目錄
1.引言
2. 基本聲學原理
3. 建築噪音緩解原理
4. 較寧靜的施工設備/方法和緩解措施
5. 聲學術語辭彙
1. 引言
建築噪音在香港這種密集型的城市從來都是一個受關注的問題。多年以來,業界有很多優良可行的作業方法經已實施以減低建築噪音,其中大部分亦已經透過各個組織及各種渠道報導出來。此網站的主要目的是建立一個平台,讓業界分享和結集一些香港及海外已證實的優良作業方法和緩解措施以進一步減低建築噪音。此外,我們亦歡迎彼此透過此網站去分享一些已使用過及優良可行的作業方法或較靜的建築設備,如有意見及資料提供,請電郵至Email住址會使用灌水程式保護機制。你需要啟動Javascript才能觀看它
,與環境保護署-噪音監理及管制課聯絡。謝謝。
1.1 聲音和噪音
聲音是能量的一種,以壓力變化的方式傳遞,觸動聽覺。當我們彈奏樂器(例如結他),振動的弦線會令空氣粒子振動,並於空氣中產生聲波。於結他附近的人的耳朵感覺到聲波,便能聽到結他所產生的聲音。聲音亦可經由其他媒介傳遞,例如水或鋼鐵等。
除了樂器,聲音可以由許多來源產生-如人的聲帶、操作中的引擎、振動中的揚聲器膜片,使用中的機器等。這裡你便可以聽到由不同來源產生的聲音。
噪音是不受歡迎的聲音。由小提琴產生的聲音通常被視為悅耳的音樂。視乎其他因素,這些聲音亦可能被視為噪音。
人耳對噪音的感覺是主觀的。一些因素如聲音的大小、特性、持續時間及發出噪音的時間等,都可影響個人對噪音的主觀印象。
建築噪音的主要來源是在建築工地運作中的機械設備或工具。
2. 基本聲學原理
聲音的特性和分貝標度
我們必須理解聲音或噪音有兩種特性:頻率和響亮度。
2.1 聲音的頻率
聲音其實是經媒介傳遞的快速壓力變化。當聲音於空氣中傳遞,大氣壓力會循環變化。每一秒內壓力變化的次數叫作頻率,量度單位是赫茲(Hz),其定義為每秒的周期數目。
頻率越高,聲音的音調越高。如下圖顯示,擊鼓產生的頻率遠較吹哨子產生的頻率低。這裡你能夠聽聽不同頻率的聲音。
2.2 響亮度和分貝標度
響亮度是聲音或噪音的另一個特性。強的噪音通常有較大的壓力變化,弱的噪音壓力變化則較小。壓力和壓力變化的量度單位為巴斯卡,縮寫為Pa。其定義為牛頓/平方米(N/m2)
人類的耳朵能感應聲壓的範圍很大。正常的人耳能夠聽到最微弱的聲音叫作「聽覺閾」,為20個微巴斯卡 (縮寫為μPa) 的壓力變化,即20 x 10-6Pa ("百萬分之二十巴斯卡")。另一方面,非常噪吵的情況能產生很大的壓力變化,例如一架太空穿梭機在發出最大馬力時能在近距離產生大約 2,000 Pa或2 x 109 μPa的噪音。
明顯地,如用巴斯卡(Pa)來表達聲音或噪音會頗為不便。較簡單的做法是用一個對數標度(logarithmic scale)來表達聲音或噪音的響亮度,以10作為基數。以下簡介以基數為10的對數。你可以參考這裡示範來認識線性標度和對數標度的關係。
為避免以巴斯卡(Pa)來表達聲音或噪音(以防處理難以操縱的數字),故使用分貝(dB)這個標度。該標度以「聽覺閾」,20 μPa 或20 μPa or 20 x 10-6 Pa作為參考聲壓值,並定義這聲壓水平為0分貝(dB)。
聲壓級,縮寫通常為SPL或者Lp,其單位為分貝(dB),可經由以下算式求得。
聲壓級 (dB) = 10 log10(量度到的聲壓/參考聲壓)
在這圖表中,是一些由分貝(dB)的對數標度及以微巴斯卡(μPa)的線性標度來顯示的聲音,我們可從中學到如何較簡單地以對數標度去處理範圍較廣的數字。
用對數標度來表達聲音和噪音還有另一優點:人類的聽覺反應是基於聲音的相對變化而非絕對的變化。對數標度正好能模仿人類耳朵對聲音的反應。
2.3 於分貝標度上計算聲音或噪音的和
現實生活中我們經常會同時遇到幾個聲音。你知道一個聲音與另一個聲音結合時,會產生甚麼結果嗎?
