富程

摘 要：隨著中國建筑為適應(yīng)多元化需求向高層高、大開間方向發(fā)展，大量的輕體材料應(yīng)用到室內(nèi)的隔墻上。輕鋼龍骨隔音墻的應(yīng)用，減輕了結(jié)構(gòu)的承載力，節(jié)約了鋼材、水泥等資源，保護(hù)了環(huán)境，降低了工程造價(jià)，加快了建設(shè)工程整體進(jìn)度，增大了建筑內(nèi)部的使用面積。然而普通輕鋼龍骨隔音墻的隔音效果難以達(dá)到設(shè)計(jì)的要求給人們的工作生活帶來許多的不便。

傳統(tǒng)輕鋼龍骨隔音墻的做法遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到GB 50118—2010《民用建筑隔聲設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求，為輕質(zhì)隔墻得以推廣，需進(jìn)一步的提高輕質(zhì)隔墻的隔聲性能。輕鋼龍骨隔音墻的隔音技術(shù)就成了一個急需要解決的的課題。

筆者結(jié)合一個政府公共資源交易中心項(xiàng)目需要對傳統(tǒng)輕鋼龍骨隔音墻進(jìn)行研究。該項(xiàng)目是政府計(jì)劃將公共資源交易中心搬遷至一處原商業(yè)規(guī)劃的建筑進(jìn)行裝修。項(xiàng)目設(shè)計(jì)期間經(jīng)結(jié)構(gòu)工程師核算所有墻體只能采用輕鋼龍骨隔墻，否者不能滿足原建筑的荷載要求，但該項(xiàng)目的使用功能又有明確的隔音需求，特別是眾多開標(biāo)廳和評標(biāo)間對聲學(xué)的要求很高。按要求此類房間使用時(shí)需要有拾音設(shè)備進(jìn)行錄音，不能有噪音干擾。項(xiàng)目的特點(diǎn)對墻體的聲學(xué)效果提出了更高的要求。

關(guān)鍵詞：輕鋼龍骨；隔音墻設(shè)計(jì)；隔音墻施工

1 輕鋼龍骨隔墻一般采用“雙面板中間夾輕鋼龍骨”結(jié)構(gòu)。

（1）龍骨輕鋼：龍骨一般分有50mm、75mm和100mm三種規(guī)格，根據(jù)形狀可分為C型普通龍骨和M型減震龍骨。龍骨彈性佳則隔聲性能好。龍骨越大，兩側(cè)面板之間的距離越大隔聲性能越好，75mm厚龍骨比50mm厚龍骨隔聲量提高1dB左右。（2）墻板：墻板有紙面石膏板、水泥纖維板、硅酸鈣板、不同材質(zhì)的吸音板等，厚度有9.5mm、12mm和15mm；墻板板可單層使用也可雙層或按使用需求多種材質(zhì)復(fù)合使用。（3）內(nèi)填棉：內(nèi)填棉按功能不同分為隔音棉和吸音棉兩種。內(nèi)填離心玻璃棉的厚度和容重越大，吸聲效果越好，由于聲音在空腔來回反射多次而消耗，即使每次反射吸聲較小，多次反射的積累效果也非常大。

2 隔音的一般規(guī)律

2.1 質(zhì)量定律

質(zhì)量定律表明得出，輕質(zhì)隔墻墻體的墻板密度越大則輕質(zhì)隔墻的隔聲效果越好。對于單一密度均勻的墻體，密度增加一倍，理論上隔聲量可增加6dB；根據(jù)質(zhì)量定律，我們可以得出使用高密度材質(zhì)或增加面板的層數(shù)或厚度可以獲得更好的隔聲性能。

2.2 共振頻率

當(dāng)輕鋼龍骨墻體的共振頻率和聲波的頻率相同時(shí)，輕鋼龍骨墻體產(chǎn)生共振，輕鋼龍骨隔墻產(chǎn)生共振后，隔聲性能將大幅下降。人耳比較敏感聲波頻率范圍為100HZ～3150HZ，當(dāng)共振頻率小于100Hz時(shí)，隔聲效果將大大提高，一般設(shè)計(jì)輕鋼龍骨隔音隔墻時(shí)，應(yīng)使共振頻率盡量低于100Hz。 經(jīng)測試15mm厚紙面石膏板面密度在12kg/m2左右。15mm厚的紙面石膏板墻的共振頻率基本小于最低考慮頻率范圍100Hz，因此共振頻率對15mm以上厚度紙面石膏板墻體的隔聲性能影響較小。

2.3 吻合效應(yīng)

