有关住宅建筑室内振动标准的评述
资讯来源:本公司    发表日期:2013-08-05    浏览次数:2181

张绍栋,熊文波

(杭州爱华仪器有限公司  310007) 

1 概述

        我国有关住宅建筑室内振动的标准有:

      (1)GB 10070-1988《城市区域环境振动标准》和GB10071-1988《城市区域环境振动测量方法》。

     (2)GB/T 50355-2005《住宅建筑室内振动限值及其测量方法》。

     (3)GB/T 13441.2-2008《机械振动与冲击 人体暴露于全身振动的评价 第2部分:建筑物内的振动(1Hz~80Hz)》,相应国际标准是ISO 2631-2:2003。

     (4)JGJ/T 170- 2009《轨道交通引起建筑物振动与二次幅射噪声限值及其测量方法》。

     (5)DB31/T470 -2009《上海市城市轨道交通(地下段)列车运行引起的住宅建筑室内结构振动与结构噪声限值及测量方法》。

      以上标准适用于不同的应用场合,规定了不同的标准限值和测量方法。 

2  GB10070-1988《城市区域环境振动标准》和GB10071-1988《城市区域环境振动测量方法》

       标准中规定了城市各类区域铅垂向z振级(VLz)标准值,以10-6 m/s2为0 dB,下同(表1)。

表1  城市区域环境振动标准值(dB)

适用地带范围

昼间

夜间

特殊住宅区

65

65

居民、文教区

70

67

混合区、商业中心区

75

72

工业集中区

75

72

交通干线道路两侧

75

72

铁路干线两侧

80

80

 

       表中所列标准值适用于连续发生的稳态振级、冲击振动和无规振动。对于每日发生几次的冲击振动,其最大值昼间不允许超过标准值10 dB,夜间不超过3 dB。“特殊住宅区”是指特别需要安宁的住宅区。“居民、文教区”是指纯居民区和文教、机关区。 “混合区”是指工业、商业、少量交通与居民混合区。 “商业中心区”是指商业集中的繁华地区。商业中心区振源较少,主要是服务性行业中的工业设备及交通,振动影响不大,因而标准值与混合区相同。“工业集中区”是指在一个城市或区域内规划明确确定的工业区。“交通干线道路两侧”是指车流量每小时100辆以上的道路两侧。“铁路干线两侧”是指距每日车流量不少于20列的铁道外轨80 m外两侧的住宅区。由于铁路运行情况白天和夜间差不多,故昼间与夜间振级标准都定为80 dB。

       环境振动测量方法按GB/T10071-1988, 测量仪器:环境振级计或环境振动分析仪,性能符合ISO 8041标准,时间常数1 s。测点位置:置于各类区建筑物室外0.5 m以内振动敏感处,必要时可置于建筑物室内地面中央。因此,表1中的振动标准值也是住宅室内振动标准值,但它是对位于住宅建筑物外部各种振动源(如机器设备、公路交通、铁路交通以及施工现场等)对住宅建筑物的容许振动限值标准。

       DB31/T470 -2009《上海市城市轨道交通(地下段)列车运行引起的住宅建筑室内结构振动与结构噪声限值及测量方法》。标准中城市轨道交通(地下段)列车运行引起的住宅室内振动限值的数值基本采用《城市区域环境振动标准》(GB 10070-1988)中相似功能区标准值,结合上海市的实际情况,将本标准中“2类区”振动限值由相似的GB 10070-1988中“混合区”标准值严格了3 dB。

       利用AWA 6256B+型环境振动分析仪,直接测量1 Hz~80 Hz频率范围内铅垂向z振级,对稳态振动,以每个测点测量1次,取5 s内的平均示数作为评价量;对冲击振动,取每次冲击过程中的最大示数为评价量;对于重复出现的冲击振动,以10次读数的算术平均值为评价量;对无规振动:以VLZ10值作为评价量;对铁路振动,读取每次列车通过过程中的最大示数,每个测点连续测量20次列车,以20次读数值的算术平均值为评价量。