我們都知道60個蘋果加60 個蘋果,等於120個蘋果。但是,這並不適用於以分貝來表示的聲音。事實上,60分貝加60分貝只等於63分貝。下面的公式說明了來自兩個聲源在分貝標度上相加的原理。
聲壓級(總計) = 10 log10(10(聲壓級1/10)+10(聲壓級2/10))
聲壓級的相加能夠使用以下圖表簡單完成。
2.4 "A"加權聲
正常的人耳能聽到20赫玆到20,000赫玆頻率的聲音。20赫玆到20,000赫茲的範圍叫作「聽覺頻率範圍」。我們聽到包含各種頻率的聲音。整個「聽覺頻率範圍」可分成8個或24個「頻率帶」,分別稱為倍頻程或1/3倍頻程。聲音或噪音在不同的頻率帶可有不同的強度或聲壓級,如這裡所示。
聲音通常以一個聲壓級值來描述。方法就是將所有倍頻程或1/3倍頻程所佔的部份加在一起,得出一個聲壓級。
人類耳朵對聲音的敏感度取決於聲音的頻率。對於2,500赫茲到3,000赫茲的聲音,人類耳朵的反應最靈敏,而對低頻率的聲音,敏感度則較低。故此,將所有倍頻程或1/3倍頻程所佔的部份加在一起,所得到的數值並不能有效反映人類耳朵對聲音頻率的非線性反應。以上的討論引出了加權聲級的概念。 這裡表示"A"加權聲級標度。
以"A"加權聲級度為例,在將低頻率及高頻率的聲壓級值加在一起之前,聲壓級值會根據公式減低。聲壓級值加在一起後所得數值的單位為分貝(A)。分貝(A)較常用是因為這個標度更能準確地反映人類耳朵對頻率的反應。量度聲壓級的儀器通常都附有加權網絡,以提供分貝(A)的讀數。
2.5 聲音的傳播
在空氣中,聲音是藉著由音源產生的壓力變化向四周傳播的。
離開音源越遠,聲音的聲壓級值就越低。雖然空氣份子吸收聲音的能量是導至傳播中的聲音漸漸減弱的原因之一,但是,與音源的距離是一個更重要的因素。
聲音減弱的情況稱為聲音衰減。
距離對聲音衰減的影響取決於音源的類型。我們日常接觸的聲音大多可視為「點」 型或「線」型音源。
如果音源向所有方作球狀的伸延,這便是一個「點」型音源。 對於「點」型音源,每增加一倍距離,聲壓級就會減少6分貝。 聲壓級能夠使用以下公式從聲源的距離及聲功率級計算出來。
聲壓級 = 聲功率級(點) - 10log (4 π r2)
r 是聲源的距離
3. 建築噪音緩解原理
建築噪音問題源於建築工地的作業。噪音會經由不同的路徑傳遞,然後到達噪音敏感的受體。當噪音的聲量高至對他人構成滋擾時,噪音便成問題。
問題的嚴重性視乎噪音源的強度及傳遞路徑的長度,即噪音源與受影響地方之間的距離。
3.1 建築噪音的緩解措施
A. 於噪音源控制
要減低噪音,可考慮首先於噪音源着手,並應選擇較寧靜的設備或操作技術。
使用會產生噪音的產品,亦受法例管制。根據「噪音管制條例」,手提撞擊式破碎機及空氣壓縮機,必須符合法定的噪音標準,並須貼上「噪音標籤」,方可使用。
使用較先進及較寧靜的技術,會比使用傳統的高噪音設備,於施工時產生較少的噪音。例如使用油壓夾混凝土機以代替傳統的破碎機進行拆卸工程,便能減低噪音的產生。至於某些鋪設地下公共設施的工程,使用較寧靜的頂管法代替明挖法亦能產生較少的噪音。
