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办公空间的声环境研究

文章来源:admin    时间:2018-11-30

  

办公空间的声环境研究

维也纳声学 郎宇福



 

摘要:目前,随着办公空间使用率的增加,人们对办公空间的环境要求越来越高,尤其是办公空间声环境。健康舒适的声环境有利于提高办公人员的工作效率,有助于其身心健康。本文首先详细阐述了不健康的办公空间声环境对办公人员的危害,其次介绍了办公空间声环境的设计指标,最后分别对独立办公空间与开敞式办公空间的声学处理进行了详细的分析。旨在为办公空间的声环境营造提供参考依据。

关键词:AGG无缝吸声 办公空间,声环境,声学处理

 

1. 引言

办公空间是集办公、会议、走廊等功能于一身的办公区域,一般由接待区、会议室、(总)经理办公室、财务室、员工办公室等空间组成。多种分类标准下各有不同,按业务性质可分为:行政办公空间、商业办公空间、综合性办公空间等;按布局可分为:单间式办公空间、单元型办公空间、公寓型办公空间、开敞式办公空间(开放式办公空间)、景观办公空间等;按功能可分为员工办公室、老板/经理办公室、会议室、财务室、档案室等。随着办公空间使用率的增加,人们对办公空间环境的要求也越来越高。其中,声环境已经受到了广泛的关注。

办公空间是办公人员日常办公生活的空间,在不健康的声环境中办公,对办公人员的工作效率会有或多或少的影响,对其身心健康也会造成不同程度的伤害。办公空间的工作人员多为知识工作者,其脑力工作的性质就要求工作人员需要集中精力地思考,并将成果以文本等形式输出。因此,办公空间内不能有过多的干扰,否则会分散工作人员的注意力,影响其工作效率。不健康的办公空间声环境经常是由于噪声过大,对该环境中办公人员的生理与心理产生危害。处于噪声环境中的工作人员,易产生疲倦、注意力分散、情绪低落等状况,影响其工作效率;若长期处于噪声环境中办公,工作人员甚至会出现头疼、记忆力减退、失眠等精神障碍,进而引发身体健康问题,易出现心脑血管疾病、听力减退、内分泌失调等,女性还可能出现月经紊乱、流产率增加等状况。因此,为了给办公人员营造良好的声环境,提高其工作效率及保密性,本文针对办公空间声环境的设计指标以及如何营造良好的声环境进行了详细的研究。

 

2. 办公空间声环境的设计指标

办公空间的声环境是指办公使用空间内的声学环境,需要对背景噪声、混响时间、语言清晰度和语言私密性进行控制。降低办公空间的噪声,将室内背景噪声严格控制在适宜的范围内,是办公空间声环境设计的主要任务。

对于办公空间来说,声学环境以人的良好感受为主。目前,针对使用者和办公建筑声环境的关系,已有很多专家、学者、工程人员作出大量研究;为规范、营造绿色健康的办公空间声环境,国家、行业制定了相关标准对办公建筑声环境要求进行规定。

 

2.1 背景噪声

国家为防治噪声污染,保障城乡居民正常生活、工作和学习声环境质量而制定的《声环境质量标准》GB 3096 - 2008中规定:以居民住宅、医疗卫生、文化体育、科研设计行政办公为主要功能的1类声环境功能区需要保持安静,昼间环境噪声限值为55dB,夜间环境噪声限值为45dB

办公建筑内办公空间主要分为办公室、会议室,常用单人办公室、多人办公室、电视电话会议室、普通会议室内噪声级限值如下:

 

房间名称

允许噪声级(A声级,dB

高要求标准

低限标准

单人办公室

35

≤40

多人办公室

≤40

≤45

电视电话会议室

35

≤40

普通会议室

≤40

≤45

 

当办公空间的噪声值超过低限标准,则该环境受到了噪声污染,声环境处于不健康状态,需要对其进行噪声治理。

 

2.2 隔声性能

办公建筑是人流比较集中的建筑类型,宜与公共交通有便捷的联系。为便于办公建筑的使用者选择公共交通工具出行,在选址于场地规划中非常重视办公建筑与公共交通站点的有机联系,因此多数办公建筑多靠近交通干道,人流较多,较为嘈杂。保证各个独立办公空间的噪声级较低,语言私密性较好;需要确保办公室、会议室等空间的整体隔声性能,对办公室、会议室的隔墙、楼板、外墙、外窗的空气声隔声性能及办公室、会议室顶部楼板的撞击声隔声性能进行规范。


