密胺海绵在建筑业声学系统中的应用研究

范宝秀

(山西建筑工程(集团)总公司炉窑分公司，山西太原 030006)

1 工程概况

山西大剧院工程整体采暖系统以中央空调为主，在大剧场、音乐厅的采暖及新风系统尤为突出，大剧场建筑面积6 400m2，座位数量2 400个，音乐厅建筑面积达4 500 m2，座位数量1 800个。室内空间面积大，空调配置数量较多，而空调及新风系统风机盘管主要安置在观众厅座位下的静压仓内，这样，仓内的空调风机噪声治理、管道消声、吸声处理成为关键技术性难题。

2 方案优化

静压仓是控制观众厅背景噪声及厅内空调噪声的关键环节，常规是通过静压仓内满贴吸音材料来进行消音降噪，但同时面临施工工期缩短的条件，大面积的静压仓吸音材料的选用、施工方法的选择将成为核心问题。

多次对市场上各种吸声降噪材料进行调研，传统的吸声材料虽然在性能上有很大改变，但对于静压仓这样结构复杂部位的应用还不成熟，且成本较高，经过对这些新型材料分析、施工优劣对比后，我们选用密胺海绵作为消声、吸音介质，来达到降噪效果。

3 材料特性

密胺海绵厚50 mm，是一种低容重，高密度结构、高开孔率、柔性的纳米超细纤维泡沫塑料，具有卓越的阻燃性、吸声性和吸热性。当声波入射到多孔材料的表面时，激发起微孔内部的空气振动，振动时由于声波与密胺海绵出现摩擦损耗，使声能转变为机械能，空气与固体筋络间产生相对的运动，由于空气的粘滞性在微孔内产生相应的粘滞阻力，使振动空气的动能不断的转换为热能，使得声能被衰减;另外在空气绝热压缩时，空气与孔壁之间不断发生热交换，也会使声能转化为热能，继而被衰减，实现吸音功效。

3．1 超强吸声能力

通过声波在海绵内的来回反射吸收声音，降低室内反射声的干扰和回响，提高声音的纯度。其开孔率高达95%以上，使得声波能充分有效地进入泡沫体的深层，之后转化为网格的震动能，被消耗和吸收掉，有效地消除反射波。经清华大学建筑学院建筑物理实验室取样检测，该材料吸声系数达到一级要求。

3．2 耐高温性、高阻燃性

经清华大学建筑学院建筑物理实验室取样检测，达到难燃要求，完全满足《建筑设计防火规范》中“风管和设备的保温材料、消声材料及其粘结剂，应采用非燃烧材料或难燃烧材料”的要求。

在静压仓室内粘贴，不受热源影响，不存在变形隐患。

难燃等级达A1级，接触明火后在燃烧体的表面形成致密的焦炭层从而阻滞燃烧，无流滴，无毒烟，不燃烧，离火自熄。

3．3 良好绝热保温性

其开孔率高达95%以上，使空气的对流传热得到有效的阻滞，发挥最佳保温隔热性能。

3．4 无毒、环保等高安全性

经清华大学建筑学院建筑物理实验室取样检测，其甲醛释放量完全达到《室内装饰装修材料 人造板及其制品中甲醛释放限量》的室内材料使用要求。其稳定的化学结构和交联体系使其具有独特的化学稳定性，完全满足国家关于室内装饰、公共建筑等降噪领域的绿色环保安全标准。

4 专用胶结剂

使用廊坊绿力化工有限公司生产的密胺海绵专用胶水，经国家建筑材料工业房建材料质量监督检验测试中心检测，其燃烧性能达到《建筑材料及制品燃烧性能分级》中的A1级，为不燃材料。

5 施工工艺

5．1 施工特点

1)加工性能优良，极易裁切。

可以根据施工图纸要求，结合特殊结构部位尺寸，现场外形切削或定型切削，即可加工成复杂的几何形状。

2)安装方便、快捷。

该材料容重在4 kg/m3～12 kg/m3，为块状材料，单块重量轻，操作方便，施工安全。施工时先用专用胶粘贴于混凝土结构面上，再用锚钉固定，方便快捷。接缝处理采用双面胶粘贴，极易掌握。

3)能运用于各种复杂结构。

其随意裁切的功能，可根据不同结构形状现场量测，裁切成不同的几何形状。

4)无技术难度，极易操作，人工费成本低。

不受施工条件限制，好掌握，易操作，没有技术难度，人工费仅12元/m2。

5)施工不受季节影响。

不受气温影响，一年四季均可施工。

5．2 工艺流程

施工工艺流程:材料进场(检查相关资料)→机具准备→结构基层清理→结构基层验收→量测混凝土结构截面尺寸→裁切密胺海绵材料→每个座位底吸热孔预留→专用胶涂刷→密胺海绵安装→锚钉固定→接缝处理→成品保护。

