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摘要：開放式辦公室在國內外已廣泛使用，其聲環境質量關系著其中工作人員的健康和工作效率。本文從整體布局、噪聲控制和語音私密度的保障三個方面論述了開放式辦公室聲環境設計的主要內容和方法，并提出了開放式辦公室聲環境設計要點，供建筑師和室內設計師參考。...

開放式辦公室的綠色聲環境設計

汪丹穎

(東南大學建筑學院210018  南京)

    開放式辦公室自從20世紀60年代首先在歐洲出現以來，就一直以其經濟適用等優點被多個行業廣泛采用。小到幾十平方米的工作間，大到蓬皮杜中心上千平方米的辦公室，每天千千萬萬人在其中長時間地居留、工作，因此開放式辦公室的環境品質不僅關系到辦公人員的舒適和健康，而且會進一步影響他們的工作效率和由此產生的創造力。

    開放式辦公室受到很多人的喜愛，一見之下就會給人留下活躍、通透、高效、自由的視覺印象，而這些感覺一映射到聽覺上就不免變成了吵鬧、混雜和相互干擾。開放式辦公室拋棄了保守的工作方式和建筑模式，享有大量便利的同時，在這樣一個沒有封閉隔墻、人員密度很高的大空間里，聲環境出現的若干缺陷幾乎是不可避免的。試圖把開放式辦公室的聲環境改造得和封閉的辦公室一樣，即使不是完全不可能，也必定是復雜和昂貴的。然而，對開放式辦公室聲環境進行深入設計和研究，卻可以使其在經濟、便利和聽覺舒適上到達一個良好的平衡點，最大限度地發展開放式辦公室的優勢，造就出綠色健康的聲音環境。因此本文探討了開放式辦公室聲環境設計的各個方面，旨在為相關的建筑師和室內設計師提供專業的聲學指導。

1、開放式辦公室的總體規劃

    開放式辦公室又叫庭園式辦公室，分隔的靈活性和內部功能的多樣性，是它的重要特征，不論是鱗次櫛比的高層寫字樓，還是功能繁多的綜合建筑，或是改造翻新的老房子，開放式辦公室都可以應用其間，滿足目前已知和將來可能的各種功能，這一優點為開放式辦公室的發展贏得了廣大的空間，同時也使其所處的環境變得格外復雜。對開放式辦公室的各種因素進行分析研究，使其滿足舒適健康的要求，是開放式辦公室聲環境研究的主要內容和目的。

    1.1開放式辦公室的聲環境特征

    為了了解辦公人員對辦公室環境的不滿集中在哪些方面，進行了很多的調查：

    美國室內設計協會(ASID)1993年調查1000名開放式辦公室工作人員，其中70％認為噪聲是一嚴重問題，若辦公室能更安靜一點，則他們會更具有生產積極性。

    美國Dynasound公司對5家美國的大公司進行了調查，以確定辦公室環境對員工滿意度和生產力的影響。結果表明：

    ●開放式辦公室中，71％的員工認為語言聲干擾是最具負面影響的因素；

    ●在對開放式辦公室的聲環境進行改造后，員工對語言干擾問題的滿意度提高了l75％，在改造后的辦公室工作8周后，生產效率提高了l3％；

    ●在一個客戶服務呼叫中心的調查中，對辦公室的聲環境進行改造后，員工對語言干擾問題的滿意度提高了300％，改造后人均的銷售量提高了l9．8％；    美國BOSTl公司從1995-2000年調查了l2，500個辦公室員工，結論是：語言私密不足是開放式辦公室中最嚴重的干擾因素。

    噪聲和語音私密的問題是開放式辦公室聲環境中最為突出的兩個問題，需要重點解決。據統計，開放式辦公室最經常感受到的噪聲有：

    ●從交通、運動場、建筑工程產生的室外噪聲；

    ●工廠生產、機器運行的工業噪聲；

    ●建筑內暖通系統、給排水系統、電梯等機械噪聲；

    ●室內的語言聲、人的走動聲、通訊器材、辦公設備等典型的辦公室噪聲；

    由此可見，要減小噪聲必須從外部噪聲隔絕和內部噪聲控制兩方面來進行。同時，開放式辦公室使用的都是不到頂的隔斷，通過一個個圍合或半圍合的小隔間來實現視覺和聽覺上的私密。這些隔斷高度不高(一般低于2m)，厚度不厚(一般不超過5cm)，寬度也有限(1．8m左右)，聲波的衍射會使大量的聲音繞過這些屏障傳播，房間各個界面的反射使屏障隔絕聲音變得更加困難，所以只有通過嚴格的設計，才能使辦公室滿足適當的語音私密要求。

