装配式钢结构住宅隔声性能优化研究——以长江精工宁夏装配式建筑产业基地宿舍楼为实例

（宁夏大学土木与水利工程学院，宁夏银川 750021）

近年来，随着我国城市化建设逐步推进，由商业经营活动、营业性文化场所、交通运输和工业生产所带来的噪声问题日渐严重。有研究表明[1-2]，室内的噪声主要影响因素包括室外噪声源、室内噪声源和建筑本身的隔声性能。噪声源主要来自住宅建筑的周围环境[3]，通过围护结构传到室内所产生。要解决住宅建筑内部的噪音，主要的途径便是提高建筑物围护结构的隔声性能[4]。外墙加厚、科学选择窗户、门加厚、入户门采用钢制门、在平屋顶上添加隔声板等措施均可有效提高建筑的隔声性能[5-7]。现有文献对宁夏地区装配式钢结构建筑墙体的隔声构造研究较少，并且多是针对传统的钢筋混凝土建筑隔声构造措施的研究。本文用斯维尔建筑声环境分析软件SEDU2020，对长江精工宁夏装配式建筑产业基地宿舍楼进行绿色建筑评价标准中室内声环境的评价项做了模拟分析。并对该建筑的墙体隔声构造措施提出几点设想，对宁夏地区装配式钢结构住宅的墙体隔声构造研究具有积极意义。

1 工程概况

长江精工宁夏装配式建筑产业基地宿舍楼项目位于宁夏银川西夏区，六盘山路以南，同心南街以西。建筑面积共计4 732 m2，建筑高度20.1 m，共5层。

该建筑位于长江精工宁夏装配式建筑产业基地工业园区内，作为厂区内员工宿舍楼，紧临办公楼与工业厂房。交通噪声与工业噪声给员工们休息时带来很大影响，故对其进行墙体的隔声构造研究。长江精工宁夏装配式建筑产业基地宿舍楼位置如图1所示。

图1 长江精工宁夏装配式建筑产业基地宿舍楼位置

2 墙体隔声构造措施及构想

2.1 外挂墙板隔声构造措施及构想

墙体是建筑的主要围护结构，对噪音的阻隔效果最为显著。该建筑外墙采用预制混凝土夹芯保温外挂墙板（80 mm预制混凝土板+60 mm挤塑板+100 mm预制混凝土板），墙板整体外挂于主体结构外侧。装配式建筑中外挂墙板之间缝隙对室内声环境有不利影响，在施工上要保证外挂墙板安装规范，尽量避免墙板间出现过宽的缝隙，在缝隙间可填充保温条、发泡胶、水泥基结晶密封胶等提高外维护结构的隔声性能。该建筑可在外挂墙板之间的缝隙外侧中填充改性硅烷密封胶及泡沫棒，缝隙内侧使用保温胶条进行封堵。这样既能减少缝隙对外挂墙板隔声量带来的不利影响，又能提供很好的保温隔热的效果。

外挂墙板间缝隙构造示意图如图2所示。

图2 外挂墙板间缝隙构造示意图

2.2 内隔墙板隔声构造措施及构想

该建筑内隔墙材料采用蒸压加气混凝土（ALC）。桁架处采用75 mm厚的双墙，双墙间距为100 mm。这种双墙构造不仅可以遮挡钢桁架使住宅给人更舒适的观感，还可以在隔墙总质量不变的情况下有效提高隔声量。在桁架双层墙中可填充多孔性吸声材料，如常用的玻璃棉毡就是一种多孔性吸声材料，墙体的隔声性能也能得到进一步加强。房间隔墙和走廊两侧采用200 mm厚的ALC板。设备管井围护墙采用100 mm厚ALC砌块，电梯井围护墙采用200 mm厚ALC砌块。该建筑的内隔墙条板拼接处可采用耐碱玻璃纤维网布进行加强，搭接长度不小于150 mm。这样能使内隔墙具有更好的整体性，也大幅度降低了接缝处对墙体隔声性能的影响。

