建筑和室內空間聲環(huán)境設計——綜合醫(yī)院
1.聲環(huán)境概述
醫(yī)院作為特殊的醫(yī)療場所,應為患者就診帶來安靜、整潔的環(huán)境感受。然而,事實上,隨著患者流動量的增大、醫(yī)療設備的更新?lián)Q代、周邊環(huán)境的變化,導致醫(yī)院聲環(huán)境問題日益加劇。據(jù)美國霍普金斯大學的研究發(fā)現(xiàn),在過去的10年間,醫(yī)院噪聲水平穩(wěn)定持續(xù)的增高已經升級到一個世界范圍的問題。噪聲不僅困擾著患者和醫(yī)護人員,而且還增加了發(fā)生醫(yī)療事故的風險。
1.1影響醫(yī)院的噪聲因素
(1)交通噪聲
造成醫(yī)院噪聲持續(xù)增強的主要因素,首先由于城市道路的拓寬及交通量的增加,交通噪聲使醫(yī)院的整體背景噪聲提高,尤其是對病房的噪聲干擾,以致在開窗條件下患者難以入睡。如果在醫(yī)院的設計、施工階段未對外墻、外門窗的隔聲性給予足夠的重視和規(guī)定,很有可能即使關窗也無法達到睡眠所需要的安靜環(huán)境。
(2)設備噪聲
新的診療設施與機電設備產生的噪聲及振動,如核磁共振檢查儀、體外碎石機、病房的呼叫機、空調系統(tǒng)、通風系統(tǒng)的噪聲和振動等,都不同程度地提高了醫(yī)院的噪聲水平。
(3)人為噪聲
人員活動產生的噪聲是醫(yī)院噪聲的重要來源之一。掛號大廳的喧嘩聲、護士站患者尋求幫助或咨詢的呼喚聲、交談聲等等,都是醫(yī)院不再安靜。
1.2?噪聲來源區(qū)域
根據(jù)醫(yī)院功能,噪聲來源可分為4個區(qū)域
第一部分是患者最先接觸的環(huán)境――門診大廳;
第二部分是患者和醫(yī)生最初的交流空間――診室;
第三部分是患者進行檢查、治療的環(huán)境――醫(yī)技科室;
最后一部分是患者康復靜養(yǎng)的環(huán)境――病房。
2.醫(yī)院建筑中的聲學指標
2.1?醫(yī)院建筑中各用房的允許噪聲級
2.1.1?醫(yī)院與住宅、旅館客房一樣,均有晝夜安靜的要求,以滿足治療與休息的需要。根據(jù)我國的國家標準GB 50118-2010《民用建筑隔聲設計規(guī)范》中規(guī)定,醫(yī)院主要房間內的噪聲級。
2.1.2醫(yī)院建筑中各用房材料吸聲吸聲
根據(jù)《醫(yī)院建筑噪聲與振動控制設計標準》T/CECS 669-2020?中的相關規(guī)定,在空場情況下,醫(yī)院各區(qū)域在250Hz~2000 Hz 1/1倍頻程中心頻率下的平均吸聲系數(shù)應符合表2.1.2的要求。
表2.1.2?醫(yī)院各區(qū)域的平均吸聲系數(shù)

2.3醫(yī)院建筑中隔聲減噪要求
2.3.1醫(yī)院建筑的總平面設計,應符合下列規(guī)定:
(1)綜合醫(yī)院的總平面布置,應利用建筑物的隔聲作用。門診樓可沿交通干線布置,但與干線的距離應考慮防噪要求。病房樓應設在內院。若病房樓接近交通干線,室內噪聲級不符合標準規(guī)定時,病房不應設于臨街一側,否則應采取相應的隔聲降噪處理措施(如臨街布置公共走廊等);
(2)綜合醫(yī)院的醫(yī)用氣體站、冷凍機房、柴油發(fā)電機房等設備用房如設在病房大樓內時,應自成一區(qū)。
