住宅樓雙層空心樓板隔聲設(shè)計(jì)

劉晨曉

(河南大學(xué)土木建筑學(xué)院，河南開封 475004)

0 引言

隨著社會的發(fā)展和人們生活水平的提高，人們的生活節(jié)奏與生活壓力也隨之加快與增大，人們更加迫切地需要一個(gè)不受別人干擾而安靜的居住空間，來放松心情與提高生活的質(zhì)量。因此，在民用建筑中重視住宅樓的樓板隔聲問題，對住宅樓板進(jìn)行科學(xué)的隔聲設(shè)計(jì)，提高人們的住宅品質(zhì)和改善居住壞境，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 當(dāng)前住宅樓板隔聲存在的問題

長期以來，由于受經(jīng)濟(jì)發(fā)展與認(rèn)識水平的制約，人們在住宅樓的建設(shè)中往往忽視樓板的隔聲設(shè)計(jì)，所以，我國民用建筑一直存在著住宅樓板隔聲問題。如一直到目前為止，我國房地產(chǎn)市場上所銷售的商品住宅仍是毛坯房，其樓板是厚度僅為110mm左右鋼筋混凝土及其上面的水泥砂漿找平層。對于這樣的樓板，據(jù)有關(guān)實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)表明，其計(jì)權(quán)標(biāo)準(zhǔn)化撞擊聲壓級基本在84dB(A)左右，即便是住戶進(jìn)行二次裝修，增設(shè)50mm左右厚的用于穿電線管的水泥焦碴等，如果選用的面層材料是花崗巖、地板瓷磚等硬質(zhì)材料，撞擊聲壓級達(dá)75dB左右，這是由于混凝土樓板堅(jiān)硬的固體聲的能量在其固體材料中的消耗與衰減很小，其傳播速度與傳播距離與空氣傳播相比則又快又遠(yuǎn)，固體傳聲隔離效果較差造成的;而混凝土樓板空氣隔聲效果較好，只有選擇實(shí)木地板，才可以達(dá)到設(shè)計(jì)的基本標(biāo)準(zhǔn)65dB(A)左右。這樣的樓板，上層住戶的腳步聲、掃地聲、電視聲、說話聲、深夜男主人的打鼾聲，甚至于鬧鐘聲，很容易使樓板下層的住戶有不良的反應(yīng)。因此，當(dāng)前我國民用建筑住宅樓板的這些計(jì)權(quán)標(biāo)準(zhǔn)化撞擊聲壓級幾乎都不能充分滿足我國現(xiàn)行GB 50096-1999住宅設(shè)計(jì)規(guī)范中所規(guī)定的樓板的計(jì)權(quán)標(biāo)準(zhǔn)化撞擊聲壓級宜不大于75dB的設(shè)計(jì)要求，住宅樓板隔聲問題還依然普遍存在。

2 住宅樓樓板隔聲的基本原理

住宅樓隔聲的基本原理是根據(jù)聲波傳入圍護(hù)結(jié)構(gòu)的途徑，如空氣直接傳播、圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳播與振動(dòng)直接撞擊圍護(hù)構(gòu)件使構(gòu)件發(fā)聲傳播，也就是根據(jù)空氣傳聲與固體傳聲等來設(shè)計(jì)減弱與隔離樓板聲音撞擊聲壓級與有效傳播途徑等而達(dá)到隔聲效果的。住宅樓樓板所帶來的噪聲主要是撞擊噪聲，所以住宅樓樓板隔聲設(shè)計(jì)所依據(jù)的基本原理是根據(jù)固體傳聲的由振動(dòng)直接撞擊構(gòu)件使構(gòu)件發(fā)聲與傳播的原理，來減弱與隔離樓板的聲音傳播。如在混凝土結(jié)構(gòu)樓板上鋪設(shè)彈性面層材料，來減弱堅(jiān)硬樓板的撞擊能量及其振動(dòng)，降低樓板撞擊聲壓級，改善樓板隔聲效果;在混凝土結(jié)構(gòu)樓板與面層之間鋪設(shè)或填充彈性材料，面層仍使用混凝土澆筑，使用單性夾層結(jié)構(gòu)，完全隔離基層和面層，減弱樓板面層撞擊振動(dòng)及其聲音輻射，提高隔聲效果;在混凝土結(jié)構(gòu)樓板下作吊頂，使樓板與吊頂之間形成空腔，隔絕空氣傳聲等等。

