的一项研究中，对40起关于居住单元之间隔音差的投诉案例进行了隔音测量，并对投诉者和相邻居民进行了访谈。最常见的噪音源及报告案例的百分比为：音乐、电视、广播（98%），地板上的脚步声（95%），人声（78%），门和橱柜门（68%）。
- 在挪威的一项关于住宅噪音状况的社会调查中，结果显示主要的噪音烦恼源是交通噪音和撞击声（脚步声），两者都有20%的人感到烦恼（中度 + 非常 + 极度）。邻居的空气声（语音、电视、音乐等）引起约10%的烦恼。但值得注意的是，超过30%的人担心（在一定程度或非常担心）用语音、孩子活动、音乐和其他空气声打扰邻居，超过15%的人担心因脚步声噪音打扰邻居。这表明由于隔音不足，居民对自己活动的限制至少与噪音带来的烦恼一样重要。

噪音源	报告案例百分比
音乐、电视、广播	98%
地板上的脚步声	95%
人声	78%
门和橱柜门	68%

• 隔音与社会干扰

  • 加拿大调查 ：在加拿大进行的一项调查中，对49堵分户墙以及住在墙两侧的共98人进行了访谈，这些人分布在11个地点，主要是两层排屋，16%是多层住宅。分户墙的测量隔音值从39dB到60dB不等。结果表明，居民对邻居是否体贴的看法与测量的隔音效果有显著相关性，但与邻居实际的噪音水平无关。这说明至少在这项研究中，分户墙的不足是社会干扰的一个来源，邻居被认为不体贴实际上可能是墙的问题。

• 年龄和生活方式的影响

  • 德国调查 ：德国的一项调查涵盖了16个不同年代的住宅区，对471名居民进行了访谈。测量结果显示，空气声隔音R′w在42dB到61dB之间，分隔楼层的撞击声隔音L′n,w在70dB到26dB之间。房屋建造年代在1921年到1982年之间，新老住宅的声学条件评估标准差异很大。建筑的年龄和状况会影响居民的期望和评估。
  • 结论 ：为了在正常情况下不产生干扰，楼层的空气声隔音应R′w ≥ 60dB，而R′w = 50dB会导致约30%的居民经常受到邻居电视的干扰。分隔楼层的撞击声隔音L′n,w = 50dB会导致约15%的居民经常受到邻居在地板上行走的干扰。

隔音参数	无干扰条件	产生干扰情况
空气声隔音R′w	≥ 60dB	= 50dB时约30%居民受邻居电视干扰
撞击声隔音L′n,w	-	= 50dB时约15%居民受邻居脚步声干扰

• 为良好隔音付费的意愿
  • 加拿大 ：加拿大的调查还涉及到金钱问题，结果显示测量的隔音效果与居民为消除干扰性噪音每月愿意额外支付的金额有高度相关性，回归直线在隔音效果为60dB时才达到零。
  • 瑞典 ：1995年在瑞典进行的一项调查旨在确定新住宅应具备的隔音水平。当时瑞典的隔音最低要求为R′w ≥ 55dB（排屋），53dB（公寓，垂直），52dB（公寓，水平），L′n,w ≤ 58dB（住宅之间），64dB（来自楼梯和走廊）。共分析了2322份问卷，结果显示，如果住宅的隔音能够改善，约60%的人愿意平均支付高出10%的租金。
  • 挪威 ：2015年挪威的一项调查也涉及到为更好的隔音付费的意愿。在702份回复中，约25%的人不会额外付费，约30%的人愿意每年额外支付1200 - 12000挪威克朗以获得更好的隔音。挪威相应的隔音最低要求为R′w ≥ 55dB和L′n,w ≤ 53dB。对于降低隔音以降低每月费用的相反问题，66%的人表示不可能接受，只有10%的人会接受以每年约12000挪威克朗的较低费用换取较低的隔音。