2.3.2臨近交通干線的病房樓,在滿足本規(guī)范表2.2.3的基礎上,還應根據(jù)室外環(huán)境噪聲狀況及本規(guī)范第2.1.1條規(guī)定的室內允許噪聲級,設計具有相應隔聲性能的建筑圍護結構(包括墻體、窗、門等構件)。
2.3.3體外震波碎石室、核磁共振檢查室不得與要求安靜的房間毗鄰,并應對其圍護結構采取隔聲和隔振措施。
2.3.4病房、醫(yī)護人員休息室等要求安靜房間的鄰室及其上、下層樓板或屋面,不應設置噪聲、振動較大的設備。當設計上難于避免時,應采取有效的噪聲與振動控制措施。
2.3.5醫(yī)生休息室應布置于醫(yī)生專用區(qū)或設置門斗,避免護士站、公共走廊等公共空間人員活動噪聲對醫(yī)生休息室的干擾。
2.3.6對于病房之間的隔墻,當嵌入墻體的醫(yī)療帶及其他配套設施造成墻體損傷并使隔墻的隔聲性能降低時,應采取有效的隔聲構造措施,并應符合本規(guī)范表2.2.1、表2.2.2的規(guī)定。
2.3.7穿過病房圍護結構的管道周圍的縫隙,應密封。病房的觀察窗,宜采用固定窗。病房樓內的污物井道、電梯井道不得毗鄰病房等要求安靜的房間。
2.3.8入口大廳、掛號大廳、候藥廳及分科候診廳(室)內,應采取吸聲處理措施;其室內500Hz~1000Hz混響時間不宜大于2s。病房樓、門診樓內走廊的頂棚,應采取吸聲處理措施;吊頂所用吸聲材料的降噪系數(shù)(NRC)不應小于0.40。
2.3.9手術室應選用低噪聲空調設備,必要時應采取降噪措施。手術室的上層,不宜設置有振動源的機電設備;當設計上難于避免時,應采取有效的隔振、隔聲措施。
2.3.10聽力測聽室不應與設置有振動或強噪聲設備的房間相鄰。聽力測聽室應做全浮筑房中房設計,且房間入口設置聲閘;聽力測聽室的空調系統(tǒng)應設置消聲器。
2.3.11診室、病房、辦公室等房間外的走廊吊頂內,不應設置有振動和噪聲的機電設備。
2.3.12醫(yī)院內的機電設備,如空調機組、通風機組、冷水機組、冷卻塔、醫(yī)用氣體設備和柴油發(fā)電機組等設備,均應選用低噪聲產品;并應采取隔振及綜合降噪措施。
2.3.13在通風空調系統(tǒng)中,應設置消聲裝置,通風空調系統(tǒng)在醫(yī)院各房間內產生的噪聲應符合本規(guī)范表2.1.1的規(guī)定。
3.醫(yī)院建筑中的聲學設計要點
3.1?總平面圖降噪設計
為了保證醫(yī)院建筑整體優(yōu)良的聲環(huán)境,需要合理的規(guī)劃醫(yī)院的總平面圖布置,充分利用建筑物的隔聲作用。
1、門診樓可沿交通干線布置,但與干線的距離要考慮防噪要求。病房樓設在內院。
2、醫(yī)院的醫(yī)用氣體站、冷凍機房、柴油發(fā)電機房等設備用房自成一區(qū)。水泵、空調機組、風機、鍋爐、電梯、變壓器等設備設置應遠離病房、ICU、醫(yī)護人員休息室、聽力測聽室、手術室等對噪聲要求高的房間,并應對設備進行有效的隔振處理。
3、體外震波碎石室、核磁共振檢查室不得與要求安靜的房間毗鄰,并對其圍護結構采取隔聲和隔振措施。
4、病房、醫(yī)護人員休息室等要求安靜房間的鄰室及其上、下層樓板或屋面,不設置噪聲、振動較大的設備。