       应该注意到这两个标准已发布25年,它所引用的ISO DP8041已有2005年版本,原来的全身z计权网络已由Wk计权代替。目前环保部正在对这两个标准进行修订,估计不久的将来就能发布。 

3 GB/T 50355-2005《住宅建筑室内振动限值及其测量方法》

    标准规定了安装在住宅建筑物(含商住楼)内部的各种振动源(如电梯、水泵、风机等)对住宅建筑内部的容许振动限值标准,以确保居住者有一个良好而又必备的居住条件,同时也为住宅建筑内各种振动源的振动控制提供了可靠的依据。这里住宅建筑室内的铅垂向振动加速度级应符合表2规定的限值。

表2 住宅建筑室内的铅垂向振动加速度级限值

1/3倍频程中心频率(Hz)

1

1.25

1.6

2

2.5

3.15

4

5

6.3

8

 

La限值(dB)

1级限值

昼间

76

75

74

73

72

71

70

70

70

70

夜间

73

72

71

70

69

68

67

67

67

67

2级限值

昼间

81

80

79

78

77

76

75

75

75

75

夜间

78

77

76

75

74

73

72

72

72

72

 

1/3倍频程中心频率(Hz)

10

12.5

16

20

25

31.5

40

50

63

80

 

La限值(dB)

1级限值

昼间

72

74

76

78

80

82

84

86

88

90

夜间

69

71

73

75

77

79

81

83

85

87

2级限值

昼间

77

79

81

83

85

87

89

91

93

95

夜间

74

76

78

80

82

84

86

88

90

92

       表中1类限值为适宜达到的限值,2类限值为不得超过的限值。

       测量的量为频率1 Hz~80 Hz范围内,1/3倍频程的铅垂向振动加速度级(La)分贝值。测量仪器应符合GB10071《城市区域环境振动测量方法》中测量仪器的规定,1/3倍频程带通滤波器应符合GB/T 3241《倍频程和分数倍频程滤波器》的规定。

       这里的容许振动限值标准类似于室内低频噪声的倍频带声压级限值,各频带振动限制的依据是4 Hz~8 Hz的标准值,加上GB/T 13441-1992《人体全身振动环境的测量规范》(参照采用国际标准ISO 2631-1:1985《人体全身振动暴露的评价— 第1部分:通用要求》)规定的全身z计权因子,计权因子的频响是呈折线形状的。ISO 2631 标准1998版本的对应Wk计权是函数型连续曲线形状,计权因子也不同。

       利用AWA 6256B+型环境振动分析仪,配上1/3倍频程分析软件,实时测量1 Hz~80 Hz频率范围内的各个1/3 倍频程中心频率的振级,比较每一个频带振级是否超过表2的规定值。 

4  GB/T 13441.2-2008《机械振动与冲击 人体暴露于全身振动的评价 第2部分:建筑物内的振动(1 Hz~80 Hz)》 

      相应国际标准是ISO 2631-2:2003。该标准涉及与居住者舒适和烦恼相关的建筑物内暴露于人体全身振动与冲击。该标准没有规定容许振动值。振动应在三个正交方向上同时测量。振动方向应相对于建筑物而不是相对于人体来确定,x、y和z轴的指向应是立姿人体的指向。

       振动测量位置应选取房间中发生频率计权振动最大幅值处或者专门指定的建筑结构表面上的适当位置。只要确定了居住者的姿势,就应对相关位置测量得到的三个方向的振动进行相应的频率计权,也就是z方向用Wk计权,x和y方向用Wb计权。然后用最大频率计权振动幅值确定振动轴,并用该方向得到的振动幅值进行评价。不考虑测量方向时推荐使用频率计权Wm,Wm以前定名为W.B.combined。

