施工说明解决方案

紙面石膏板的隔聲性能及應用

在公共建築和高層建築中,傳統粘土磚牆因其自重過大、土地保護等問題基本已被輕質隔牆取代。但輕牆隔聲比粘土磚牆差,所以解決輕質隔牆的隔聲問題是應用的關鍵問題。理論和實踐都證明,試圖使用單一輕質材料,如加氣混凝土板、膨脹珍珠岩、陶粒混凝土等構成單層牆,隔聲性能不可能好。這是因為單層牆的隔聲受質量定律的控制,即牆越厚重、單位面積質量越大,隔聲越好。所以單一輕質材料做成單層牆,不可能克服既要輕又要隔聲好的矛盾。

一、建築聲學的基本概念

1)聲音物體的振動產生“聲”,振動的傳播形成“音”。

人們通過聽覺器官感受聲音,聲音是物理現象,不同的聲音人們有不同的感受,相同聲音的感受也會因人而異。美妙的音樂令人陶醉,清晰激昂的演講令人鼓舞,但有時侯,鄰居傳來的音樂聲使人難以入睡,他人之間的甜言蜜語也許令人煩惱。建築聲學不同於其他物理聲學,主要研究目的在於如何使人們在建築中獲得良好的聲音環境,涉及的問題不局限於聲音本身,還包括心理感受、建築學、結構學、材料學甚至群體行為學等多方面問題。

人耳的聽覺下限是0dB,低於15dB的環境是極為安靜的環境,安靜的會使人不知所措。鄉村的夜晚大多是25-30dB,除了細心才能夠體會到的流水、風、小動物等自然聲音以外,其他感覺一片寧靜,這也是生活在喧囂之中的城市人所追求的凈土。城市的夜晚會因區域不同而有所不同。較為安靜區域的室內一般在30-35dB,如果你住在繁華的鬧市區或是交通幹線附近,將不得不忍受40-50dB(甚至更高)的噪聲,如果碰巧鄰居是一位不通情達理的人,夜深人靜時蹦蹦跳跳、高聲喧嘩,也許更要飽受煎熬了。人們正常講話的聲音大約是60-70dB,大聲呼喊可達100dB。在中式餐館中,往往由於缺乏吸聲處理,人聲鼎沸,聲音將達到70-80dB,有國外研究報道噪聲中進餐會影響健康。人耳的聽覺上限一般是120dB,超過120dB的聲音會造成聽覺器官的損傷,140dB的聲音會使人失去聽覺。高分貝喇叭、重型機械、噴氣飛機引擎等都能夠產生超過120dB的聲音。

人耳聽覺非常敏感,正常人能夠察覺1dB的聲音變化,3dB的差異將感到明顯不同。人耳存在掩蔽效應,當一個聲音高於另一個聲音10dB時,較小的聲音因掩蔽而難於被聽到和理解,由於掩蔽效應,在90-100dB的環境中,即使近距離講話也會聽不清。人耳有感知聲音頻率的能力,頻率高的聲音人們會有“高音”的感覺,頻率低的聲音人們會有“低音”的感覺,人耳正常的聽覺頻率範圍是20-20KHz。人耳耳道類似一個2-3cm的小管,由於頻率共振的原因,在2000-3000Hz的範圍內聲音被增強,這一頻率在語言中的輔音中佔主導地位,有利於聽清語言和交流,但人耳最先老化的頻率也在這個範圍內。一般認為,500Hz以下為低頻,500Hz-2000Hz為中頻,2000Hz以上為高頻。語言的頻率範圍主要集中在中頻。人耳聽覺敏感性由於頻率的不同有所不同,頻率越低或越高時敏感度變差,也就是說,同樣大小的聲音,中頻聽起來要比低頻和高頻的聲音響。

