密胺海綿在建筑業(yè)聲學系統(tǒng)中的應用研究

范寶秀

(山西建筑工程(集團)總公司爐窯分公司，山西太原 030006)

1 工程概況

山西大劇院工程整體采暖系統(tǒng)以中央空調為主，在大劇場、音樂廳的采暖及新風系統(tǒng)尤為突出，大劇場建筑面積6 400m2，座位數(shù)量2 400個，音樂廳建筑面積達4 500 m2，座位數(shù)量1 800個。室內空間面積大，空調配置數(shù)量較多，而空調及新風系統(tǒng)風機盤管主要安置在觀眾廳座位下的靜壓倉內，這樣，倉內的空調風機噪聲治理、管道消聲、吸聲處理成為關鍵技術性難題。

2 方案優(yōu)化

靜壓倉是控制觀眾廳背景噪聲及廳內空調噪聲的關鍵環(huán)節(jié)，常規(guī)是通過靜壓倉內滿貼吸音材料來進行消音降噪，但同時面臨施工工期縮短的條件，大面積的靜壓倉吸音材料的選用、施工方法的選擇將成為核心問題。

多次對市場上各種吸聲降噪材料進行調研，傳統(tǒng)的吸聲材料雖然在性能上有很大改變，但對于靜壓倉這樣結構復雜部位的應用還不成熟，且成本較高，經過對這些新型材料分析、施工優(yōu)劣對比后，我們選用密胺海綿作為消聲、吸音介質，來達到降噪效果。

3 材料特性

密胺海綿厚50 mm，是一種低容重，高密度結構、高開孔率、柔性的納米超細纖維泡沫塑料，具有卓越的阻燃性、吸聲性和吸熱性。當聲波入射到多孔材料的表面時，激發(fā)起微孔內部的空氣振動，振動時由于聲波與密胺海綿出現(xiàn)摩擦損耗，使聲能轉變?yōu)闄C械能，空氣與固體筋絡間產生相對的運動，由于空氣的粘滯性在微孔內產生相應的粘滯阻力，使振動空氣的動能不斷的轉換為熱能，使得聲能被衰減;另外在空氣絕熱壓縮時，空氣與孔壁之間不斷發(fā)生熱交換，也會使聲能轉化為熱能，繼而被衰減，實現(xiàn)吸音功效。

3．1 超強吸聲能力

通過聲波在海綿內的來回反射吸收聲音，降低室內反射聲的干擾和回響，提高聲音的純度。其開孔率高達95%以上，使得聲波能充分有效地進入泡沫體的深層，之后轉化為網格的震動能，被消耗和吸收掉，有效地消除反射波。經清華大學建筑學院建筑物理實驗室取樣檢測，該材料吸聲系數(shù)達到一級要求。

3．2 耐高溫性、高阻燃性

經清華大學建筑學院建筑物理實驗室取樣檢測，達到難燃要求，完全滿足《建筑設計防火規(guī)范》中“風管和設備的保溫材料、消聲材料及其粘結劑，應采用非燃燒材料或難燃燒材料”的要求。

在靜壓倉室內粘貼，不受熱源影響，不存在變形隱患。

難燃等級達A1級，接觸明火后在燃燒體的表面形成致密的焦炭層從而阻滯燃燒，無流滴，無毒煙，不燃燒，離火自熄。

3．3 良好絕熱保溫性

其開孔率高達95%以上，使空氣的對流傳熱得到有效的阻滯，發(fā)揮最佳保溫隔熱性能。

3．4 無毒、環(huán)保等高安全性

經清華大學建筑學院建筑物理實驗室取樣檢測，其甲醛釋放量完全達到《室內裝飾裝修材料 人造板及其制品中甲醛釋放限量》的室內材料使用要求。其穩(wěn)定的化學結構和交聯(lián)體系使其具有獨特的化學穩(wěn)定性，完全滿足國家關于室內裝飾、公共建筑等降噪領域的綠色環(huán)保安全標準。

4 專用膠結劑

使用廊坊綠力化工有限公司生產的密胺海綿專用膠水，經國家建筑材料工業(yè)房建材料質量監(jiān)督檢驗測試中心檢測，其燃燒性能達到《建筑材料及制品燃燒性能分級》中的A1級，為不燃材料。

5 施工工藝

5．1 施工特點

1)加工性能優(yōu)良，極易裁切。

可以根據施工圖紙要求，結合特殊結構部位尺寸，現(xiàn)場外形切削或定型切削，即可加工成復雜的幾何形狀。

2)安裝方便、快捷。

該材料容重在4 kg/m3～12 kg/m3，為塊狀材料，單塊重量輕，操作方便，施工安全。施工時先用專用膠粘貼于混凝土結構面上，再用錨釘固定，方便快捷。接縫處理采用雙面膠粘貼，極易掌握。

3)能運用于各種復雜結構。

其隨意裁切的功能，可根據不同結構形狀現(xiàn)場量測，裁切成不同的幾何形狀。

4)無技術難度，極易操作，人工費成本低。

不受施工條件限制，好掌握，易操作，沒有技術難度，人工費僅12元/m2。

5)施工不受季節(jié)影響。

不受氣溫影響，一年四季均可施工。

5．2 工藝流程

施工工藝流程:材料進場(檢查相關資料)→機具準備→結構基層清理→結構基層驗收→量測混凝土結構截面尺寸→裁切密胺海綿材料→每個座位底吸熱孔預留→專用膠涂刷→密胺海綿安裝→錨釘固定→接縫處理→成品保護。