5、醫(yī)生休息室布置于醫(yī)生專用區(qū)或設置門斗,避免護士站、公共走廊等公共空間人員活動噪聲對醫(yī)生休息室的干擾。
3.2?門診大廳/住院大廳/取藥大廳設計
門診部作為醫(yī)院的重要組成部分,是患者就診過程中首先接觸的部門,因此門診部在某種程度上肩負著塑造醫(yī)院良好形象的重任。同時,患者在門診部停留時間相對較長,因此門診部內聲環(huán)境的優(yōu)劣會極大地影響患者的總體就診感受。
門診大廳、住院大廳面積較大,凈空較高,人員較為密集。要求室內中頻混響時間不大于2s,室內噪聲水平小于55?dB(A)。因此需要在門診大廳、住院大廳頂棚和四周墻面安裝吸聲材料,盡量少使用或不使用反射類材料。
天花頂棚使用降噪系數(shù)NRC≥0.6的多孔吸聲材料,墻面使用降噪系數(shù)NRC≥0.70的聲學材料。
3.3?診室設計
診室區(qū)域包括兩部分,一部分是室外患者等候區(qū)域,另一部分是室內醫(yī)生診療區(qū)域。為避免候診區(qū)對診室的影響,保證診室的噪聲水平小于40 dB,候診室區(qū)的天花應使用吸聲降噪材料NRC ≥ 0.6。診室門使用隔聲量≥30dB隔聲門。
為保證診室內醫(yī)生與病人交談語言清晰,要求診室內中頻混響時間應不大于0.8s,診室上空應設置吸聲材料或吸聲構造,吸聲材料降噪系數(shù)(NRC)應不小于0.60。
3.4手術室設計
據(jù)測試手術室內平均噪音水平為60-65分貝,通常接近90分貝,而國際噪聲委員會建議急診區(qū)噪音平均水平白天不超過45分貝,晚間不超過40分貝,夜間不超過30分貝,手術室是高度腦力勞動和體力勞動相結合的特殊場所,術中醫(yī)護人員需要高度的思想集中、精心手術操作。嚴密地觀察病情,任何噪音對他們都將產生不良影響,甚至造成意外差錯事故。
保證手術室的噪聲水平小于40 dB,除了選用低噪聲空調設備,加強對器械的檢查、保養(yǎng)和維護外,墻面還應使用隔聲量≥50 dB的隔聲材料或構造并使用隔音量≥40 dB的隔聲門。手術室上空應設置吸聲材料或吸聲構造,吸聲材料降噪系數(shù)(NRC)應不小于0.60。
3.5?普通病房和VIP病房設計
病房為患者治療及康復的區(qū)域,良好的醫(yī)療環(huán)境顯得非常重要,所以相對門診大廳對聲環(huán)境的要求更高。
1、為保證病人有一個良好的聲環(huán)境,要求病房白天噪聲水平小于40dB,?夜間噪聲水平小于35 dB。
2、病房之間的墻體,當插座、開關、醫(yī)療氣體、綜合管道系統(tǒng)面板嵌入病房之間的墻體時,應采取有效的隔聲構造措施,避免削弱墻體隔聲量。
3、病房內配置的廁所、浴室與相鄰病房之間的空氣聲隔聲量等同于病房隔聲量。
4、病房不得與電梯井道、空調設備層直接相鄰,空調機組、新風機組(熱回收機組)、風機、冷卻塔、風冷機組等產生噪聲、振動設備不宜直接布置在病房臥室的正上方。
5、相鄰隔墻應使用隔聲量≥50 dB的隔聲材料或構造,病房的上空應設置吸聲材料或吸聲構造,吸聲材料降噪系數(shù)(NRC)應不小于0.60。
3.6重癥監(jiān)護室設計
醫(yī)院重癥監(jiān)護室為重病人集中治療的場所,它匯集了大量高科技儀器設備為病人提供支持和治療。