2)頻率特性

聲音可以分解為若干(甚至無限多)頻率分量的合成。為了測量和描述聲音頻率特性,人們使用頻譜。頻率的表示方法常用倍頻程和1/3倍頻程。倍頻程的中心頻率是31.5、63、125、250、500、1K、2K、4K、8K、16KHz十個頻率,后一個頻率均為前一個頻率的兩倍,因此被稱為倍頻程,而且后一個頻率的頻率帶寬也是前一個頻率的兩倍。在有些更為精細的要求下,將頻率更細地劃分,形成1/3倍頻程,也就是把每個倍頻程再劃分成三個頻帶,中心頻率是20、31.5、40、50、63、80、100、125、160、200、250、315、400、500、630、800、1K、1.25K、1.6K、2K、2.5K、3.15K、4K、5K、6.3K、8K、10K、12.5K、16K、20KHz等三十個頻率,后一個頻率均為前一個頻率的21/3倍。在實際工程中更關心人耳敏感的部分,因此,除進行必要的科學研究以外,大多數情況下考慮的頻率範圍在100Hz到5KHz。如果將聲音的頻率分量繪製成曲線就形成了頻譜。

對於各種建築聲學材料來講,不同頻率條件下聲學性能是不同的。有的材料具有良好的高頻吸聲性能,有的材料具有良好的低頻吸聲性能,有的材料對某些頻率具有良好的吸聲性能,不一而同。隔聲等其他聲學性能也是如此。

3)分貝和A聲級

分貝對於非專業人員來講是最難理解的,然而對於專業人士來講分貝又是再熟悉不過了。分貝(d是以美國電話發明家貝爾命名的,因為貝的單位太大,因此採用分貝,代表1/10貝。

分貝的概念比較特別,它的運算不是線性比例的,而是對數比例的,例如兩個音箱分別發出60dB的聲音,合在一起並不是120dB,而是63dB。如果某種吸聲材料吸收了80%的聲能,聲音降低了不是0.8dB也不是80dB而是 10lg(1-0.8)=7dB。如果某種隔牆隔聲量為50dB,那麼透過去的聲音為0.00001。分貝的計算較為複雜,需要具備專業知識才能完成。

使用分貝描述聲音時需要同時給出頻率。任何一個聲音,不同頻率的分貝數可能是不同的。我們可以說在某頻率時,聲壓級是多少,或吸聲係數是多少,或隔聲量是多少等等。

A聲級的概念會使普通人感到迷惑。聲級是將各個頻率的聲音計權相加(不是簡單的算術相加)得到的聲音大小,A聲級是各個頻率的聲音通過A計權網絡后再相加得到的大小,A聲級反映了人耳對低頻和高頻不敏感的聽覺特性。例如,如果100Hz的聲壓級為80dB,在計算A聲級時,將按計權減去50.5dB,即按29.5dB來計算;而1KHz的聲壓級為80dB,計權值為0dB,即仍按80dB計算。A聲級的目的在於,A聲級越大,則表明聲音聽起來越響。A聲級分貝通常計為dBA。許多與噪聲有關的國家規範都是按A聲級作為指標的。

4)吸聲

吸聲是聲波撞擊到材料表面后能量損失的現象,吸聲可以降低室內聲壓級。描述吸聲的指標是吸聲係數a,代表被吸收的聲能與入射聲能的比值。理論上,如果某種材料完全反射聲音,那麼它的a=0;如果某種材料將入射聲能全部吸收,那麼它的a=1。事實上,所有材料的a介於0和1之間,也就是不可能全部反射,也不可能全部吸收。

