建筑樓地面裝配式保溫隔聲系統(tǒng)研發(fā)及其應(yīng)用

王納新，章 凱，朱偉明，陳文杰，李 杰

浙江省建筑科學(xué)設(shè)計研究院有限公司，浙江杭州 310012

0 引言

多年來，我國住宅、公寓等居住建筑隔聲問題一直是居民對住宅質(zhì)量投訴最多的問題之一。從聲源種類看，引起住戶煩惱的噪聲大多屬于固體聲范疇［1］。樓地面保溫隔聲問題越來越受重視，在《民用建筑隔聲設(shè)計規(guī)范（GB 50118—2010）》和《綠色建筑評價標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 50378—2019）》等國家標(biāo)準(zhǔn)中，對室內(nèi)樓地面隔聲性能都有明確要求［2-3］。

目前常用的滿足樓地面隔聲和節(jié)能要求的做法是浮筑樓地面，浮筑構(gòu)造是將保溫（隔聲）材料鋪設(shè)在結(jié)構(gòu)樓板上，保溫材料上澆筑配筋細(xì)石混凝土或輕集料混凝土保護層，保護層四周應(yīng)與墻體隔離，形成保溫隔聲的構(gòu)造［4］。其中，浮筑構(gòu)造中保溫隔聲材料多為無機保溫砂漿、電子交聯(lián)聚乙烯板、擠塑聚苯板或聚氨酯板，由于保溫隔聲材料強度較低，需要在保溫隔聲層上做40～50 mm細(xì)石鋼筋混凝土作為保護層，使得浮筑樓地面的厚度明顯增加，施工難度明顯加大，更容易產(chǎn)生空鼓、開裂等質(zhì)量問題，同時也增加了建筑結(jié)構(gòu)荷載［5-7］。此外，浮筑樓地面施工時一般先在樓地面做找平層，待找平層固化后再做保溫隔聲層和保護層，保護層固化后再做地磚、地板層或其他裝配面層，整個施工過程存在濕作業(yè)量大、施工工序多、施工周期長、裝配率低等問題，亟須進一步改進［8-9］。

現(xiàn)有的建筑標(biāo)準(zhǔn)中對樓板的保溫、隔聲、結(jié)構(gòu)性能均提出了相應(yīng)的要求，本文基于現(xiàn)有浮筑樓板結(jié)構(gòu)中保溫層、保護層的功能要求及樓地面結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范，研究設(shè)計了裝配式保溫隔聲裝飾一體化地板，并對建筑樓地面裝配式保溫隔聲系統(tǒng)預(yù)制生產(chǎn)工藝、安裝工藝、性能測試及實踐應(yīng)用等方面進行研究。本文研發(fā)的建筑樓地面裝配式保溫隔聲系統(tǒng)對促進裝配式混凝土保溫隔聲建筑發(fā)展和實踐應(yīng)用具有重要意義。

1 建筑樓地面裝配式保溫隔聲系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計

裝配式保溫隔聲裝飾一體化地板從上向下依次包括地板層、第一粘結(jié)層、硅酸鈣板層、第二粘結(jié)層和設(shè)有墊塊的保溫隔聲層，地板層采用450 mm×450 mm的實木多層復(fù)合地板，厚度為16 mm，硅酸鈣板層采用450 mm×450 mm 的高密度硅酸鈣板，厚度為10 mm，保溫隔聲層采用450 mm×450 mm 的XPS 保溫板，厚度為10 mm，XPS保溫板上開設(shè)4個方孔，墊塊設(shè)置在方孔中并與硅酸鈣板層粘結(jié)，墊塊采用30 mm×30 mm的高密度纖維水泥板，厚度為10 mm，第一粘結(jié)層和第二粘結(jié)層采用無機粘結(jié)膠（圖1）。

圖1 裝配式保溫隔聲裝飾一體化地板結(jié)構(gòu)示意

2 建筑樓地面裝配式保溫隔聲系統(tǒng)預(yù)制生產(chǎn)工藝及快速安裝

裝配式保溫隔聲裝飾一體化地板采用在工廠預(yù)制生產(chǎn)，生產(chǎn)時先將硅酸鈣板層粘結(jié)在地板上，然后再將保溫隔聲層和墊塊粘結(jié)在硅酸鈣板層上，見圖2。

圖2 裝配式保溫隔聲裝飾一體化地板樣品

裝配式保溫隔聲裝飾一體化地板的安裝工藝為：統(tǒng)一水平定高、放線→布置支座點→調(diào)制支座粘結(jié)材料→樓地面支座粘結(jié)→按標(biāo)定水平線高度調(diào)節(jié)支座高低→鋪設(shè)裝配式保溫隔聲裝飾一體化地板。裝配式保溫隔聲裝飾一體化地板安裝各個環(huán)節(jié)的施工圖見圖3。

圖3 裝配式保溫隔聲裝飾一體化地板安裝工藝

整個安裝過程快捷方便，無須在樓地面鋪滿砂漿，只通過調(diào)節(jié)支座高度就可實現(xiàn)裝配式保溫隔聲裝飾一體化地板在樓地面上的調(diào)平，施工效率大大提高。

