住宅楼板隔声问题的分析与探讨

2020-05-21 10:58王立新
建筑与装饰 2020年4期

王立新

摘 要 建筑内的噪声干扰问题日益突出,由于楼板隔声差,引起上下层住户发生纠纷的问题时有发生,成为困扰人们正常生活的社会问题。本文结合笔者相关工作实际,分别从噪声的计算原理、现场检测试验等方面多角度论述噪音传播的实际情况,以及如何改善噪声对人们生活影响的一些措施。

关键词 住宅楼板隔声;质量定律;撞击声声压级

1噪声的传播限制要求

噪声的传播途径主要是空气传声和固体传声,国家标准或规范对这两种传播方式都有明确要求,《民用建筑隔声设计规范》中规定:住宅分户楼板的空气声计权隔声量不小于45dB。一般住宅分户楼板计权标准化撞击声压级隔声单值评价量不大于75dB,高要求住宅分户楼板计权标准化撞击声压级隔声单值评价量不大于65dB。《绿色建筑评价标准》中规定,楼板的空气声计权隔声量不小于45dB,楼板的计权标准化撞击声声压级不大于70dB[1]。

2楼板隔声量的计算

不透气的固体材料,对于空气中传播的声波都有隔声效果。隔声效果和入射声波频率有关,主要取决于材料的密度,刚度及内阻尼,很大程度上还是以材料密度为主。依据目前常见的住宅楼板做法:12厚水泥石灰砂浆(有些工程取消)+120厚C25~C30现浇钢筋混凝土+70厚细石混凝土垫层+素水泥结合层+20厚1:4干硬性水泥砂浆+8~10厚陶瓷地砖,楼板综合面密度大约为550kg/㎡。实际工程中,通过很多的检测数据总结出的隔声量计算经验公式为:

式中:R—隔声构件的平均隔声量;

m—隔声构件的面密度,kg/㎡;

f—入射声波的频率,Hz,主要入射频率100~3200Hz。

该公式是由理论公式简化后结合实际的检测数据结合而来,上式只是众多经验公式之一,其他类似公式还有很多,但无论从形式还是结果上都差不多。上面两个式子证明,墙的单位面积质量越大,则隔声效果越好,这一规律通常也称为“质量定律”。通常采用隔声计算常用的六个频率f=125dB,f=250dB,f=500dB, f=1000dB,f=2000dB来进行计算。根据这个经验公式计算出来的住宅分户楼板的空气声计权隔声量为52.8dB,据测定,厚120mm的钢筋混凝土抹灰后空气隔声量在48~50dB。根据以上的分析结果,楼板的气体隔声完全能够满足规范的要求[2]。

3楼板撞击声压级

在建筑中隔绝撞击声也就是固体传声是主要解决的重点问题,与空气传声相比,撞击声的影响范围更广,引起的撞击声压级一般也较高。一户撞击地板,振动能量沿结构向四周传播,几十户会受到干扰,这主要是撞击声沿固体传播时声能衰减极少的缘故,所以楼层隔声的重点是隔绝固体撞击传声,减少固体的撞击振动能量。

实际使用条件下的楼板隔声性能,随楼板厚度增加有所改善,但增至一定厚度,对隔声效果就不明显了。所以主要的楼板撞击隔声有下列几种措施:①采用弹性材料做垫层;②在楼板的基层与面层间做弹性垫层;③设置弹性吊顶。这几种措施中在住宅建筑中较为可行操作的就是第二种方案了。

楼板的撞击声声压级,在无弹性面层的情况下,决定于楼板的弹性模量、密度、厚度等因素,但又主要决定于楼板的厚度,在其他条件不变的情况下,如果楼板的厚度增加1倍,楼板的撞击声压级可以降低10dB。根据实测的一些数据,100mm厚普通光裸重质楼板的计权标准撞击声压级约为86dB,上抹20mm厚水泥砂浆后其计权标准撞击声压级约为84dB,如果钢筋混凝土楼板上铺硬质面层(地砖、花岗石板等),其撞击声压级达82dB左右,再增设50mm厚水泥焦碴,其隔声量也才达75dB,隔声效果仍很差。

4如何改进楼板撞击声

由于本地区的楼面做法中有70mm厚的水暖垫层做法,如果将这部分做成吸声较好的弹性垫层,就能很好地改善楼板的隔音问题。当垫层材料与面层及基层材料有较大的差异时,更能够取得较好的效果。泡沫混凝土是一种目前应用越来越广的建筑材料。它有着自重轻,隔音性,防火性,可泵性,防水性,价格低廉等优良特性。在它的内部结构中有大量的封闭孔隙,所以对冲击能量的吸收能力很强。这种做法是使面层与弹性垫层构成一个共振系统。事实上,影响楼板隔声性能的因素很多,理论计算也比较复杂。这类楼板的撞击声改善值,主要决定于该系统的性能,撞击声改善值大小可由下式估算:△L=40lgf/f0(f>f0)式中:△L—撞击声改善值(dB);f0—系统的共振频率(Hz),其中;f—噪声频率(Hz);E—垫层材料的弹性模量(kg/cm?);d—垫层材料的厚度(cm);m—面层材料单位面积质量(kg/m?)。公式表明,浮筑楼板的改善值△L随噪声频率f的增加而提高,随系统共振频率f0的降低而增大。因此,为了提高△L,必须降低浮筑楼板的共振频率f0,而要降低f0的方法是减小弹性模量E,即增加它的弹性,以及增加面层的质量m和垫层的厚度d0,轻薄的面层改善值小,因此面层不宜过于轻薄。一般地说,真正对楼板撞击声起隔绝作用的是垫层的弹性(更重要的是在一定荷载下的动力弹性),垫层厚度增加,弹性也增加,撞击声改善值也随之增加。但如果在弹性已满足要求时,增加厚度的意义也就不大了,所以,各种弹性材料都有有效的经济合理厚度的问题。

如果楼面做70mm厚的泡沫混凝土弹性垫层,按照上式估算得出楼板撞击声的改善值大约在20dB。我们在现场测试了这种楼面做法的计权标准化撞击声声压级,在荷枫水岸小区住宅楼内得到的测试结果为61dB,蓝山庭院小区住宅楼采用的是细石混凝土垫层,得到的测试结果为69dB,根据以上的结果,泡沫混凝土的做法完全能够达到绿色建筑的隔声量标准,隔声量能满足人们的要求。

5结束语

目前结合我地区的实际情况综合考虑,泡沫混凝土做垫层的方法是一个简单有效的方法,其施工速度快,能减少建筑物的自重,而且在造价上相比一般混凝土可节省材料费20%~60%。相信随着建筑科技的不断发展,会有更多的新技术,新工艺,新材料应用到我们的建筑中来,把生活中的隔声问题处理好,解决人们生活的噪音烦恼。

参考文献

[1] 郑红.住宅楼板的隔声研究[J].居业,2006,27(3):63-64.

[2] 王崴,范桂芳.居住建筑樓板的构造隔音[J].中华建设,2014,(11):80-81.