    1.2開放式辦公室的功能分區

    開放式辦公室在不同行業、不同地區會有很多不同的功能和平面形式，總的來說，對它們的內部布置應該遵循以下原則：

    (1)嘈雜的辦公設備或會議交流區，應集中在辦公室內指定的地區，四周界面用強吸聲材料處理，朝向較安靜區(如休息區)一側設聲屏障，噪聲源貼近聲屏障布置，和安靜區的距離盡量遠，可在中間設走道等；

    (2)噪聲不太大的辦公設備，例如打字機、電話等，應盡可能均勻分布在辦公室的各個部分，避免集中成為較大的噪聲源，同時為辦公室提供均勻的聲環境；

    (3)如果辦公室較大，要形成小的組團；組團宜內向性布局，四周的隔斷作吸聲處理，可將內部休息或交流空間圍合在中間，使周圍的辦公區自然形成屏障；

    (4)對于規模較大的辦公室，在布局上要充分利用聲音的自然衰減，如果兩個功能分區的主要聲源之間有5m的距離，那么按照室內聲音的自然衰減就可以達到10dB以上，再輔以適當的家具遮擋就可以達到一般私密度的要求。

    (5)聲屏障盡量向不同方向布置，以更有效地阻隔噪聲。

2、開放式辦公室的背景噪聲控制

    辦公室的的背景噪聲要求滿足NR35—40，為了達到這個要求，應該從隔聲和吸聲兩個角度人手。

    2.1開放式辦公室的隔聲

    隔聲解決的是辦公室外部噪聲的問題。一般的說，寫字樓會有一個集中的“核”，解決設備和服務，會有一個公共交通空間，提供對外交通和分流，這樣的辦公室圍合較私密，來自建筑內部的噪聲干擾小，而對于其它綜合性建筑，難以保證辦公室遠離噪聲源，這時就要依靠墻體進行隔絕。根據相關的隔聲標準：以辦公室為聲源室，相鄰的走廊、休息室、數據處理及功能相似的區域為接受室，要求計權隔聲量Rw最小值為40—45dB，相對應的私密程度是在背景安靜的情況下僅可聽到大聲說話。這個標準適用于大規模的普通商業辦公空間、繪圖區和銀行業務層。如果私密的要求更高，可以適當提高Rw標準，可高至45—5cdB。

    辦公室的另一個外部聲源就是交通噪聲，它是通過外墻傳播的，提高外墻隔聲性能關鍵在于窗的密封及其面積的控制，后者不僅對隔聲，對加大室內的吸聲界面也密切相關。一般的說，辦公室的開窗面積，從內向外看，不應超過外墻面積40％。

    2.2開放式辦公室的吸聲

    吸聲是控制室內聲環境的重要措施之一，根據一般的要求，辦公室的混響時間應不高于0.5s。通過簡單的計算，就可以發現這個要求很容易滿足，因為辦公室的層高相對劇場、音樂廳要小得多，體積自然也就小。例如，一個30mX30mX4m的開放式辦公室，面積近千平方米，如果混響時間按0.5s算，平均吸聲系數只要有0.4就可以了。而實際上，在這樣大的空間內，僅擁有如此的吸聲量，結果多半是十分嘈雜的。因此開放式辦公室的聲環境設計必須從更多因素考慮。