重癥監(jiān)護室不得與電梯井道、空調設備層直接相鄰,空調機組、新風機組(熱回收機組)、風機、冷卻塔、風冷機組等產生噪聲、振動設備不宜直接布置在病房臥室的正上方。
重癥監(jiān)護病房(ICU)隔墻應使用隔聲量≥55 dB的隔聲材料或構造,重癥監(jiān)護病房(ICU)對聲環(huán)境有嚴格要求房間的上空應設置吸聲材料或吸聲構造,吸聲材料降噪系數(shù)(NRC)應不小于0.80。
3.7?測聽室設計
測聽室是醫(yī)院進行聽力測試,建造的具有理想測聽環(huán)境的專用房間。
聽力測聽室不應與有振動或強噪聲的設備間相鄰,空調系統(tǒng)應裝消聲器。聽力測聽室應做全浮筑房中房設計,且房間入口設置聲閘。
測聽室測聽方法還包括純音氣導和骨導聽閾基本測聽法、用純音及窄帶測試信號的聲場測聽法,暫無對這些方法進行測聽室混響時間規(guī)定,可依據(jù)影劇院聲學設計標準,并且混響時間不宜太小,適當取正常環(huán)境即可,因此一般測聽室混響時間使0.3——0.5s。
測聽室中的本底噪聲聲壓級應不超過會掩蔽測試信號的某些規(guī)定值,對測聽室的本底噪聲聲壓級的要求,取決于發(fā)送測聽信號的方式,即測聽信號是經耳機、骨振器還是揚聲器發(fā)送的。
3.8?體外震波碎石室/核磁共振室設計
體外震波碎石室、核磁共振室是容易產生噪聲的房間,為避免對其他房間的影響,體外震波碎石室、核磁共振檢查室不得與要求安靜的房間毗鄰,并對其圍護結構采取隔聲和隔振措施。墻應使用隔聲量≥50 dB的隔聲材料或構造,天花使用減振龍骨填充隔音棉,使用隔聲量≥35dB隔音門。
核磁共振室、體外碎石室等產生噪聲的房間宜設置醫(yī)生控制室,并按照診療室的標準采取隔聲措施。
3.8?醫(yī)生辦公室設計
為保證相鄰辦公室的語言私密性,走道兩側布置辦公室,相對房間的門宜錯開設置,要求其背景噪聲水平小于40 dB,辦公室房間外的走廊吊頂內,不應設置有振動和噪聲的機電設備,混響時間在0.5-1.0s,上空應設置吸聲材料或吸聲構造,吸聲材料降噪系數(shù)(NRC)應不小于0.60。
3.9?會議室設計
會議室根據(jù)用途,需要滿足一定的語言清晰度,要采用短混響聲學設計;同時無明顯回聲和顫動回聲等的聲學缺陷;因此,需要用強吸聲措施,降低室內混響時間,保證廳內語言清晰度。
小會議室使用面積宜<35㎡,大會議室使用面積≥35㎡。小會議室背景噪聲水平小于40 dB,大會議室背景噪聲水平小于35 dB。
墻面在會議室四周墻面合理布置吸聲材料,不僅可以將室內混響時間控制在會議室容積所對應的最佳混響時間范圍內,而且能夠消除回聲和顫動回聲等聲學缺陷。對于較大會議室,在混響時間在規(guī)定范圍的前提下,若出現(xiàn)回聲或顫動回聲或聲場不均勻,可在墻面合理設計擴散體(擴散體表面也可設置吸聲材料),以使聲場盡可能均勻。
頂面若原室內幾乎無吸聲,需要大量增加吸聲,達到聲學設計指標,則要在頂面做降噪系數(shù)NRC≥0.8強吸聲材料天花吊頂,吊件采用減振吊件,在增加可以增大室內吸聲量同時,又可以增加樓板的隔振量。若吸聲量足夠,則頂面只需做隔聲吊頂。
3.10?醫(yī)護走廊設計
吊頂應設置吸聲材料或吸聲構造,吸聲材料降噪系數(shù)(NRC)應不小于0.70。