當(dāng)聲波接觸墻體面板后，墻板在垂直方向的受迫振動以外，還有沿著板面方向的受迫彎曲振動。在特定頻率以上，受迫彎曲振動將和墻板自有的自由彎曲振動相吻合，此時(shí)板就非常順從地跟隨入射聲彎曲，造成聲能大量地透射到墻板的另一側(cè)去，形成隔聲量的低谷，這種現(xiàn)象被稱作吻合效應(yīng)，這個與材料有關(guān)的頻率被稱為吻合頻率。經(jīng)測試雙層相同的板疊合的吻合頻率吻合頻率和單層板基本等同，但吻合效應(yīng)更加劇烈，吻合谷會變得更深。雙層面板的劇烈吻合效應(yīng)非常明顯。15mm和12mm板疊合的墻板比兩層15mm隔墻的面密度變低，但隔聲量卻更大。為避免雙層板的吻合頻率相同從而造成特別大的隔聲量頻率低谷的出現(xiàn)，雙層面板墻體如果使用材質(zhì)或厚度不同的面板進(jìn)行疊合，吻合谷將彼此錯開，且每個吻合谷都較淺，可提高墻體隔聲性能。

2.4 音橋

輕鋼龍骨隔墻中石膏板直接用螺絲固定在龍骨上，聲源一側(cè)板的振動會通過龍骨傳到另一側(cè)板，這種像橋一樣傳遞聲能的現(xiàn)象被稱為音橋。音橋越多、接觸面積越大、剛性連接越強(qiáng)，音橋現(xiàn)象越嚴(yán)重，隔聲效果越差。

3 結(jié)合以上規(guī)律及以往工程中出現(xiàn)的問題可以從設(shè)計(jì)和施工分別采取有效措施來解決

3.1 設(shè)計(jì)措施

（1）選擇減震型龍骨。龍骨的彈性好則隔聲性能好， 尤其低頻處的隔聲量明顯提高。如采用M型減振龍骨，隔聲量可以提高1～2db。

（2）提高墻板密度。輕質(zhì)隔墻墻板的密度越大，隔聲性能越好，因此在選擇面板時(shí)應(yīng)盡量選擇密度較大的面板，不同類型的石膏板密度也不相同，防火紙面石膏板密度大于耐水紙面石膏板大于普通紙面石膏板，水泥纖維板、硅酸鈣板的密度更大。

（3）不同墻板組合避免吻合效應(yīng)。在設(shè)計(jì)采用雙層面板的隔墻中，為避免吻合效應(yīng)大發(fā)生，可以根據(jù)雙側(cè)的使用環(huán)境不同采用不同材質(zhì)不同厚度的面板。

（4）減少音橋。輕鋼龍骨石膏板隔墻，為減少音橋，獲得更好的隔聲性能，可以將龍骨的結(jié)構(gòu)做成錯列結(jié)構(gòu)或者雙層結(jié)構(gòu)。錯列結(jié)構(gòu)是天地龍骨公用一套，豎龍骨相對加密，雙側(cè)面板不同時(shí)固定在一根龍骨上，理論上，錯列龍骨結(jié)構(gòu)的隔聲量比常規(guī)龍骨同結(jié)構(gòu)的隔墻提高2dB～3dB，是音橋減弱了的緣故。 雙層結(jié)構(gòu)是天地龍骨和豎龍骨分別制作做，兩層龍骨無任何連接，板固定在各自龍骨上，雙層結(jié)構(gòu)比常規(guī)單層結(jié)構(gòu)隔墻個音量提高7dB～8dB。

（5）合理選用內(nèi)填棉。內(nèi)填玻璃棉的密度和厚度越大， 隔音效果越好，由于聲音在內(nèi)腔來回反射多次而消耗，即使每次反射吸聲很小，多次反射的積累效果也很大，因此5cm厚24kg/m3的離心玻璃棉作為內(nèi)填吸聲材料已經(jīng)足夠了，但是，2.5cm以下、不足16kg/m3的離心玻璃棉由于過于稀松，吸聲性能太差，會使隔聲量下降2dB～3db。根據(jù)測定，使用雙層75龍骨的六層12紙面石膏板（三道墻板，每道兩層石膏板，共兩個龍骨空腔）的輕型墻體內(nèi)添兩層50厚24kg/m3的玻璃棉，計(jì)權(quán)隔聲量將達(dá)到rw=60db，這是半米厚混凝土隔墻的隔聲量。