將噪音源密封是其中一種常見的減少建築噪音的方法。例如用於機器的隔音罩,隔音罩表面通常由金屬板製成,內層採用孔板,中間以吸音物料填滿。
以下部份會介紹一些常見的控制建築噪音方法
(i). 手提破碎機
手提破碎機應該:
- 通過一個較長的排氣通道並裝上滅聲器,以減少排氣噪音(排出空氣突然釋放),並減少源於機體外殼輻射噪音。
滅聲器可以降低的排氣噪音和體輻射噪音分別高達15 分貝(A)和6 dB(A)。
- 使用裝有軟墊鋼領的鑿子,以減少因金屬碰撞發出的噪音,並保持配件到位及保護它不受磨損。通過使用此配件可減少約3 分貝(A)。
(ii). 挖土機上裝配的破碎機
挖土機上裝配的破碎機是其中一項最嘈吵的建築設備。為了減少從此類設備所產生的噪音,使用錘子罩(罩是由特殊合金和內部裝有隔音材料組成),可以減少噪音達10 分貝(A)。
(iii). 安裝有內燃機的設備
有內燃機的設備包括固定和移動設備,例如:
- 固定裝置:壓縮機、發電機、混凝土泵和焊台
- 移動設備:挖掘機、推土機、裝載機和翻斗車
這些設備的噪音排放,會包括排氣噪音、冷卻系統噪音和發動機噪音。噪音控制措施包括:
- 排氣噪音
-安裝設計適當的排氣消音器 - 冷卻系統的噪音(包括來自水泵,皮帶,皮帶輪和冷卻風扇的噪音)
-換掉不好的風扇葉片設計或損壞的風扇葉片-安裝合適風扇導流罩-除去所有阻風的障礙物,如入氣口的鐵枝和管道 - 引擎噪音
-為各個組件安裝避振器,以降低發動機因振動而向外傳播的噪音-為個別產生噪音的部件安裝專門設計的部分或完全隔聲罩。它可以分別導致整體噪音水平下降5 至10 分貝(A)-於振動的板面上貼上擴阻隔音材料
必要定期保養和維修的所有機械裝置及設備:
- 實施預防性維修計劃,例如定期驗查和翻新,以確保設備運行狀況良好,並沒有發出異常噪音
- 確保定期需要更換的零件有存貨
(iv). 打樁
撞擊式打樁工程的典型噪音源包括:
- 振鈴噪音(從樁柱的表面輻射);
- 衝擊噪音;和
- 排氣噪音(通過加壓氣體從排氣口釋放產生的)
控制打樁噪音措施包括:
- 使用非撞擊式打樁工程技術,如鑽樁法、振動錘或液壓錘驅動鋼樁。
- 使用彈性樁頭配件及墊盤
-對於撞擊式打樁,樁的頂部應裝有彈性樁頭配件來保護及裝有墊盤以緩衝錘的打擊。
- 使用隔音罩
-完全封閉整支樁和打樁機。隔音罩應包括一個結實的框架,並裝上經過隔音設計的的包層和吸音板。
-此外,亦可以掛上一幅軟性厚身的乙烯基膠簾,將整條露出地面的樁柱及打樁機遮蓋。
(v). 接刀/石鋸
可以安裝在接刀和鋸石噪音緩解措施包括:
- 金屬罩 - 把機器與操作員隔開;
- 裝在發動機/發電機和支撐架之間的防震支架;和
- 濕水的小墊(用於冷卻葉片),以作為墊與刀片之間的粘性減震層。
(vi). 濕水的小墊(用於冷卻葉片),以作為墊與刀片之間的粘性減震層。
拆卸和拆除混凝土工程的噪音緩解措施包括使用非撞擊式設備,如油壓夾混凝土機、低音型液壓破碎機和其他安靜的設備。