以下是不同国家调查中关于隔音付费意愿的总结表格：
|国家|调查情况|隔音最低要求|付费意愿情况|
| ---- | ---- | ---- | ---- |
|加拿大|对49堵分户墙及相关居民调查| - |测量隔音与居民额外付费消除噪音金额高度相关，60dB时回归直线为零|
|瑞典|分析2322份问卷|排屋R′w ≥ 55dB，公寓垂直53dB，水平52dB，L′n,w ≤ 58dB（住宅间），64dB（楼梯和走廊）|约60%人愿平均付高出10%租金改善隔音|
|挪威|702份回复|R′w ≥ 55dB，L′n,w ≤ 53dB|约25%不额外付费，约30%愿每年付1200 - 12000挪威克朗；66%不接受降隔音降费用，10%接受12000挪威克朗降隔音|

剂量 - 响应函数

剂量 - 响应函数在研究噪音与人们反应之间的关系中具有重要作用，下面将介绍相关的统计方法和应用。
- 统计方法
- 模型选择 ：通常考虑两种不同的统计模型，即概率单位（probit）或逻辑单位（logit）。概率单位模型基于正态分布（高斯分布），但在评估累积概率函数并使其适应观测数据时，这些函数是积分形式是一个缺点。而逻辑单位模型基于社会调查中常假设的略有不同的分布。
- 逻辑单位变换 ：逻辑单位模型的原理是将待分析的数据以比例形式考虑，最好每个比例具有相等的不确定性。逻辑单位变换定义如下（Altman，1991，p. 145）：
[
\begin{align }
\text{logit}(p) &= t = \ln\left(\frac{p}{1 - p}\right)\
p &= \frac{e^t}{1 + e^t}
\end{align }
]
其中p是比例，t是逻辑单位。逻辑单位变换以与高斯分布相同的方式拉伸分布的下部和上部，它们都属于S形曲线（Sigmoid函数）组，用于建模剂量 - 响应关系。
- 逻辑函数 ：逻辑函数具有概率密度函数：
[
w(z) = \frac{e^{-\frac{z - \mu}{s}}}{s\left(1 + e^{-\frac{z - \mu}{s}}\right)^2}
]
其中均值为μ，s是与标准差σ成比例的参数。累积分布函数为：
[
P(z) = \frac{1}{1 + e^{-\frac{z - \mu}{s}}} = \frac{1}{2} + \frac{1}{2}\tanh\left(\frac{z - \mu}{2s}\right)
]
这是一个对称分布，方差为(\sigma^2 = \frac{s^2\pi^2}{3})。逻辑函数的累积分布与高斯分布非常接近，但逻辑分布的尾部比高斯分布更重，这使得它对模型中的不准确性或数据中的误差更具鲁棒性，这是逻辑单位模型相对于概率单位模型的另一个优势。

比例p	逻辑单位logit(p)
0.01	- 4.60
0.05	- 2.94
0.10	- 2.20
0.25	- 1.10
0.50	0.00
0.75	1.10
0.90	2.20
0.95	2.94
0.99	4.60

下面是逻辑函数和高斯分布的比较表格：
|范围|±1 σ|±2 σ|±3 σ|
| ---- | ---- | ---- | ---- |
|逻辑单位（%）|72.0|94.8|99.1|
|高斯（%）|68.3|95.4|99.7|

通过以上内容，我们可以清晰地看到建筑隔音问题的复杂性和重要性，以及如何通过科学的方法来研究和解决这些问题。在后续的内容中，我们将继续探讨交通噪音烦恼和社会声学调查等方面的内容。