不同頻率上會有不同的吸聲係數。人們使用吸聲係數頻率特性曲線描述材料在不同頻率上的吸聲性能。按照ISO標準和國家標準,吸聲測試報告中吸聲係數的頻率範圍是100-5KHz。將 100-5KHz的吸聲係數取平均得到的數值是平均吸聲係數,平均吸聲係數反映了材料總體的吸聲性能。在工程中常使用降噪係數NRC粗略地評價在語言頻率範圍內的吸聲性能,這一數值是材料在250、500、1K、2K四個頻率的吸聲係數的算術平均值,四捨五入取整到0.05。一般認為NRC小於0.2的材料是反射材料,NRC大於0.4的材料才被認為是吸聲材料。當需要吸收大量聲能降低室內混響及噪聲時,常常推薦使用高吸聲係數的材料。離心玻璃棉屬於高NRC吸聲材料,5cm厚的24kg/m3的離心玻璃棉的NRC可達到0.90。

多孔吸聲材料,如離心玻璃棉、岩棉、礦棉、植物纖維噴塗等,吸聲機理是材料內部有大量微小的孔隙,聲波沿着這些孔隙可以深入材料內部,與材料發生摩擦作用將聲能轉化為熱能。多孔吸聲材料的吸聲特性是隨着頻率的增高吸聲係數逐漸增大,這意味着低頻吸收沒有高頻吸收好。與牆面或天花存在空氣層的穿孔板,即使材料本身吸聲性能很差,這種結構也具有吸聲性能,如穿孔的石膏板、木板、金屬板、甚至是狹縫磚等,它的吸聲機理是亥姆霍茲共振,類似於暖水瓶,外部空間與內部空間通過窄的瓶頸連接,聲波入射時,在共振頻率上與頸部的空氣及內部空間之間產生劇烈的共振作用而損失聲能。亥姆霍茲共振吸收的特點是只有在某些頻率上具有較大的吸聲係數。薄膜或薄板與其他結構體形成空腔時也能吸聲,如木板、金屬板等,這種結構的吸聲機理是薄板共振,在共振頻率上,由於薄板劇烈振動而大量吸收聲能。薄板共振吸收大多在低頻具有較好的吸聲性能。

5)混響和混響時間

混響是房間中聲音被界面不斷反射而積累的結果,混響可以使室內的聲音增加15dB,同時會降低語言清晰度。對於音樂演奏的空間,如音樂廳、劇場等,需要混響效果使樂曲更加舒緩而愉悅。對於語言使用的空間,如電影院、教室、禮堂、錄音室等需要減少混響使講話更加清晰。因此,不同使用要求的房間需要不同的混響效果。

描述混響效果的指標是混響時間,它是室內聲源停止發聲后,聲壓級衰減60dB所經歷的時間,單位是秒。混響時間與室內吸聲存在數學關係,也就是建築聲學中著名的塞賓公式:T=0.161V/(S×a) ,其中T是混響時間,V是房間體積,S是房間牆面的總表面積,a是房間表面的平均吸聲係數。由塞賓公式可以看出,房間體積越大混響時間越長;平均吸聲係數越大,混響時間越短。如體育館等體積巨大的空間,如果不進行吸聲處理的話,混響時間會很長,將嚴重影響語言清晰度。由於室內吸聲與頻率有關,不同頻率的混響時間也有所不同,房間音質指標常指的是中頻混響時間。據研究,就較理想的混響時間而言(中頻),音樂廳為1.8-2.2秒,劇院為1.3-1.5秒,多功能禮堂為1.0-1.4秒,電影院為0.6-1.0秒,教室為0.4-0.8秒,錄音室為0.2-0.4秒,體育館為低於2.0秒。在建築設計中正確地應用吸聲材料可以控制混響時間,保證音質效果滿足使用要求。

6)隔聲

為了保證室內環境的私密性,降低外界聲音的影響,房間之間需要隔聲。隔聲與吸聲是完全不同的概念,好的吸聲材料不一定是好的隔聲材料。聲音進入建築維護結構有三種形式。1)通過孔洞直接進入。2)聲波撞擊到牆面引起牆體振動而輻射聲音。3)物體撞擊地面或牆體產生結構振動而輻射聲音。前兩種方式為空氣聲傳聲,第三種方式是撞擊聲傳聲。