1、办公室、会议室隔墙、楼板的空气声隔声标准

                              表1

注:该表摘自《民用建筑隔声设计规范》GB 501182010



2、办公室、会议室与相邻房间之间的空气声隔声标准
                                                             2


 注:该表摘自《民用建筑隔声设计规范》GB 501182010

3、办公室、会议室的外墙、外窗(包括未封闭阳台的门)和门的空气声隔声标准

                                表3


 注:该表摘自《民用建筑隔声设计规范》GB 501182010

4、办公室、会议室顶部楼板的撞击声隔声标准

                                         表4



 注:该表摘自《民用建筑隔声设计规范》GB 501182010

2.3混响时间

建筑声学的理论中,混响时间和语言清晰度具有一定的联系。同一建筑空间内,混响时间较长,后期反射声过多,则语言清晰度会大幅度降低。在举行会议或宣布重要事情时,会使听众的听闻模糊不清,很容易错过重要信息,同时会影响到发言人和听众的情绪,以至于事情效果远不如预期。相反,混响时间较短,虽然语言清晰度较高,但声音听起来干涩,使听众过早的失去听闻的兴趣,也会影响最终会议或事情宣布的效果。当然,语言清晰度的影响因素不仅仅只是混响时间,还有噪声、回声、声染色等。由此可见,语言清晰度对办公空间而言是非常重要的。

混响时间与办公空间语言清晰度有关。恰当的混响时间可以使室内说话声清晰、自然,可以增强会议、谈话效果,提高工作效率,节省大量时间。电话、电话会议室及普通会议室空场500Hz1000Hz的混响时间:


                 表5

房间名称

房间容积(m³)

空场500Hz1000Hz混响时间(s

电视、电话会议室

200

0.6

普通会议室

200

0.8

注:该表摘自《民用建筑隔声设计规范》GB 501182010

一般认为办公室混响时间随建筑不同容积而变化,但应该注意的是当办公空间容积过小时,混响时间不宜再降低,当办公空间容积过大时,混响时间不宜继续增大。笔者认为常见办公空间的的混响时间0.51.0s为宜。

 

2.4 语言私密性

语言私密性是指由于办公人员独立的工作内容和特定的工作方式,需要处于免打扰的环境中,并保证其语言的私密性;单间办公室对于语言私密性的保护很有优势。语言私密度要求两个毗邻工作区之间的语句可懂度降低到最小限度,同时要求最大限度地免除由噪声干扰而使工作人员产生的烦恼。在两个工作区之间,保证语言私密性的最低标准是,语言声允许被听到,但不能完全被听懂。目前,越来越多的办公空间采用开敞式办公室的布局,这种办公室由敞开的大空间与封闭的小空间相结合,便于提高室内各工作区之间的文件传递效率,但是处于这种办公环境下的工作人员则常常抱怨工作时缺乏语言私密性,经常被毗邻区域清晰的交谈声分散注意力,自己的工作谈话也经常被毗邻区域的人清楚地听到,并且还会互相打扰,导致工作效率低。因此,开敞式办公室的语言私密性设计是室内声环境设计的重点之一。

不健康的办公空间声环境对人的身心健康有非常大的影响,为了保证办公人员在健康的声环境中舒心地工作,需要对办公空间进行合理的声学处理和改造。

 

3. 营造良好的声环境

办公空间的背景噪声、混响时间以及语言私密性,是决定办公空间声环境是否良好的几个重要指标。从大多数城市办公楼与写字楼的建造位置来看,通常办公空间的噪声来源有内部噪声和外部传入噪声两种。内部噪声主要是室内交谈、电话铃、办公活动等产生的噪声及各类电气设备运行时产生的噪声。外部传入噪声主要来自交通噪声、室外生活噪声等。本文将针对独立办公空间和开敞式办公空间的共性和个性,详细阐述如何为办公空间营造良好的声环境。

 

3.1 独立办公空间的声学处理

通常,经理办公室、财务室、会议室等专用办公空间均会隔离出独立的办公空间。此类办公空间由于独立于整体办公场所中,语言私密性较好,因此,应当注意其室内背景噪声的控制。