- 以油壓夾混凝土機和低音型破碎機代替裝在挖掘機的撞擊式破碎機,可以在拆遷工程時降低周圍8分貝(A)的噪音。
- 低音型的液壓鑽機可取代傳統的履帶式氣動鑽機,並可降低噪音達20分貝(A)。
B. 減低噪音的傳播
減低噪音的方法之一,當然是把噪音源和噪音感應強的地方分隔開。然而,在高樓密集的城市,單靠距離來減低噪音,在實際的情況下並非經常可行。較常見的方法是採用隔音屏障或隔音罩來做阻隔。
兩種最常見的緩減措施來控制噪音的傳播:
- 隔音罩 – 完全封閉聲源的設備
- 隔音屏障 – 透過阻隔聲音直接由聲源到達噪音感應強的地方
這些控制的降噪性能取決於噪聲源和接收者之間與噪聲源和噪聲屏障/隔音罩之間的材料、設計、配置和距離。
(i). 隔音罩
隔音罩的外殼可以由多種材料來構造。一般情況下,應使用至少10千克/平方米的表面密度/表面質量的材料製造,以達至預期的效果。除了使用有效的材料,也應該要注意隔音罩的設計、構造及保養,因為小小的間隙,密封不良的接駁位也會令噪音洩漏。
(ii). 隔音屏障
隔音屏障利用截斷噪音源和噪音感應強的地方之間的直接路徑,以減少聲音傳播。然而,部份聲音仍然會透過折射和反射的方式傳播。要發揮隔音屏障最佳的隔音效果,就須要把它被放置在靠近噪音源的位置,並把噪音源完全屏蔽。
隔音屏障以盡量屏蔽噪音源為目的,它可以利用現場的建築材料,或使用特製的吸音板製成。
根據所使用的材料和隔音屏障的設計,一般有效的隔音屏障可以減低5 至10 分貝(A)的噪音。
C. 地盤行政的噪音管理
除了使用低噪音的設備、低噪音的施工方法,和噪音緩解措施以減少噪音外,適用於噪音控制的行政措施,也可進一步減少建築工地的噪音影響。這些措施包括:
- 規劃時應提供充足的時間與應變措施,以確保某些工序可以有足夠的時間進行,例如澆注混凝土,可以在足夠及准許的時間內完成
- 仔細規劃工程車路線,以減少對附近噪音應強的地方的噪音影響
- 仔細調度建築工作,盡量把所有必需而嘈吵的工作安排在不敏感的時間(例如午餐時間,課餘時間,避免考試期間)內進行。不可避免而要在晚上施工的工作要有建築噪音許可證,若高噪音的工程接近噪音感應強的地方,則要再仔細安排以盡量減少影響居民睡眠。
- 盡量減少各種同時進行的高噪音活動以減低累積更高的噪音
- 告知居民有關規劃和將要施工的工程,使他們能明白不可避免的噪音影響,從而減少投訴
- 建立溝通渠道(如人手接聽電話熱線)回應受影響居民的關注,亦可即時採取跟進行動,減少噪音的影響
- 關掉不需使用的設備
- 嘈吵的設備應該盡量擺放在遠離噪音感應強的地方
- 所有機器應盡可能使用公用電力,避免因使用發電機而產生噪音
- 盡可能利用地盤的堆土作為一個額外的自然隔音屏障
- 盡可能利用地盤寫字樓作為一個額外的隔音屏障
- 為所有機動設備提供定期和有效的保養,以延長設備的壽命以及降低噪音排放
- 透過定期監督巡查地盤和進行培訓,推廣良好的施工方法,以避免製造不必要的噪音滋擾,例如叫喊、使用擴音器對話、因粗暴搬弄材料或鋼筋而產生的碰撞聲等