       振动测量可选用AWA 6256B+型三轴向振动分析仪,配置三轴向低频加速度计,利用Wk、Wb或Wm计权同时测量x、y和z轴三个方向的计权振动加速度或计权振级,以三个方向中的最大频率计权振动幅值进行评价。如果使用单轴向加速度计,需分别在x、y和z轴三个方向上测量计权振动加速度或计权振级。 

5  JGJ/T 170- 2009《轨道交通引起建筑物振动与二次幅射噪声限值及其测量方法》

       适用于城市轨道交通列车运行引起沿线建筑物振动和室内二次辐射噪声的控制和测量。这里的振动是指运行列车引起沿线固体介质的往复运动而导致地面、建筑物基础或结构的振动。要求测量频率范围4 Hz~200 Hz的城市轨道交通引起建筑物室内振动的1/3 倍频带铅垂向振动加速度,再按表3规定的1/3倍频程中心频率的Z计权因子进行数据处理,得到各中心频率的振动加速度级(振级)。

表3  Z频率计权因子

1/3倍频程中心频率Hz

4

5

6.3

8

10

12.5

16

20

25

31.5

40

50

63

80

100

125

160

200

计权因子dB

0

0

0

0

0

-1

-2

-4

-6

-8

-10

-12

-14

-17

-21

-25

-30

-36

       这里的Z计权因子是采用ISO 2631-1:1997(相应国家标准GB/T 13441.1-2007)规定的全身垂向计权因子,但是,在ISO 2631-1:1997和GB/T 13441.1-2007中已不再称为z计权,而是称之为Wk,这里称之为Z计权是不妥当的。

       评价量为1/3 倍频程中心频率上的最大振动加速度级(简称分频最大振级),建筑物室内振动限值见表4。表中限值与环境振动标准规定的限值有所不同,这里是分频最大振级,而GB 10070中是计权振级。不过在该标准中还规定“除应执行本标准外,尚应符合国家现行有关标准的规定。”是否还意味着要符合GB 10070-1988的规定。

表4 轨道交通引起建筑物室内振动限值(dB)

区域

昼间

夜间

0类

65 

62 

1类

65 

62 

2类

70 

67 

3类

75 

72 

4类

75 

72 

        利用具有1/3倍频程分析功能的振动测量仪器,如AWA6291型实时信号分析仪,在垂直于地面方向(铅垂向),测量4 Hz~200 Hz频率范围内的各个1/3 倍频程中心频率的振级,再分别加上表3中各个1/3 倍频程中心频率对应的计权因子,其中最大振动加速度级(简称分频最大振级)就是评价值。利用AWA 6256B+型环境振动分析仪,配上1/3倍频程分析软件,也可以进行测量,只是AWA 6256B+频率上限是80 Hz,这里要求200 Hz,不过100 Hz以上计权衰减21 dB以上,影响不会太大。 

6 结束语

        住宅建筑室内振动有几个标准,其实只有两种情况:一种是对位于住宅建筑物外部各种振动源(如机器设备、公路交通、铁路交通以及施工现场等)对住宅建筑物室内的振动限值标准;另一种是安装在住宅建筑物(含商住楼)内部的各种振动源(如电梯、水泵、风机等)对住宅建筑内部的振动限值标准。前一种属于环境振动范围,轨道交通引起建筑物室内振动也是环境振动的一种,它虽然有JGJ/T 170- 2009标准,但也要符合GB 10070-1988要求。至于GB/T 13441.2-2008/ISO 2631-2:2003《机械振动与冲击 人体暴露于全身振动的评价 第2部分:建筑物内的振动(1 Hz~80 Hz)》推荐的Wm频率计权应该作为以上两种情况选用的频率计权。因为无论以前的z计权或者现在的Wk计权都是相对于人体全身的z方向,并不表示就是铅垂向,而居住者在住宅室内可能是立姿、坐姿或卧姿,而且不可能停留在一种姿势,因此使用Wm计权可能就比较合适了。

    

 

 

 

 

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