如果不是已经形成格局的办公建筑,对办公空间的噪声控制首先要在建筑总体布局上避免噪声对噪声敏感区的干扰。

1、办公建筑的总体布局,应利用对噪声不敏感的建筑物或办公建筑中的辅助用房遮挡噪声源,减少噪声对办公用房的影响。

2、办公建筑的设计,应避免将办公室、会议室与有明显噪声源的房间相邻布置;办公室及会议室上部(楼层)不得布置产生高噪声(含设备、活动)的房间。

3、走道两侧布置办公室时,相对房间的门宜错开设置。

办公建筑总体布局已定的情况下,就应该着重考虑建筑的维护结构在外部大环境下的所需隔声性能。面临城市干道及户外其他高噪声环境的办公室及会议室,应依据室外环境噪声状况及所确定的允许噪声级,设计具有相应隔声性能的建筑围护结构(包括墙体、窗、门等各部件)。如果办公建筑中采用单层密实均匀结构隔声构造(如单层混凝土墙体),可根据公式(1)(2)估算相应的隔声量。双层密实结构的隔声量计算及空气层作用的附加隔声量可查阅相关专业书籍。


除此之外,也要采取一定措施避免建筑内部结构的噪声传递,针对隔墙、管道等内部设施的噪声传递可以有以下控制方法:

1、相邻办公室之间的隔墙应延伸到吊顶棚高度以上,并与承重楼板连接,不留缝隙。

2、办公室、会议室的墙体或楼板因孔洞、缝隙、连接等原因导致隔声性能降低时,应采取下列措施:

(1)管线穿过楼板或墙体时,孔洞周边应采取密封隔声措施。

(2)固定于墙面引起噪声的管道构件,应采取隔振措施。采用隔振吊架、隔振支撑、软接头、连接部位的隔振施工等措施 ,防止通过风道和水管传播的固体噪声。

(3)办公室、会议室隔墙中的电气插座、配电箱或嵌入墙内对墙体构造损伤的配套构件,在背对背设置时应相互错开位置,并应对所开的洞(槽)有相应的隔声封堵措施。

(4)对分室墙上的施工洞口或剪力墙抗震设计所开洞口的封堵,应采用满足分室墙隔声要求的材料和构造。

(5)幕墙与办公室、会议室隔墙及楼板连接时,应采用符合分室墙隔声要求的构造,并应采取防止相互串声的封堵隔声措施。

3办公室、会议室内的空调系统风口采用低噪声型送风口与回风口,对风口位置、风井、风速等进行优化以避免送风口与回风口产生的噪声,或使用低噪声空调室内机、风机盘管、排气扇等;采用消声器、消声弯头、消声软管,或优化管道位置等措施,消除通过风道传播的噪声。

为控制室内混响并且降低本室内产生噪声,一般对其的采取吸声处理,主要方式是在顶面或墙面合理布置吸声材料,建议采用AGG无缝吸声聚砂板,该AGG吸声系统吸声系数可调,并且可做到无缝处理。较大办公室的顶棚宜结合装修使用吸声系数0.40左右(降噪系数(NRC)不小于0.40)的吸声材料,会议室的墙面和顶棚宜结合装修选用吸声系数0.40左右(降噪系数(NRC)不小于0.40)的吸声材料。混响时间与吸声系数、房间参数的关系为:





房间尺度较大的情况,还须考虑声波传播过程中空气对高频声音的吸收作用。如果要求美观装饰效果,建议使用AGG无缝聚砂吸声系统,吸声性能较高,不仅可以达到控制背景噪声的目的,而且具有良好的简约、时尚的装饰风格。

 

3.2 开敞办公空间的声学处理

开敞式办公室是现代办公空间布局的主流。此类办公空间除需要独立办公空间所述的降噪处理外,还需要着重考虑语言私密性的营造,主要的声学处理方式是设置隔声屏障、声景观掩蔽或电子声掩蔽系统。