3 隔声模拟计算与分析

3.1 斯维尔室内声环境分析原理

斯维尔声环境分析软件中室内噪声级计算原理如图3所示。

图3 室内噪声计算原理图

3.1.1 构件空气声隔声与撞击声隔声的计算

（1）首先在倍频程下计算出构件的空气声有效隔声量，通过公式法计算出空气声隔声计权单值评价量，再得出空气声频谱修正量，最终求得构件空气声隔声性能。（2）依据《民用建筑隔声设计规范》（GB 50118—2010）的要求，通过计权规范化撞击声压级的计算，评价构件的撞击声隔声性能。本建筑参考相关声学资料中倍频程下对应构造的楼板撞击声压级，计算楼板的计权规范化撞击声压级，作为楼板撞击声隔声性能，判断其是否满足标准要求。

3.1.2 最不利房间的确定

（1）在SEDU2020软件中计算出整栋建筑每个房间的室内噪声级；（2）将计算结果从高到低分为“满足高要求标准”“满足平均要求”“满足低限要求”“不满足”4个等级；（3）筛选出满足最低等级的房间；（4）从满足最低等级的房间中，确定室内噪声级最大的房间，该房间被认定为主要功能房间中噪声级最不利的房间，并判定达标情况。

3.2 斯维尔模拟分析结果

本项目中建筑围护结构详细信息如表1所示。

表1 建筑围护结构构造与材料清单

根据建筑设计图纸建立声环境模拟分析模型，主要包括目标建筑、周边建筑、声屏障、道路（包括轨道交通）和绿化带等对象。模型如图4所示。

图4 长江精工宁夏装配式建筑产业基地宿舍楼分析模型

建立好模型后添加参数，包括建筑室外场地噪声、室内噪声、空气条件、噪声反射次数、计算网格划分、空间划分、房间功能划分、围护结构的工程材料和构造做法以及构件的吸声性能参数。

SEDU2020软件中模型建立时只有围护结构的尺寸参数，所以需要自行添加围护结构的材料及构造做法的参数，该参数设置越准确，模拟计算的结果越接近实际情况。软件中的计算导则如果为《绿色建筑评价标准》（GB/T 50378—2019），可在规定建筑红线后不需要划分声功能区。本次模拟采用新绿标，故不进行声功能区的划分。

参数设置好后即可进行分析计算。构件空气声隔声性能结果统计如表2所示，楼板撞击声隔声性能统计如表3所示，最不利房间室内噪声值如表4所示。

表2 构件空气声隔声性能结果统计 单位：dB

表3 楼板撞击声隔声性能统计 单位：dB

表4 最不利房间室内噪声值 单位：dB

综上，根据《绿色建筑评价标准》（GB/T 50378—2019）和《民用建筑隔声设计规范》（GB 50118—2010）中的评价要求，可得围护结构隔声与室内噪声级评价结果如下：控制项主要功能房间的室内噪声级与外墙、隔墙、楼板和门窗空气声隔声、撞击声隔声均满足满足现行国家标准《民用建筑隔声设计规范》（GB 50118—2010）中的低限要求。

4 结语

保障装配式钢结构宿舍楼良好的室内声环境，最主要的方法就是提高围护结构的隔声性能。相比传统钢筋混凝土结构建筑，装配式建筑墙体之间拼接缝隙对建筑隔声有很大影响，可以在缝隙间可填充保温条、发泡胶、水泥基结晶密封胶等提高外维护结构的隔声性能。长江精工宁夏装配式建筑产业基地宿舍楼，可在外挂墙板之间的缝隙外侧中填充改性硅烷密封胶及泡沫棒，缝隙内侧使用保温胶条进行封堵；内围护结构可采用在条板拼接处使用耐碱玻璃纤维网布的方法，提高隔声性能。桁架双层墙中可填充玻璃棉毡，这样墙体的隔声性能也能得到进一步加强。

通过SEDU2020软件分析得知长江精工宁夏装配式建筑产业基地宿舍楼主要功能房间的室内噪声级与外墙、隔墙、楼板和门窗的空气声隔声、撞击声隔声均满足满足现行国家标准《民用建筑隔声设计规范》（GB 50118—2010）中的低限要求。