描述空氣聲傳聲隔聲性能的指標是隔聲量,隔聲量的定義是R=10lg(1/τ),其中τ是透射聲能與入射聲能的比,隔聲量的單位是dB。隔聲量可以粗略地理解為牆體兩邊聲音分貝數的差值,但絕對不是差值這樣簡單。孔洞的隔聲量R=0dB,隔掉99%聲能的隔牆的隔聲量是20dB,隔掉99.999%聲能的隔牆的隔聲量是50dB。

牆體在不同頻率下的隔聲量一般並不相同,一般規律是高頻隔聲量好於低頻。不同材料的隔聲量頻率特性曲線很不相同,為了使用單一指標比較不同材料及構造的隔聲性能,人們使用計權隔聲量Rw。Rw是使用標準評價曲線與牆體隔聲量頻率特性曲線進行比較得到的,標準評價曲線符合人耳低頻不敏感的聽覺特性。具體評價方法可參見國標GBJ121-88“建築隔聲評價標準”。

隔牆隔聲存在質量定律,即單層牆越重隔聲性能越好,單位面積的質量提高一倍,隔聲量提高6dB。120磚牆的面密度為260kg/m2,隔聲量為46-48dB;240磚牆的面密度為520kg/m2,隔聲量為52-54dB。磚牆牆體過重,結構荷載負擔較大,使用黏土磚也不利於耕地保護,因此,輕牆得以廣泛使用。為了使輕牆達到良好的隔聲性能,需要使用多層牆板內填吸聲材料的方法。75龍骨內填玻璃棉的雙面雙層紙面石膏板牆的面密度只有60kg/m2左右,隔聲量可以達到50dB。同樣面密度的90厚加氣混凝土板牆的隔聲量只有36dB。對於住宅隔聲,Rw應至少大於45dB,最好大於50dB。

描述撞擊聲傳聲隔聲性能的指標是撞擊聲壓級,它不同於空氣聲隔聲量所表達的“隔掉聲音的分貝數”,而是表示在使用標準打擊器(一種能夠產生標準撞擊能量的設備)撞擊樓板時,樓下聲音的大小。撞擊聲壓級越大表示樓板撞擊聲傳聲隔聲能力越差,反之越好。撞擊聲壓級反映了人在樓上活動時對樓下房間產生聲音的大小。樓板撞擊聲壓級隨頻率不同而變化,為了使用單一指標比較不同樓板的隔絕撞擊聲的性能,人們使用計權撞擊聲壓級Lpn,w。Lpn,w同樣使用標準評價曲線與撞擊聲隔聲頻率特性曲線進行比較得到的,具體評價方法可參見國標GBJ121-88“建築隔聲評價標準”。

比較理想的住宅樓板計權撞擊聲壓級應小於65dB。然而,大量使用的普通10cm厚混凝土樓板計權撞擊聲壓級為80-82dB,樓板隔聲問題比較嚴重,住戶多有抱怨,誰沒有聽到樓上的腳步聲以及孩子的跑跳聲的經歷呢?採用浮築地板的方法可以提高樓板隔聲性能,如在結構樓板上鋪一層高容重的玻璃棉減振墊層再做40mm厚的混凝土地面,計權撞擊聲壓級可以小於60dB。

二、輕鋼龍骨紙面石膏板牆隔聲的一般規律

輕鋼龍骨紙面石膏板牆系統通常採用雙面牆板結構,即“板—龍骨(空腔)——板”結構,每面牆板為單層或雙層紙面石膏板,釘接在輕鋼龍骨上。為了獲得更好的隔聲效果,在空腔中填岩棉板或玻璃棉。

單層紙面石膏板的隔聲效果很差,例如:12mm厚、面密度10Kg/m 2 左右的紙面石膏板標準計權隔聲量Rw=29dB。即使將四層這樣的紙面石膏板疊和在一起隔聲量理論上Rw也只能達到41 dB。