    (1)頂棚的影響：頂棚對于開放式辦公室的影響是舉足輕重的，通過簡單的聲線分析就可以發現，類似開放式辦公室這類長、寬尺寸大大大于高度的房間，頂面的影響是明顯大于四壁的。辦公室的頂棚就像是一塊巨大的反射板，而因為層高低，反射的效果就更強烈。頂棚的吸聲系數需要盡量大，才有可能保證良好的聲環境，經常需要達到0.8、0.9甚至更高。另一方面，到頂棚的聲線多以掠射的角度入射，即入射角很大，在這樣的情況下任何材料的吸聲系數都會減小。如果能夠在頂棚上設計一些垂直的的吸聲構件，吸聲效果就會得到改善。

    (2)隔斷的影響：隔斷是開放式辦公室的重要特征，它分隔出一個個工作的小空間，使開放式辦公室開中有合，開放中有獨立。從聲學角度看，這些隔斷的影響也是多方面的。它不僅作為聲屏障阻隔聲音，僅從吸聲角度看，它也是不可或缺的。頂棚的影響對辦公室來說是整體的，而隔斷的影響多見于其圍合的小

空間中。如果把這些小空間近似地看成有開口的房間，那么其中的混響就大大取決于這些隔斷的吸聲狀況，也就是說，這些隔斷營造了一個聲學小環境，它的界面狀況控制其內部的聲音狀況。

    (3)墻壁的影響：如上文所述，墻壁在開放式辦公室這樣一個扁房間中起的作用不太大，對于坐在墻壁附近的人而言，墻壁的反射聲仍有明顯的影響。通常認為，角落是安靜的所在，而實驗證明，如果墻面吸聲系數很小，這里反而比辦公室中間更嘈雜。在開放式辦公室中，墻面不需要做特別的聲學處理，在上面懸掛壁毯就是個行之有效的好方法。

    (4)地面的影響：地面處理起來比較簡單。工作區即便是硬地，上面布置的家具和材料都會有較高的吸聲量，對于交通區，比如走廊，就必須鋪地毯，不僅可以提高吸聲量。更防止了腳步聲的干擾。

3、開放式辦公室的聲屏障設計和語音私密度

    語音私密問題是開放式辦公室聲環境的主要問題和難點。可懂度Al是經常用來反映語音私密度的客觀物理量，它代表的是聽眾中聽懂語言的百分比。 A1值小于等于0.05，對應的私密情況是語音絕密；小于等于O.15，對應的情況是常規的語音私密；小于等于0.35，對應的情況是接受者的正常工作不受干擾； A1值大于0.35以后，就沒什么私密性可言了。另一個與語音私密有關的量是語音清晰度SII，它是美國國家標準研究所S3.5—1997中提出用以取代AI。它與AI在數值上略有不同，兩者可以近似相互換算。SII由相對應的語言聲頻譜、噪聲頻譜和聽閾求得，實際上在計算中只須給出前兩項即可，聽閾可接正常人的相關值計算。

    低矮的隔斷作為開放式辦公室最特殊的構件．是影響聲環境的關鍵因素，它不僅作為屏障直接阻隔了聲音，也影響頂棚、地面等界面的傳聲方式，見圖l。以前的聲屏障計算公式只是針對公路邊的屏障提出的，與辦公室的情況相比，只考慮了聲波衍射的部分(見公式l)，沒有考慮頂界面和底界面的反射、屏障吸收及屏障透射等內容，但仍可以為這里研究推導提供依據。

 

    以上公式假定屏障是剛性的，并且是反射性的。如果屏障可以吸收聲音，那么聲音在屏障邊緣衍射之間就會被吸收掉一部分，衍射的聲音也就會減少，因此屏障的吸聲特性也應該納入計算。Buder從理論上研究了這個問題。如果只在相鄰單元使用單個屏障隔斷，與完全反射的屏障相比，使用強吸聲的屏障理論上最多可以增加6dB的衰減。對于圍合成小隔間的屏障，因為聲音會在隔間內來回反射，屏障的吸聲性能的影響會更為顯著。

    C．Wan9等人在總結以上理論的基礎上，用虛聲源法構建了開放式辦公室單個聲屏障的數學模型，并把它直接和SIl值聯系起來。虛聲源法即是把聲音在頂面和底面的任何一次反射看作是一個虛聲源的作用，而每一個虛聲源都是獨立作用的。如果計算精度要求高，即要求記人多次反射，則相應多計入一些虛聲源；反之，則少計入一些虛聲源。他把屏障后聲影區的聲音獨立地分為反射聲、衍射聲和透射聲三部分進行計算，并開發了基于以上理論的軟件COPE—Calc，它針對開放式辦公室的聲環境特點，可以計算出相鄰隔間之間在各種情況下的聲音衰減和語言私密度。