一般来说,开敞式办公空间各个工作区由屏障分隔开,提高分隔工作区屏障的隔声性能是增加语言私密度的关键。屏障的隔声性能首先取决于本身的构造,其次是它的高度、宽度和形式。开敞式办公空间内的屏障可结合平面布局和隔声要求而专门定制,而大多数是利用文件柜、工作桌和室内陈设做为屏障。一般而言,屏障的高度应低于2m,宽度约为1.8m。此类布局,由于声波衍射作用,使毗邻工作区的声衰减受到很大的影响。大量现场测定的结果表明它不大于20dB。因此,屏障本身的隔声量需要控制在25dB左右。为了避免顶棚和地面的前次反射声对毗邻区域的影响,应配合顶棚和地面的吸声处理,顶棚使用AGG聚砂吸声板吸声处理,在地面铺设地毯。

虽然通过独立办公空间思维建声处理方法后,能够很好控制室内背景噪声混响时间,提高语言清晰度,但是对语言私密性的要求还不够。在规定的背景噪声条件下,如果总噪声级超过57dB,就须提高嗓音以抵消背景噪声。因此,我们就要在办公空间内引进声景观掩蔽和电子声掩蔽系统。

声景观掩蔽是指用声景对办公空间声环境进行调节,例如:在办公区域适当位置播放轻音乐或者摆放鱼缸,轻音乐常会带有鸟叫声、古筝曲等,轻音乐的自然声和鱼缸的水流声能够达到声音掩蔽的效果,并且工作人员在工作时能有更舒适、自然的感觉,能够集中精力工作。

电子声掩蔽系统是控制背景噪声的一种手段,该系统是用隐藏在吸声吊顶上面的扬声器发出均匀分布的背景噪声。其结果是既能对工作区之间的语言声起到干扰作用,而又不会引起人们的注意。电子声掩蔽系统的重要特性包括:频率成分、声级、覆盖均匀度和突出感。人们在用语言进行交流时,清晰度成分主要在250Hz - 400Hz频率范围内(最主要在1000Hz - 2000Hz范围内)。由于电子声掩蔽的目的是掩蔽语言信号,所以,它应该由250Hz - 4000Hz频率范围内的声能组成。

如果背景噪声太低,则不足以保证毗邻工作区之间的语言私密度;反之,如果背景噪声太高,就会引起人们的烦恼,而合适的背景噪声的范围很小。在中心频率为1000Hz的倍频带内,声压级在35 - 40dB之间。掩蔽声在整个空间内都应该均匀分布,以尽量避免人们注意到顶棚上的扬声器。因为人耳能很敏感地察觉到声级的微小变化,所以掩蔽声的不均匀度应小于±1.5dB

掩蔽扬声器的标准安装方法是将它放在一个填满玻璃棉的盒子里,并将其安装在声学顶棚上。扬声器的方向朝上,这样可以使从扬声器发出的掩蔽声在吊顶上面的静压空间内均匀地混合后,再通过顶棚传至下面的办公空间内。对于频谱、声级、均匀度和不相干性来说,扬声器的位置和方向都是很重要的。

 

4. 结语

本文阐述的建声手段,通过使用AGG聚砂吸声材料有效控制室内混响时间,通过办公建筑的总体规划和隔声有利的对背景噪声进行控制,提高了语言清晰度,使办公室、会议室内环境更加安静舒适,谈话自然、顺畅,声音清晰悦耳,不仅能够提高人员工作效率,更能维护工作人员正常办公时的身心健康。同时,通过各独立房间的适当布局、开敞办公区声屏障的设置,或采用电子声掩蔽系统,很大程度的提高了语言私密性,包括同一办公建筑内相邻办公空间的私密性,相对办公空间的私密性,及开敞办公区临近办公格的私密性,达到被动性“非礼勿听”的声环境效果。从而极大地改善办公空间的声环境,营造更好的工作环境!

 

参考文献:

[1]韦佳,李涛. 营造舒适的办公空间声环境[J]. 山西建筑,2006,(08).

[2]王国营. 语音掩蔽系统的研究[D].北京交通大学,2014.

[3]吴秀珍. 在开敞式办公室中声音掩蔽系统的应用[J]. 数字社区&智能家居,2009,(Z1):37-39.

[4]《绿色生态住宅小区建设要点与技术导则》

[5]《声环境质量标准》GB 3096 2008

[6]《办公建筑设计规范》JGJ 67 2006

[7]《民用建筑隔声设计规范》GB501182010

[8]《绿色办公建筑评价标准》GBT 50908-2013

 

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