如果將紙面石膏板做成雙層牆結構,隔聲量可以獲得提高。如上述四層紙面石膏板做成75mm輕鋼龍骨雙面雙層牆,Rw可以達到44dB。如果空腔內再填入棉板,Rw可以提高到50dB。

從理論上分析,影響紙面石膏板牆隔聲的主要因素有以下幾個方面:

1)質量定律:對於隔牆隔聲存在一個普遍的規律,即材料越重(面密度越大)隔聲效果越好。對於單層密緻勻實牆,面密度每增加一倍,隔聲量在理論上增加6dB,這種規律即為質量定律。對於雙層的紙面石膏板牆,質量定律發揮着重要作用,即增加板的層數或厚度都可以獲得隔聲量的提高。由於龍骨雙層牆系統聲頻振動形式非常複雜,故質量定律的體現要比單純的單層牆複雜。

2)共振頻率:任何隔牆都存在固有的共振頻率, 當聲波的頻率和牆的共振頻率一致時,牆體整體產生共振,該頻率的隔聲量將大大下降。

一般地,牆體越厚重,共振頻率越低,當共振頻率低於隔聲評價最低參考頻率100Hz時,由於人耳聽覺特性對低頻不敏感,對隔聲量Rw的影響大大降低,一般設計紙面石膏板隔牆時,應使共振頻率盡量低於100Hz。

對於12mm和15mm厚兩種不同面密度紙面石膏板存在不同共振頻率。12mm紙面石膏板面密度為10Kg/m2,15mm紙面石膏板面密度約12Kg/m2。15mm厚的紙面石膏板牆的共振頻率基本低於最低考慮頻率範圍100Hz,因此共振頻率對15mm板構造的牆體構件隔聲性能影響較小。但對於12mm板構造100Hz附近的隔聲性能影響較大,造成低頻100Hz、125Hz、200Hz處隔聲量比15mm板下降較多,主要是因為共振頻率的原因,而在共振頻率以外200Hz、250Hz處的隔聲量接近,這是因為阻尼控制。

3)吻合效應:聲波接觸牆板后,牆板除了垂直方向的受迫振動以外,還有沿着板面方向的受迫彎曲振動。在某個特定頻率以上,受迫彎曲振動將和板固有的自由彎曲振動發吻合,這時板就非常順從地跟隨入射聲彎曲,造成聲能大量地透射到另一側去,形成隔聲量的低谷,這種現象被稱作吻合效應,這個與材料有關的特定截止頻率被稱為吻合頻率fc。

理論和實驗均表明,輕、薄、柔的牆fc高,吻合效應弱;厚、重、剛的牆fc低,吻合效應強。12mm、15mm紙面石膏板的fc分別為3.15KHz和2KHz左右。12mm板在3.15KHz處的隔聲量產生下降,15mm板在2KHz處的隔聲量下降更為嚴重,甚至下降的趨勢強過質量定律,造成在這一頻率位置上隔聲量比12mm的板還低很多。

雙層相同的板疊合的吻合頻率fc和單層板基本等同,但吻合效應更加劇烈,吻合谷會變得更深。如果使用不同厚度的板進行疊合,吻合谷將彼此錯開,且每個吻合谷都較淺,對隔聲性能有利。

雙層板的劇烈吻合效應是非常明顯的,會造成雙層15mm板構造的隔牆隔聲量反倒低於雙層12mm板的隔牆。一層12mm和一層15mm板疊合的隔牆比雙層15mm隔牆的面密度變低,但隔聲量反倒會提高,這是吻合效應作用的結果。

吻合效應的因素比較複雜,不但與材料的面密度有關,還和材料的彈性模量、厚度、泊松比等條件有關。紙面石膏板製作工藝中的發泡情況會影響這些因素,包括影響最直接的面密度。從大量的實驗中我們發現,在一定範圍內減小面密度,吻合頻率會變高,而且吻合效應會變弱,對隔聲有利。