1)原材料。

芯材:密胺海绵，形状:长方形，压陷强度:400 N，撕裂强度:60．56 N/m，规格:2 000mm×800mm×50mm，密胺海绵的高阻燃性及随意裁切性见图1，图2。

图1 密胺海绵的高阻燃性

图2 密胺海绵可随意裁切

2)基层清理。

安装前必须清理场地，将静压仓底范围结构梁、柱、板等混凝土构件表面全部清理干净，将混凝土表面流坠部位剔除干净。

3)密胺海绵裁切。

因静压仓呈阶梯形，结构复杂，混凝土结构面的尺寸不一，首先对混凝土结构面进行逐一量测，并绘制平面布置图。根据量测的尺寸对密胺海绵进行裁切，切割整齐，分类编号。

座位底孔要提前预切，使静压仓内热量很好地传递到观众厅内，预留口部位吸音棉要切割整齐。

4)专用胶粘贴。

用阻燃胶水将密胺海绵粘贴到混凝土面，胶水要涂刷均匀。预留口四周要满刷粘结材料，保证其预留口四周的粘结材料粘结牢固，不得有翘起。

5)密胺海绵安装。

密胺海绵必须与基层粘结牢固，不脱落，安装时施工人员必须戴上干净的白手套，保证吸音棉表面干净，安装顺序:先安装静压仓顶棚、梁、柱，最后从里向外安装静压仓地面，每块密胺海绵四边要满刷粘结材料，中间点刷粘结材料，点间距不超过500mm，相邻吸音面之间的缝隙要严密。将专用胶均匀涂刷于密胺海绵背面，轻轻用力将此粘贴于混凝土接触面(见图3)，再用锚钉固定(见图4)，锚钉6个/m2。

图3 相邻面处理

图4 密胺海绵用锚钉固定

6)接缝处理。

相邻密胺海绵之间的缝隙要严密，密胺海绵连接处采用双面胶粘贴，接缝密实。

7)成品保护。

原材料堆放及已安装好的密胺海绵均要防止碰撞、踩压，安装时先安装静压仓顶棚及竖向构件，最后安装地面，要由高向低、从上向下、从里向外倒退着铺贴。

6 质量控制

1)材料进场要提供相应的型式检验报告。

2)进场的密胺海绵要保证包装不受损坏，不受污染。

3)做好混凝土结构面的量测工作，凿平清扫，并绘制平面图，对不同部位使用的材料要逐块编号。

4)密胺海绵裁切时要进行弹线，保证裁切质量。

5)粘贴前要涂刷均匀胶水，粘贴时用力均匀。

6)锚钉固定时钉子间距均匀分布，钉子嵌入结构不少于50 mm。

7)块状材料接缝处要用双面胶粘贴牢固，保证接缝平整严密。

8)原材料堆放及安装好的密胺海绵均要防止碰撞、踩压。

9)安装时先安装静压仓顶棚及竖向构件，最后安装地面，且从里向外倒退着铺贴。

7 应用效果

1)工序操作简便。

材料裁切方便，完全实现量尺寸裁材料。施工仅有涂胶、粘贴及锚钉三道工序，安装方便，技术容易掌握，施工时间不受季节影响。

2)施工速度快捷。

大剧院工程工期紧，工作量大，通过应用此技术，比要求工期提前完成了静压仓密胺海绵的施工，确保了工程质量一次性验收通过。仅11个人、用10 d时间完成大剧场静压仓5 990 m2密胺海绵的安装，之后，我们又将此方法应用于音乐厅静压仓等部位，顺利完工，一次性质量验收合格，赢得建设单位、监理单位的一致好评。

3)降声效果显著。

使用噪声检测仪现场实际检测，声源大小为84．3 dB，采用密胺海绵施工技术后，该声音降低到38．5 dB，噪声降低率达54%，符合GB 3096-2008声环境质量标准，空调风机及背景噪声得到了有效控制，吸声消音明显，提升了现场演出效果。

8 推广应用前景

将密胺海绵涂刷专用胶后，粘贴到混凝土结构表面，用锚钉固定，使其与结构融合成整体，充分地吸收风机运行的噪声，达到降噪消音功效。本技术可广泛应用于需改善音质、控制噪声、吸热保温等需求的声学工程，建筑业如:体育馆、影剧院、消声室、引擎测试台、风洞、播音室等领域。

［1］GB 3096-2008，声环境质量标准［S］．

［2］国家建筑材料工业房建材料质量监督检验测试中心出具的“橡塑海绵专用胶水”检验报告［R］．2010-C-W-4122，2010．

［3］清华大学建筑学院建筑物理实验室出具的“密胺海绵技术要求”［R］．2011．

［4］瀵阳绿宇泡棉有限公司质量检测部门出具的密胺海绵检测报告［R］．2011．

［5］GB 50411-2007，建筑节能工程施工质量验收规范［S］．