1)原材料。

芯材:密胺海綿，形狀:長方形，壓陷強度:400 N，撕裂強度:60．56 N/m，規(guī)格:2 000mm×800mm×50mm，密胺海綿的高阻燃性及隨意裁切性見圖1，圖2。

圖1 密胺海綿的高阻燃性

圖2 密胺海綿可隨意裁切

2)基層清理。

安裝前必須清理場地，將靜壓倉底范圍結構梁、柱、板等混凝土構件表面全部清理干凈，將混凝土表面流墜部位剔除干凈。

3)密胺海綿裁切。

因靜壓倉呈階梯形，結構復雜，混凝土結構面的尺寸不一，首先對混凝土結構面進行逐一量測，并繪制平面布置圖。根據量測的尺寸對密胺海綿進行裁切，切割整齊，分類編號。

座位底孔要提前預切，使靜壓倉內熱量很好地傳遞到觀眾廳內，預留口部位吸音棉要切割整齊。

4)專用膠粘貼。

用阻燃膠水將密胺海綿粘貼到混凝土面，膠水要涂刷均勻。預留口四周要滿刷粘結材料，保證其預留口四周的粘結材料粘結牢固，不得有翹起。

5)密胺海綿安裝。

密胺海綿必須與基層粘結牢固，不脫落，安裝時施工人員必須戴上干凈的白手套，保證吸音棉表面干凈，安裝順序:先安裝靜壓倉頂棚、梁、柱，最后從里向外安裝靜壓倉地面，每塊密胺海綿四邊要滿刷粘結材料，中間點刷粘結材料，點間距不超過500mm，相鄰吸音面之間的縫隙要嚴密。將專用膠均勻涂刷于密胺海綿背面，輕輕用力將此粘貼于混凝土接觸面(見圖3)，再用錨釘固定(見圖4)，錨釘6個/m2。

圖3 相鄰面處理

圖4 密胺海綿用錨釘固定

6)接縫處理。

相鄰密胺海綿之間的縫隙要嚴密，密胺海綿連接處采用雙面膠粘貼，接縫密實。

7)成品保護。

原材料堆放及已安裝好的密胺海綿均要防止碰撞、踩壓，安裝時先安裝靜壓倉頂棚及豎向構件，最后安裝地面，要由高向低、從上向下、從里向外倒退著鋪貼。

6 質量控制

1)材料進場要提供相應的型式檢驗報告。

2)進場的密胺海綿要保證包裝不受損壞，不受污染。

3)做好混凝土結構面的量測工作，鑿平清掃，并繪制平面圖，對不同部位使用的材料要逐塊編號。

4)密胺海綿裁切時要進行彈線，保證裁切質量。

5)粘貼前要涂刷均勻膠水，粘貼時用力均勻。

6)錨釘固定時釘子間距均勻分布，釘子嵌入結構不少于50 mm。

7)塊狀材料接縫處要用雙面膠粘貼牢固，保證接縫平整嚴密。

8)原材料堆放及安裝好的密胺海綿均要防止碰撞、踩壓。

9)安裝時先安裝靜壓倉頂棚及豎向構件，最后安裝地面，且從里向外倒退著鋪貼。

7 應用效果

1)工序操作簡便。

材料裁切方便，完全實現(xiàn)量尺寸裁材料。施工僅有涂膠、粘貼及錨釘三道工序，安裝方便，技術容易掌握，施工時間不受季節(jié)影響。

2)施工速度快捷。

大劇院工程工期緊，工作量大，通過應用此技術，比要求工期提前完成了靜壓倉密胺海綿的施工，確保了工程質量一次性驗收通過。僅11個人、用10 d時間完成大劇場靜壓倉5 990 m2密胺海綿的安裝，之后，我們又將此方法應用于音樂廳靜壓倉等部位，順利完工，一次性質量驗收合格，贏得建設單位、監(jiān)理單位的一致好評。

3)降聲效果顯著。

使用噪聲檢測儀現(xiàn)場實際檢測，聲源大小為84．3 dB，采用密胺海綿施工技術后，該聲音降低到38．5 dB，噪聲降低率達54%，符合GB 3096-2008聲環(huán)境質量標準，空調風機及背景噪聲得到了有效控制，吸聲消音明顯，提升了現(xiàn)場演出效果。

8 推廣應用前景

將密胺海綿涂刷專用膠后，粘貼到混凝土結構表面，用錨釘固定，使其與結構融合成整體，充分地吸收風機運行的噪聲，達到降噪消音功效。本技術可廣泛應用于需改善音質、控制噪聲、吸熱保溫等需求的聲學工程，建筑業(yè)如:體育館、影劇院、消聲室、引擎測試臺、風洞、播音室等領域。

［1］GB 3096-2008，聲環(huán)境質量標準［S］．

［2］國家建筑材料工業(yè)房建材料質量監(jiān)督檢驗測試中心出具的“橡塑海綿專用膠水”檢驗報告［R］．2010-C-W-4122，2010．

［3］清華大學建筑學院建筑物理實驗室出具的“密胺海綿技術要求”［R］．2011．

［4］瀵陽綠宇泡棉有限公司質量檢測部門出具的密胺海綿檢測報告［R］．2011．

［5］GB 50411-2007，建筑節(jié)能工程施工質量驗收規(guī)范［S］．