4)聲橋:板材直接固定在龍骨上時,受聲一側板的振動會通過龍骨傳到另一側板,這種象橋一樣傳遞聲能的現象被稱為聲橋。聲橋越多、接觸面積越大、剛性連接越強,聲橋現象越嚴重,隔聲效果越差。在板材和龍骨之間加彈性墊,如彈性金屬條或彈性材料墊對紙面石膏板牆隔聲有一定的改善量,最多可以提高3dB。此外,輕鋼龍骨本身剛度比較小,對兩側板材的聲橋作用要好於矩形截面的木龍骨和石膏龍骨,輕鋼龍骨石膏板隔牆牆要比相同構造的木龍骨和石膏龍骨隔牆隔聲效果好。

對於輕鋼龍骨石膏板牆,為了減少聲橋,獲得更高的隔聲量,有時將龍骨結構做成錯列結構和雙層結構。錯列結構是豎龍骨錯列分立,兩邊板不同時固定在一根龍骨上,天地龍骨共用一套;雙層結構是天地龍骨和豎龍骨分別做兩層,中間沒有任何連接,板固定在各自的龍骨上。理論上講,錯列龍骨隔牆隔聲優於普通龍骨隔牆,可以提高1-3dB;雙層龍骨隔牆隔聲優於錯列龍骨隔牆,比普通龍骨隔牆可以提高7-8dB。錯列龍骨結構的雙面單層牆和雙面雙層牆隔聲量都比普通龍骨同結構的隔牆提高2-3dB,這是聲橋減弱了的緣故。

5)板縫和孔洞:隔牆上如果出現縫隙和孔洞,會大大降低隔牆的隔聲量。假如隔牆牆體本身的隔聲量達到50dB,而牆上有萬分之一的縫隙和孔洞,則綜合隔聲量將下降到40dB。為了防止石膏板牆和原結構之間的縫隙,通常在牆體四周安裝龍骨時墊入塑料彈性膠條。另外,當每面兩層石膏板時,應錯縫安裝,裡層可以不勾縫,只對外層勾縫,這對隔牆隔聲量影響不大。但是每面一層板時必須勾縫,否則隔聲量將會下降12-17dB。

三、影響輕鋼龍骨輕質板隔牆的隔聲性能的因素

單層牆體因受質量定律的限制,必須是重牆才能獲得良好的隔聲性能。對於住宅分戶牆,為達到國家最低標準Rw=40dB的要求單層隔牆至少需要100kg/m2以上的面密度(面密度是每平方米牆體的重量)。如果將牆體分成兩層或多層,隔聲量會顯著提高。這是因為,聲音撞擊到第一層牆板時,透射的部分將進入兩層牆板之間空腔,在空腔中來回反射多次后,一部分透射到牆體對面,另一部分被損耗掉。同時,兩層之間的腔體有類似彈簧的作用,使牆板系統具有有利於消耗聲音的彈性,進一步隔聲。如果在腔體中填入離心玻璃棉等吸聲材料后,聲音傳播過程中在腔體中來回反射的聲音將被大大衰減,隔聲量大為提高。對於120厚的磚牆隔聲量從45dB左右提高到50dB以上需要重量提高一倍,即需要240磚牆。而對於75輕鋼龍骨雙面雙層12紙面石膏板隔牆而言,只需在腔體內添加一層50厚24Kkg/m3的玻璃棉,計權隔聲量就從44dB提高到50dB。可見,隔牆腔體中的吸聲材料對隔聲量的影響非常重要。根據測定,使用雙層75龍骨的六層12紙面石膏板(三道牆板,每道兩層石膏板,共兩個龍骨空腔)的輕型牆體內添兩層50厚24Kkg/m3的玻璃棉,計權隔聲量將達到Rw=60dB,這是半米厚混凝土隔牆的隔聲量。