3 裝配式保溫隔聲系統(tǒng)性能測試

本文采用模擬軟件對裝配式保溫隔聲裝飾一體化地板進行了熱工性能模擬計算，并進行相應(yīng)的撞擊聲隔聲性能測試。

3.1 熱工性能模擬計算研究

地板層選用450 mm×450 mm多層實木復(fù)合地板，厚度為16 mm；硅酸鈣板層選用450 mm×450 mm 的高密度硅酸鈣板，厚度為10 mm；保溫層選用450 mm×450 mm 的XPS 保溫板，厚度為10 mm；墊塊選用30 mm×30 mm 的高密度硅酸鈣板；支座采用直徑60 mm的ABS工程塑料制作，厚度為10 mm，數(shù)量為5個，樓板層厚度為110 mm。裝配式保溫隔聲裝飾一體化地板的熱工模擬模型見圖4。

圖4 裝配式保溫隔聲裝飾一體化地板的熱工模擬模型

裝配式保溫隔聲裝飾一體化地板雖然在支座區(qū)域熱工性能相對較差，但整體來看傳熱系數(shù)K達到了1.11 W/（m2·K），符合浙江省《居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)（DB 33/1015—2021）》中居住建筑空調(diào)供暖房間的分戶樓板的傳熱系數(shù)不應(yīng)大于2.0 W/（m2·K）的規(guī)定。裝配式保溫隔聲裝飾一體化地板的熱工性能模擬結(jié)果見圖5。

圖5 裝配式保溫隔聲裝飾一體化地板的熱工性能模擬結(jié)果

3.2 撞擊聲隔聲性能測試研究

本研究在杭州艮興嘉苑樓地面鋪設(shè)了裝配式保溫隔聲裝飾一體化地板，并進行撞擊聲隔聲性能測試研究，經(jīng)過測試后得出裝配式保溫隔聲裝飾一體化地板的樓地面撞擊聲隔聲性能為58 dB，見圖6。本文研發(fā)的裝配式保溫隔聲裝飾一體化地板具有良好的撞擊聲隔聲性能，符合撞擊聲隔聲性能小于等于60 dB的規(guī)定。

圖6 撞擊聲隔聲性能測試結(jié)果

4 裝配式保溫隔聲樓地面系統(tǒng)實踐應(yīng)用

杭州艮興嘉苑位于杭州市上城區(qū)，為經(jīng)濟適用房住宅，本研究選取了一個房間進行了裝配式保溫裝飾一體化地板實踐應(yīng)用，地板層選取450 mm×450 mm尺寸規(guī)格的地板，安裝時先調(diào)節(jié)支座高低，然后在支座上設(shè)置粘結(jié)材料，再將裝配式保溫裝飾一體化地板磚鋪設(shè)在支座上，圖7為鋪設(shè)裝配式保溫裝飾一體化地板的地面實景圖，鋪設(shè)后樓地面平整，應(yīng)用效果良好，經(jīng)測試隔聲效果明顯，撞擊聲隔聲性能為58 dB。

圖7 裝配式保溫裝飾一體化地板地面實景

5 不同保溫隔聲構(gòu)造性能與經(jīng)濟性分析

本文將裝配式保溫隔聲裝飾一體化地板構(gòu)造分別與聚氨酯復(fù)合交聯(lián)聚乙烯墊浮筑構(gòu)造、擠塑聚苯板浮筑構(gòu)造進行了性能與經(jīng)濟性分析，見表1。由表1 可知，裝配式保溫隔聲裝飾一體化地板構(gòu)造的保溫性能、應(yīng)用成本雖然與其他浮筑構(gòu)造相差不多，但隔聲性能明顯好于其他浮筑構(gòu)造，且采用工廠預(yù)制生產(chǎn)和干法施工，施工工期較短，生產(chǎn)效率高，施工后樓地面不會開裂。

表1 不同保溫隔聲構(gòu)造性能與經(jīng)濟性分析

另外，根據(jù)浙江省《裝配式建筑評價標(biāo)準(zhǔn)（DB33/T 1165—2019）》中干式工法樓面評價分值為6分的規(guī)定，本文研制的裝配式保溫隔聲裝飾一體化地板采用干法施工，應(yīng)用在裝配式建筑中時評價分值可得6 分，在裝配式建筑中具有較好的應(yīng)用前景。

6 結(jié)論

本文通過對建筑樓地面裝配式保溫隔聲系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計、預(yù)制生產(chǎn)工藝、安裝工藝、性能測試及實踐應(yīng)用等方面的研究，主要結(jié)論如下：

1）研制的裝配式保溫隔聲裝飾一體化地板通過在地板下方分別設(shè)置硅酸鈣板層和保溫隔聲層，并通過調(diào)節(jié)支座高低和將一體化地板固定在支座上來實現(xiàn)裝配式保溫隔聲裝飾一體化地板快速安裝在樓地面上，無須采用砂漿固定，直接通過調(diào)節(jié)支座的高度就可實現(xiàn)裝配式保溫隔聲裝飾一體化地板的調(diào)平，整個安裝過程快速便捷，施工成本較低。

2）研制的裝配式保溫隔聲裝飾一體化地板符合浙江省《居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)（DB 33/1015—2021）》中居住建筑空調(diào)供暖房間的分戶樓板的傳熱系數(shù)不應(yīng)大于2.0 W/（m2·K）以及撞擊聲隔聲性能小于等于60 dB的規(guī)定。

3）研制的裝配式保溫隔聲裝飾一體化地板已成功在杭州市艮興嘉苑進行實踐應(yīng)用，應(yīng)用效果良好，傳熱系數(shù)和撞擊聲隔聲性能均符合相關(guān)樓地面標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。