- 提醒正加載和卸載的車輛、負責棚架拆卸或移動物料的員工要輕放物料,以減少產生不必要的噪音
- 避免在限制時間內或清晨進行高噪音的工作,包括安排嘈吵/大型設備/材料的交付,以避免打擾附近噪音應強的地方,這些工作應盡可能安排在上午9時後進行
- 定期監測地盤噪音。如果有超標,可能須要提供進一步緩解措施
- 保持良好的安全系統,特別是在工地入口處,以避免工人在限制時間內擅闖
- 建立一個在限制時間巡邏的隊伍,以確保地盤遵守噪音管制條例
- 請求分包商在限制時間內進行工作前,須事先取得許可(例如通過許可證的工作系統)
- 尋求噪音控制的專業意見
4. 較寧靜的施工設備/方法和緩解措施
現今市面上有很多新的機械設備和更寧靜的施工方案。這些設備和方法都能有效地減少施工時所產生的建築噪音。
這些方法可分為三大類:「低噪音的施工設備」, 「較寧靜的施工方法」和「噪音緩解措施」,以針對不同的建築工程包括「拆除混凝土」,「拆卸工程」,「裝修工程」,「道路工程」,「隧道及管道安裝」和「地基工程」。此網站會逐一詳細介紹。
4.1 限制
當為特定的情況設計噪音緩解措施時,需考慮多種因素。以下列舉其中一些因素:
- 噪音緩解措施可消減多少噪音;
- 部份噪音緩解設備只適用於特定工程;
- 噪音緩解措施所需的結構與地基要求;
- 噪音緩解措施所需的空間;
- 噪音緩解措施會否妨礙道路或行人通道;
- 噪音緩解措施會否因妨礙緊急通道﹑或阻礙駕駛者視線等而引起潛在危險;
- 噪音緩解措施的成本及維修費用,尤其當與其他同樣達到緩解噪音要求的措施相比較時。
在考慮噪音緩解措施時,須要同時考慮在特定情況下有那些限制。
4.2 香港的噪音管理措施
一如許多人口密集的大城市,香港同樣面對嚴重的噪音問題。鑑於市區土地有限,樓宇之間往往相當緊貼,當中更有不少為商住兩用。所以當有建築或翻新工程進行時,所產生的噪音往往會對他人構成很大滋擾。自《噪音管制條例》於1989實施以來,環保署一直透過審慎管理,致力減少建築噪音問題,以求在建造業的需要和維持社會和諧之間取得平衡。
5. 聲學術語辭彙
噪音
噪音是指所有今人反感及不需要的聲音。
分貝,dB
分貝是沒有量度單位的數值,並採用對數形式計算一個聲壓級與參考值的比率。
聲功率級
衡量某一聲源所發出的總聲功率的數值,以分貝表示。它與參考距離或其他外來因素無關。(以燈光作比喻,它相等於一個燈泡的功率,以瓦特表示。)
聲壓級
衡量某一點的聲音壓力的數值,以分貝表示。它與聲源的距離及其他外來因素有關。(以燈光作比喻,它相等於在某一點的光的亮度或強度。)
A加權分貝, dB (A)
A 加權分貝是量度環境噪音的常用單位,反映人類耳朵對噪音的反應。
等效連續噪音聲級,等效聲級
在特定情況和時段內,一個所含有的聲能與另一個隨時間轉變的實際聲級的聲能相同的固定聲級。
頻率
在每單位時間内聲壓反覆變動的次數。 頻率以多少「赫」(Hertz)計,即每秒週期數。這是影響音調高低的聲音特色。