建筑中的隔音：噪音影响与主观评价

交通噪音烦恼

交通噪音是影响人们生活的重要噪音源之一，其对人们的影响程度与噪音水平密切相关。
- 早期调查 ：对于道路交通噪音，有研究表明住宅区室外噪音水平Lp,A,24h低于55dB时，约15% - 20%的居民会受到噪音困扰。1972年在哥本哈根进行的一项调查就是很好的例子。当时选取了28个住宅区，两两配对，一半明显受道路交通噪音影响，另一半处于较安静区域，配对时还考虑了房屋的年龄、质量和价格水平。噪音测量采用24小时积分时间，麦克风置于建筑外墙，通过减去5dB得到自由场Lp,A,24h结果。当年8 - 9月对960名居民进行了个人访谈，调查包含75个问题，其中18个与道路交通噪音烦恼有关。初步分析发现，18个相关问题中的投诉数量是噪音烦恼的良好指标，中位数为2个投诉。以每个住宅区给出超过2个投诉的居民百分比作为烦恼参数，进行回归分析，假设为S形函数，用反正弦函数近似。结果显示，若自由场Lp,A,24h从55dB增加到65dB，受困扰居民百分比从14%增加到55%，在20% - 80%的中间范围内，剂量 - 响应曲线斜率约为每dB 4个百分点。
- 实验室实验 ：剂量 - 响应关系也可通过实验室实验得出。例如，在一个实验室实验中，使用道路交通噪音录音，设置7个不同水平，从40dB到75dB，每级相差5dB。测试人员被询问在该噪音环境下在办公室工作时噪音是否可接受。采用概率单位分析估计剂量 - 响应曲线，结果表明办公室噪音水平超过45dB时，10%的人会不满意，曲线中间范围平均斜率为每dB 4个百分点。

噪音水平变化	受困扰居民百分比变化	曲线斜率（中间范围）
自由场Lp,A,24h从55dB到65dB	从14%到55%	约每dB 4个百分点
实验室噪音从45dB以上	10%的人不满意	每dB 4个百分点

社会声学调查

社会声学调查中，关于噪音问题的提问方式和答案措辞对结果质量至关重要，应遵循ISO/TS 15666技术规范的建议。
- 提问方式 ：例如询问“回想过去12个月，在家时交通噪音对你的困扰程度如何？一点也不 - 轻微 - 中度 - 非常 - 极度？”也可使用数值评分量表，如0 - 10分，0表示一点也不，10表示极度，同时要提供“不知道”的选项。虽然该领域研究人员对使用数值量表存在分歧，但ISO/TS 15666被认为是最佳实践标准，标准的附件B还提供了多种语言的推荐问题措辞，答案用词经过平衡，评级间隔约为25%。
- 调查结果示例 ：在一项社会声学调查中，结合738人的回复和已知的交通噪音暴露情况，通过逻辑单位分析得出四条曲线。在噪音水平为75dB时，10%的人不烦恼，20%轻微烦恼，30%中度烦恼，31%非常烦恼，9%极度烦恼。常用的室外噪音限制Lp,A,24h = 55dB大致对应60%不烦恼和15%烦恼（中度 + 非常 + 极度）。四条曲线形状相同，因为假设为逻辑分布，且沿dB轴分别偏移约10%、10%和15%，曲线中间范围斜率约为每dB 3个百分点。该调查还估计了道路交通噪音导致的室内噪音水平，常用的室内限制Lp,A,24h = 30dB大致对应40%不烦恼和30%烦恼（中度 + 非常 + 极度）。

噪音水平（dB）	不烦恼（%）	轻微烦恼（%）	中度烦恼（%）	非常烦恼（%）	极度烦恼（%）
45	83	12	3	1	0
55	59	56	10	4	1
65	29	32	23	13	3
75	10	20	30	31	9

总结

建筑隔音问题涉及多个方面，邻里噪音影响人们的声学舒适度和社会关系，年龄和生活方式会影响对隔音的期望和评估，人们也表现出为良好隔音付费的意愿。剂量 - 响应函数通过不同统计模型帮助我们理解噪音与人们反应之间的关系，交通噪音烦恼和社会声学调查则为我们制定合理的噪音标准和改善措施提供了依据。

为了更清晰地展示建筑隔音相关内容的关系，下面给出一个mermaid格式流程图：

graph LR
    A[建筑隔音问题] --> B[邻里噪音]
    A --> C[剂量 - 响应函数]
    B --> B1[声学舒适度]
    B --> B2[隔音与社会干扰]
    B --> B3[年龄和生活方式影响]
    B --> B4[付费意愿]
    C --> C1[统计方法]
    C --> C2[交通噪音烦恼]
    C --> C3[社会声学调查]

通过对建筑隔音各方面的研究和分析，我们可以采取针对性的措施来改善建筑的声学环境，提高人们的生活质量。例如，在建筑设计阶段提高隔音标准，加强对交通噪音的控制，以及通过社会宣传提高居民对隔音问题的认识等。