然而,輕型多層板隔牆即使使內填了離心玻璃棉等吸聲材料,低頻的隔聲能力也不能完全和重型牆相比,計權隔聲量同樣是Rw=50dB的混凝土牆和輕牆相比,在125Hz頻率上,混凝土隔牆的隔聲量R=40dB,而輕牆的隔聲量只有23、24dB左右。一個有利的因素是,人耳對低頻並不敏感,因此在大多語言環境下輕牆完全可以滿足隔聲要求,但在機械噪聲、迪斯科舞廳等低頻聲音嚴重的場合必須考慮低頻隔聲量是否足夠。輕牆低頻隔聲較差的主要原因是牆板比較輕柔,難於阻隔振動幅度較大、波長較長的低頻聲,同時,空腔中的吸聲材料低頻吸聲性能也比較有限。

龍骨:龍骨彈性越好隔聲性能越好,尤其低頻隔聲量有顯著提高。輕鋼龍骨的彈性好於木龍骨,故使用輕鋼龍骨輕牆比木龍骨輕牆計權隔聲量高1-3dB。如果採用Z型減振龍骨,計權隔聲量可以提高1-2dB。如果在龍骨上採用S型的減振條,計權隔聲量可以提高2dB。如果使用兩層完全分離的龍骨(龍骨之間沒有任何連接),隔聲量能夠提高5-7dB。龍骨越寬,也就是空腔越大隔聲性能越好,100厚龍骨比75厚龍骨計權隔聲量提高1dB左右。安裝牆板的螺絲釘釘距越稀疏,隔聲性能越好,因為稀疏的釘距使牆板連接的剛性變差,據測定,300mm的釘距比250mm的釘距計權隔聲量提高0.5dB左右,但是釘距不能過於稀疏,因為必須保證牆體的強度。

牆板:在實驗中發現,面密度越大同時越薄的牆板隔聲性能越好。這是因為,密度越大隔聲量越大,越薄則在中高頻出現的吻合谷越往高的頻率偏移,偏出感興趣的頻率範圍之外。例如,同樣厚度的75龍骨雙面單層25mm厚內填棉的紙面石膏板牆的吻合谷在2500Hz,計權隔聲量僅為47dB,而75龍骨雙面雙層12mm厚內填棉的紙面石膏板牆的吻合谷在3150Hz,吻合效應影響變弱,計權隔聲量為50dB。對於GRC板、硅酸鈣板等牆板,由於密度比石膏板大,而厚度比石膏板薄,因此具有更好的隔聲性能。另外,使用不同厚度的板材複合,或使用不同材料的板材複合可以將共振和吻合頻率錯開,有利於提高隔聲量,例如使用10mm的GRC板與12mm紙面石膏板複合的雙面雙層填棉輕牆的計權隔聲量比兩層石膏板的輕牆高2dB,可達52dB。

內填棉:內填離心玻璃棉的厚度和容重越大,吸聲效果越好,由於聲音在空腔來回反射多次而消耗,即使每次反射吸聲較小,多次反射的積累效果也非常大,因此5cm厚24kg/m3的離心玻璃棉作為內填吸聲材料已經足夠了,更厚或更大的密度所帶來的隔聲增加量非常有限,一般不會提高1dB以上的隔聲量。但是,2.5cm以下、不足16kg/m3的離心玻璃棉由於過於稀鬆,吸聲性能太差,會使隔聲量下降2-3dB。5cm厚容重大於40kg/ m3岩棉和玻璃棉的隔聲效果是類似的,理論上講,因為岩棉容重往往大於玻璃棉,隔聲略有優勢,但很難相差1dB,那種認為輕牆中岩棉隔聲好於玻璃棉的觀點是不正確的。還有一點非常重要,就是空腔中的棉不能滿填,這樣會造成棉將兩層牆板連接在一起,出現聲橋,使隔聲量下降。填棉時,應盡量保證棉體兩邊不同時接觸板材,以防止聲橋。如果使用50mm厚的C型龍骨,那麼填棉厚度應小於50mm,如25mm或40mm的岩棉或玻璃棉。有些設計人員認為棉體需要滿填、填實在空腔中,和板之間不留空氣層,這是不對的。實驗表明,滿填棉隔聲性能將下降1-3dB。另外填棉厚度不均、回彈率過大等造成的棉板與兩邊板材局部或大面積接觸都會引起隔聲量下降,施工操作中應盡量避免。