山墻或其他大面積墻面應做吸聲處理,吸聲材料降噪系數(shù)(NRC)應不小于0.60。
對于低頻的腳步聲、設備與地面的摩擦聲、病房區(qū)的小聲交談聲等,采取在樓板和地面鋪設塑膠地面或者軟木地板等。
3.11?報告廳設計
報告廳建筑聲學設計的基本要求是:足夠的響度,滿意的清晰度,全場有比較均勻的效果,具有豐滿度和親切感以及無回聲干擾等物理缺陷。設計的主要目的就是為了獲得令人滿意的聲學效果,擬定相應的具體措施,以確保最終結果達到各項設計要求。
聲學設計原則:
(1)合理的混響時間設計,滿足會議功能和現(xiàn)場演出功能的使用。
(2)保證觀眾廳各處有相對合適的聲音強度、有足夠的響度、良好的語言清晰度。
(3)聲場分布均勻,在演出時觀眾廳內任何位置上不得出現(xiàn)回聲、顫動回聲、聲聚焦等對聽音形成干擾的音質缺陷。
(4)選用合適的、環(huán)保的、防火性能佳的吸聲和反射產品,保證不同頻段內的聲學效果,獲得良好過渡的混響頻率特性。
(5)采取電聲系統(tǒng)(擴音系統(tǒng))以及相應的室內聲學措施,保證現(xiàn)場演出的實時性等。
(6)控制觀眾廳背景噪聲達到允許標準,營造一個低噪音,高清晰度的報告廳。
3.12?設備用房隔振設計
醫(yī)院的一些配套機電設備中,在滿足使用者的實際需求的同時,存在很大的噪音隱患,這些硬件設備包括電梯機房、空調機房、空壓機房、通風機組、應急發(fā)電機組等。
產生噪聲的建筑服務設備等噪聲源(鍋爐房、水泵房、變壓器室、制冷機)宜單獨設置在建筑之外。醫(yī)院所在區(qū)域內有噪聲源的建筑附屬設施,其位置應避免對噪聲敏感建筑物產生噪聲干擾,必要時應作防噪處理。
這些設備在運行時產生的噪音會通過機房的圍護結構進行固體傳導或者空氣傳播影響到機房外部一些功能區(qū)的正常運行。為減小上下層的相互影響,加強樓板的隔聲處理,在面層鋪設柔性材料或在面層和結構層之間加置減振材料,機房門使用防火隔音門,墻面使用隔音氈。天花吊頂使用減振龍骨填充隔音棉。
3.13?空調系統(tǒng)消聲設計
通風空調系統(tǒng)應設置消聲裝置,消聲器內的吸聲材料應采用吸聲性能好、滿足醫(yī)院潔凈度、防火性能要求的吸聲材料。
對所有的空氣動力性噪聲、主機房進風和蒸汽噴射噪聲統(tǒng)一采用消聲治理措施,噪聲源采取消聲治理后,要求既要有適宜的消聲量(即聲學性能),同時對設備的運行不能有明顯的影響(即良好的空氣動力性能)。
消聲器材質采用不燃材料;通風機直通大氣的進、出口處必須設防護鋼板網。
案例:和祐國際醫(yī)院

聲學設計工程案例
和祐國際醫(yī)院項目建設單位為廣東和康醫(yī)療管理有限公司,該項目位于佛山市順德區(qū)北滘鎮(zhèn),被納入《廣東省?2021 年重點建設正式項目計劃表》。和祐醫(yī)院被定位為非營利性醫(yī)院,未來該院所有營收盈余將用于自身發(fā)展、醫(yī)學研究以及社會民生福祉。該院已計劃與政府部門協(xié)商,讓門診與住院接入社保體系,讓佛山乃至大灣區(qū)居民共享高水平醫(yī)療服務。