3 住宅樓板隔聲的主要措施方法及其存在的問題

目前，根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)樓板傳遞噪聲的途徑與原理，住宅樓板隔聲設(shè)計(jì)所采用的主要措施與方法有浮筑地板隔聲、現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋隔聲與樓板吊頂隔聲等。

3.1 住宅浮筑樓板隔聲

住宅浮筑樓板隔聲是在鋼筋混凝土樓板上先鋪一層有彈性的隔聲材料，然后再做細(xì)石鋼筋混凝土的樓面層，以阻隔聲音的技術(shù)，其主要措施是制作彈性隔聲層(如圖1所示)。其優(yōu)點(diǎn)是浮筑樓板比普通樓板厚7cm左右，樓板中形成了隔振隔聲系統(tǒng)，隔聲效果較好，撞擊聲級可以達(dá)到住宅建筑樓板撞擊隔聲的一級標(biāo)準(zhǔn)為65dB等。但是其存在的主要問題是浮筑樓板施工技術(shù)要求難度比較大，四周接縫容易出現(xiàn)“短路”，剛性連接形成聲橋，樓面層極易出現(xiàn)裂縫、空鼓等等。所以，該技術(shù)還有待于進(jìn)一步改進(jìn)與提高。

圖1 彈性隔聲層

圖2 填充內(nèi)模

3.2 住宅現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋隔聲

住宅現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋隔聲是通過在樓板內(nèi)部放置筒芯、箱體以及筒體、塊體等輕質(zhì)內(nèi)模，并澆筑混凝土而成空腔樓蓋，來阻隔振動(dòng)與聲音的技術(shù)，其主要措施是填充內(nèi)模(見圖2)。這種樓板隔聲措施與方法的好處是增加了樓板的厚度，但卻沒有增加其重量;減少了鋼筋與混凝土的用量，降低了其工程造價(jià);其適用范圍廣、設(shè)計(jì)施工方便、隔音效果好，卻沒有降低其經(jīng)濟(jì)實(shí)用性等。然而，盡管如此，住宅現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋隔聲技術(shù)還存在著各種各樣的缺陷，如抗裂性能比無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力平板差;空心管手工作業(yè)，效率較低;空心管標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，質(zhì)量良莠不齊等，所以，住宅現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋隔聲技術(shù)的諸多方面也還需要研究與完善。

3.3 樓板吊頂隔聲

樓板吊頂隔聲是通過在混凝土結(jié)構(gòu)樓板下加設(shè)吊頂，以形成樓板與吊頂之間的空腔，來隔絕空氣傳聲而達(dá)到隔聲的技術(shù)。通常，樓板吊頂?shù)母袈曋饕欠课萁还ず?，后期裝修時(shí)建造，且隔聲效果與吊頂?shù)馁|(zhì)量及其整體性成正比，樓板吊頂?shù)馁|(zhì)量越大，整體性越強(qiáng)，其隔聲效果越好。因此，樓板吊頂隔聲技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是自由靈活，具有更大的裝飾性與裝修效果，個(gè)性化強(qiáng);其缺點(diǎn)則是吊頂與樓板之間難以采用彈性連接，加大吊頂厚度易增加其承重，降低耐用性，且二次裝修工程造價(jià)較高等。

總之，任何一種技術(shù)，在實(shí)踐的過程中，都會有一定的問題或缺陷，也都需要一定的改善或提高。

4 住宅樓空心雙層樓板隔聲設(shè)計(jì)

4.1 設(shè)計(jì)原理

住宅樓空心雙層樓板隔聲設(shè)計(jì)的原理包括聲音傳播的原理與阻隔聲音的原理兩個(gè)方面。作為住宅樓混凝土結(jié)構(gòu)的樓板其傳播聲音的基本原理有:通過樓板四周結(jié)合處及其預(yù)制構(gòu)件相銜接處的縫隙傳播;通過樓板的振動(dòng)而以振動(dòng)聲波形式向樓下輻射傳播;通過整個(gè)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳播等，其中撞擊樓板振動(dòng)而以振動(dòng)聲波形式傳播是目前樓板隔聲設(shè)計(jì)中所依據(jù)的聲音傳播的主要原理。而作為住宅樓混凝土結(jié)構(gòu)的樓板其阻隔聲音的基本原理有:雙層墻體之間的空氣間層具有“彈簧”作用，可以減振及其減弱振動(dòng)聲波輻射與傳播;當(dāng)將空氣層的厚度達(dá)到7.5cm以上時(shí)，在大多數(shù)的頻帶內(nèi)可以增加隔聲量8dB～10dB;空心雙層結(jié)構(gòu)具有避免吻合效應(yīng)的諧振，達(dá)到理想隔聲的效果。