板縫和孔洞:隔牆上如果出現縫隙和孔洞,會大大降低隔牆的隔聲量。假如隔牆牆體本身的隔聲量達到50dB,而牆上有萬分之一的縫隙和孔洞,則綜合隔聲量將下降到40dB。為了防止石膏板牆和原結構之間的縫隙,通常在牆體四周安裝龍骨時墊入塑料彈性膠條。另外,當每面兩層石膏板時,應錯縫安裝,裡層可以不勾縫,只對外層勾縫,這對隔牆隔聲量影響不大。但是每面一層板時必須勾縫,否則隔聲量將會下降12-17dB。

施工及其他等因素:以下若干因素對隔聲的影響並非牆板本身,而是設計、施工、整體結構等方面疏忽造成的,這些因素有時造成紙面石膏板隔牆隔聲量下降非常嚴重。

①板-板之間空腔內填棉不飽滿,或棉釘粘合不牢固,過一段時間后棉體下墜(玻璃棉常出現這種情況),造成出現填棉縫隙。嚴重時可能引起3-5dB隔聲量的下降。

③隔牆外框和房屋結構剛性連接,未按規定墊入彈性墊條,結構受荷變形或結構振動,造成板縫開列,形成縫隙漏聲。

④管道穿牆,未按規定要求密封處理,造成孔隙;電器開關盒、插銷盒在牆上暗裝,未按規定要求做內嵌石膏板盒隔聲處理,造成隔聲薄弱環節;甚至隔牆兩邊電器盒對裝而不做任何處理,都會大大降低隔聲性能。

⑤在實際建築物中,兩個房間除了隔牆傳聲外,還有其他途徑引起聲音從一個房間進入另一個房間,這些途徑的傳聲稱為側向傳聲,如地面結構傳聲、側牆結構傳聲、門窗傳聲、管道風道傳聲等。有些有吊頂的大房間用石膏板隔牆分隔成一些小間,因為先做的吊頂,隔牆只做到吊頂下沿,而沒有延伸到結構層樓板底,出現吊頂內的側向傳聲,造成房間實際隔聲量比隔牆隔聲量低很多。

四、輕鋼龍骨紙面石膏板牆隔聲使用中的考慮

我國部頒標準JGJ37-87《民用建築設計通則》中,要求各類主要用房的隔牆計權隔聲量Rw不應小於40dB。

辦公建築中需要安靜和一般性保密要求的辦公室之間的隔牆,Rw可選≥45dB,勉強一點可選≥40dB。鄰近噪聲較大或保密、隔聲要求較高,如高級賓館、寫字樓、高標準住宅等Rw不應小於45dB,最好選用≥50dB。對隔聲要求不高的房間之間,或兩邊房間本身較安靜,如圖書館閱覽室、醫院病房、手術室、學校教室等可選用≥40dB,勉強一點可選≥35dB。

在實際工程設計時,可根據要求選定隔牆材料和構造方法。后附的隔聲數據Rw是在標準實驗室中測得的,一般實際工程現場條件下,可能會下降。因此在工程設計時,亦選用Rw比實際要求高3-5dB的實驗室測量方案,作為設計余量。此外,測試中隔牆兩面未做裝修,實際工程中牆體表面可能使用一些飾面材料,如石膏膩子等,會增加一些重量並減少縫隙,可以略微提高隔牆隔聲量1dB左右。

,

相关的文章

菜单