    使用這個理論，計算出的屏障后聲影區的聲壓級，理論值和實測結構誤差不超過2clB，并可根據 ANSI s3．5-1997推算出sII值。結果參見以下圖表。

 

    圖2屏障不同有效高度下，SII值和頂棚吸聲系數的關系，其中s=1.22m，H=2.74m，βf=0.5，d=1.37m，1=1.3m。

    圖3不同的頂棚吸聲系數下，sII值和屏障有效高度的關系，其中s=1.22m，H=2.74m，Bf=0.5，d=1.37m，1=1.37m．

    從圖中可以明顯看出，頂棚的吸聲和屏障的高度對sII的影響最大。而且兩者同時具備良好條件時，效果才更為明顯。具體的說，頂棚吸聲系數在0.8—0.9時，屏障在1.3m以上高度可以滿足正常工作不受干擾的要求，在1.6m以上可以滿足常規私密度的要求，而語音絕密，在開放式辦公室里很難做到(頂棚吸聲系數為1，屏障高2.2m)；而如果頂棚吸聲系數較小(小于0.5)，那么屏障高度即便很高(2.2米)，對語音私密度的提高也微乎其微。這一結論在其他研究者的實驗中也得到了驗證。

    使用電子聲掩蔽系統是提高開放式辦公室語音私密度的另一個方法。在開放式辦公室中，空調系統的噪聲往往被利用以掩蔽語言聲，但其效果常不能滿足需要。所以需要通過分布在吸聲頂棚上的揚聲器發出均勻的背景噪聲，來降低工作區之間語音干擾，同時又不能引起人們的注意。電子聲掩蔽聲的主要目的是掩蔽語音信號，所以它的頻譜和語言聲的頻譜很接近；它的聲壓級不能太大，以避免引起人們的煩惱，通常在中心頻率為1000Hz的倍頻程，其聲壓級在35-40dB，這同時也滿足開放式辦公室背景噪聲的相關規定。

4、開放式辦公室的聲環境設計要點

    開放式辦公室聲環境設計涉及因素繁多，設計時要遵循由外而內，由整體到局部的原則進行。具體地說，先考慮辦公室外部環境影響，接著研究辦公室內都的噪聲及其傳播方式，再考慮每個工作區的聲環境狀況，直至深入每個小隔間、每個屏障進行設計。設計工作可以遵循以下步驟進行：

    (1)確定辦公室外墻的隔聲性能，并對辦公室外層隔墻的隔聲性能進行設計，使其滿足相應隔聲標準。

    (2)統計辦公室內部的噪聲源，控制背景噪聲。按動靜分區的原則，進行整體布局，充分利用對聲音不敏感的走廊和儲物類家具對各個工作區進行初步分隔；

    (3)根據室內聲屏障的相關公式，或近似地使用其具體的結論和圖表，按照工作所需要的私密度，確定辦公室屏障的高度、吸聲系數及其間距等參數；

    (4)設置電子聲掩蔽系統，彌補可能出現的語音私密度不足。

    開放式辦公室聲環境設計和其它許多音質設計項目一樣，理論設計往往與實際效果有一定出入，如果能夠根據建成后的實測情況進行調整，會有更理想的效果。不過，依據上述方法，對一般性的開放式辦公室進行音質設計，已經可以創造出良好的聲環境，使辦公室人員能夠更健康、高效地進行工作。

參考文獻：

[1]L．L．多勒(吳偉中葉恒健譯)《建筑環境聲學》中國建筑工業出版社1981年

[2]中國建筑科學研究院主編  《建筑聲學設計手冊》中國建筑工業出版社1987年

[3]項端祈編著《實用建筑聲學》中國建筑工業出版社1992年

(本文來源：陜西省土木建筑學會  文徑網絡：文徑 尹維維 編輯  劉真 審核)

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