4.2 隔聲設(shè)計(jì)

根據(jù)住宅樓混凝土結(jié)構(gòu)樓板聲音傳播與阻隔的原理，及其現(xiàn)行的浮筑地板隔聲、現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋隔聲與樓板吊頂隔聲等技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，住宅樓樓板隔聲的總體設(shè)計(jì)為空心雙層樓板。其具體設(shè)計(jì)為:

1)下層鋼筋混凝土樓板。這層樓板由鋼筋綁扎與混凝土澆筑而成，厚度為40mm左右，相當(dāng)于一般的樓板或者樓房的吊頂，屬于雙層空心樓板的底層樓板。

2)空心內(nèi)膜。這部分由塑料、高分子材料或特種纖維箱式(規(guī)格為50mm寬×20mm高空心方管)放置在底層樓板之上完成，相當(dāng)于上層樓板與下層樓板的間隔空間，屬于雙層空心樓板的空心部分。

3)上層鋼筋混凝土樓板。這層樓板同樣由鋼筋綁扎與混凝土澆筑而成，厚度為90mm左右，相當(dāng)于一般的承重樓板或者樓板面，屬于雙層空心樓板的樓板頂部。

4.3 住宅樓雙層空心樓板隔聲設(shè)計(jì)的技術(shù)特點(diǎn)及其可行性

住宅樓雙層空心樓板隔聲設(shè)計(jì)由三部分組成，三部分相互獨(dú)立，又相互協(xié)作，既吸收了現(xiàn)行的浮筑地板隔聲、現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋隔聲與樓板吊頂隔聲等技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，又盡量避免它們的缺點(diǎn)，大大減少了技術(shù)上的難題與操作上的靈活性，并增加了其隔聲的有效性，因此住宅樓雙層空心樓板隔聲設(shè)計(jì)是切實(shí)可行而有效的。如住宅樓雙層空心樓板隔聲設(shè)計(jì)由上下厚薄兩層樓板組成，這樣不僅避免了后期裝修吊頂?shù)穆闊┘案咴O(shè)計(jì)裝修費(fèi)用，而且避免了雙層樓板同質(zhì)同構(gòu)的工程造價(jià)與可能產(chǎn)生的吻合效應(yīng)諧振，影響隔聲效果等，甚至于不僅不影響隔聲效果，而且由雙層空心樓板所形成的隔音間還會產(chǎn)生更好的樓板隔聲效果。又如住宅樓雙層空心樓板的空心內(nèi)膜設(shè)計(jì)，既利用了現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋隔聲的內(nèi)膜技術(shù)，發(fā)揮了其不易吻合效應(yīng)諧振而造成聲音傳播的效果，又避免雙層空心樓板在施工過程中上層樓板不便于操作支撐與固定模板的問題，使住宅樓雙層空心樓板隔聲得以實(shí)施。再如住宅樓雙層空心樓板隔聲設(shè)計(jì)兩層樓板分別施工，既避免了現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋隔聲設(shè)計(jì)整體捆綁與內(nèi)膜放置的技術(shù)難度以及抗裂性能差等問題，又能保障樓面板的承重與整體性等。住宅樓雙層空心樓板隔聲設(shè)計(jì)的技術(shù)既能汲取其他隔聲樓板技術(shù)的科學(xué)合理之處，又避免與改進(jìn)了其不足，雖然相對于其他技術(shù)成本稍稍有點(diǎn)增加，但是相對于其優(yōu)點(diǎn)來說，其綜合優(yōu)勢還是更加突出的。因此，這種技術(shù)也是完全可以進(jìn)行現(xiàn)實(shí)實(shí)踐和進(jìn)一步檢驗(yàn)的。

總之，住宅樓雙層空心樓板隔聲設(shè)計(jì)技術(shù)既克服了傳統(tǒng)預(yù)制混凝土空心樓板易裂縫、漏水，跨度小、整體性差與隔音效果不好等諸多問題，又繼承了目前較為先進(jìn)的樓板隔聲技術(shù)的整體性與受力性好，隔音效果明顯等優(yōu)勢，其設(shè)計(jì)是有一定的科學(xué)依據(jù)與合理性的。

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