和祐醫(yī)院項目總投資?100 億元人民幣,占地 186 畝,主營建筑面積 38 萬平方米,規(guī)劃 1500 張床位,綠化率高達 30%。已經開建的一期工程包含了醫(yī)療綜合樓、行政辦公樓及 IMC 國際醫(yī)療中心三大板塊和感染樓,總建筑面積約 28.6 萬平方米;項目二期預留了住院區(qū)、轉化醫(yī)學中心、學術交流中心、粒子中心等功能區(qū)域。
醫(yī)療綜合樓主要機房包括空調機房、電梯機房和排煙機房等,位于?B2 層、頂層(3 樓)等部位,主要敏感房間包括:搶救室、診室、治療室、手術室、UPS 室、孕婦學校、候診區(qū)等。
行政辦公樓(12 層)主要機房包括空調機房(B1 層等部位)、電梯機房(RF 層)和廚房等,主要敏感房間包括:報告廳、圖書館兼史館、會議室、值班休息室等。
IMC 國際醫(yī)療中心(9 層)主要機房包括空調機房(1~9 層)、電梯機房(RF 層)和加壓送風機房等,主要敏感房間包括:??浦委熓?、IMC 病房、病房、診室、治療室、辦公室、值班室、會客廳等。
感染樓主要機房包括空調機房、電梯機房和排煙機房等,位于頂層(3 樓)等部位,主要敏感房間包括:治療室、藥房、診室、醫(yī)護休息室、檢驗科室等。
影響上述醫(yī)療綜合樓、行政辦公樓及?IMC 國際醫(yī)療中心三大板塊和感染樓敏感房間聲環(huán)境質量的主要因素除空調機房、電梯機房和排煙機房等的動力設備(新風機組、空調機組、電梯驅動裝置、各種泵類<水泵、冷熱水泵、冷卻水泵、燃油泵>、冷卻水塔等)運行時產生的固體聲和二次激發(fā)噪聲外,還包括中央空調風口產生的空氣動力性噪聲及在敏感房間內部安裝的兩管制風機盤管,房間通風器,變冷媒流量多聯(lián)機,離心管道風機、分體機室內機,送風機、補風機、排風機、排氣扇等各種風機,空調箱等通風空調設備產生的空氣動力性噪聲及固體聲和二次激發(fā)噪聲。對于室外布置的噪聲源(鍋爐房、冷卻塔等),還是影響室外聲環(huán)境質量的主要因素。
為了使各敏感房間(區(qū)域)和室外聲環(huán)境質量達到噪聲允許值要求,需從機電設備振動控制設計、暖通風管系統(tǒng)消聲降噪設計、設備機房內部界面降噪設計和室外設備噪聲排放控制設計等方面提出總體要求。
根據(jù)業(yè)主提供的設備的參量(如轉速、尺寸、重量、功率等),聲學設計時根據(jù)該設備所處的位置,進行詳細的消聲隔振計算,并對設備機房采用橡膠、或采用彈簧減振器、或采用浮筑等措施進行減振處理。所有排風機/送風機/風機以進風及排風管連接,配備消聲器及內置 25 毫米變形量彈簧減振器。 消聲處理包括消聲器、消聲彎頭、消聲靜壓箱及風管內吸聲材料。標準層空調機組(進風及回風)預留兩組消聲器滿足規(guī)范聲學目標。標準層空調機組/風機安裝在浮動底座上;空調機房鄰近辦公區(qū)提供雙重墻。
醫(yī)院的入口大廳、掛號大廳、候藥廳、候診廳等是醫(yī)院內人員較為密集、面積較大、凈空較高的場所。若不采用一定的吸聲材料做裝修,這些空間的中頻混響時間達4s甚至可能達到10s。當混響嚴重,人們不能用正常的嗓音交流時,就不得不提高說話的聲音,從而又提高了室內噪聲水平,嚴重時室內聲級將高達 85dB(A)左右,非常嘈雜。對此,和祐醫(yī)院的入口大廳、掛號大廳、候診廳及醫(yī)護走廊內,天花均采用吸聲材料進行降噪處理措施,盡可能控制使其室內噪聲水平小于72dB(A),控制室內中頻混響時間不大于 2s。