（6）采用內(nèi)吸音外隔音的結(jié)構(gòu)。這個結(jié)構(gòu)是對聲學(xué)要求高房間所設(shè)計(jì)的，即隔墻房間內(nèi)部采用吸音體系，隔墻過道側(cè)采用隔音體系。相鄰兩個房間的隔墻采用三層結(jié)構(gòu)，兩側(cè)吸音體系中間隔音體系。目前隔音墻的設(shè)計(jì)中純隔音的反射型隔音墻體占絕大部分，目的是隔絕聲音的傳遞。反射型隔音墻體的隔音效果沒有吸音與隔音相結(jié)合的復(fù)合型隔音墻效果好，特別是聲源發(fā)出的房間的聲學(xué)效果變得更加混亂，而復(fù)合型隔音墻會讓聲源發(fā)出的房間內(nèi)聲學(xué)效果非常舒服。但復(fù)合型隔音墻的造價(jià)要大大高于反射型隔音墻體的造價(jià)。

（7）墻體節(jié)點(diǎn)的處理。實(shí)際建筑物中，兩個房間除了隔墻傳聲外，還有其他途徑造成聲音傳入其他一個房間，有的項(xiàng)目先做的吊頂，隔墻頂部與吊頂面連接，隔墻沒有直通到結(jié)構(gòu)樓板底，聲音從吊頂內(nèi)部傳遞到其他房間，造成房間實(shí)際隔聲量比隔墻墻體的隔聲量低很。相鄰辦公室之間的隔墻應(yīng)延伸到吊頂棚高度以上，并與承重樓板連接，不留縫隙。墻體或樓板因孔洞、縫隙、連接等原因?qū)е赂袈曅阅芙档蜁r(shí)，應(yīng)采取下列措施：①管線穿過樓板或墻體時(shí)，孔洞周邊應(yīng)采取密封隔聲措施。②固定于墻面引起噪聲的管道等構(gòu)件，應(yīng)采取隔振措施。③辦公室、會議室隔墻中的電氣插座、配電箱或嵌入墻內(nèi)對墻體構(gòu)造損傷的配套構(gòu)件，在背對背設(shè)置時(shí)應(yīng)相互錯開位置，并應(yīng)對所開的洞（槽）有相應(yīng)的隔聲封堵措施。④幕墻與辦公室、會議室隔墻及樓板連接時(shí)，應(yīng)采用符合分室墻隔聲要求的構(gòu)造，并應(yīng)采取防止相互串聲的封堵隔聲措施。

（8）平面布局。總體布局應(yīng)利用對噪聲不敏感的建筑物或辦公建筑中的輔助用房遮擋噪聲源，減少噪聲對辦公用房的影響。應(yīng)避免將有明顯噪聲源的房間相鄰布置；房間上部（樓層）不得布置產(chǎn)生高噪聲（含設(shè)備、活動）的房間。走道兩側(cè)布置辦公室時(shí)，相對房間的門宣錯開設(shè)置。面向走道或樓梯間的門的隔聲性能應(yīng)滿足使用要求，特殊情況可采用門斗雙層門結(jié)構(gòu)。

3.2 施工措施

（1）孔洞及縫隙。隔墻上如出現(xiàn)縫隙和孔洞，會大大降低隔墻的隔聲性能。假如隔墻墻體本身的隔聲量達(dá)到50dB，而墻上有萬分之一的縫隙和孔洞，則綜合隔聲量將下降到40dB。雙層墻板的隔墻，在第一層墻板安裝完成后，第二層板板縫應(yīng)與第一層板的板縫錯開，第一層板可以不勾縫，但表面面應(yīng)采用膩?zhàn)庸纯p，且縫隙處應(yīng)貼紙帶或表面的面板散2mm～3mm的縫隙打入封閉膠，否則隔聲量將會下降12dBdB17dB。內(nèi)填棉應(yīng)粘合牢固，防止過一段時(shí)間后棉體下墜，造成出現(xiàn)填棉縫隙。嚴(yán)重時(shí)可能引起3dB～5dB隔聲量的下降。

（2）減震措施。為了防止石膏板墻和原結(jié)構(gòu)之間的縫隙，同時(shí)降低震動帶來的不利影響，通常在輕鋼龍骨墻體四周安裝龍骨時(shí)墊入橡膠墊層。橡膠墊層的厚度不應(yīng)小于5mm，橡膠墊層應(yīng)先用膠水固定于結(jié)構(gòu)上或龍骨背面。如果采用m型減振龍骨，能更有效地削減聲波傳遞時(shí)的振動能量，使整個結(jié)構(gòu)的隔聲量增加。。如果在龍骨上采用s型的減振條，隔聲量可以提高2db。龍骨彈性佳則隔聲性能好。龍骨越大，兩側(cè)面板之間的距離越大隔聲性能越好，75mm厚龍骨比50mm厚龍骨隔聲量提高1dB左右。固定墻板使用的螺絲釘釘距越密，隔聲性能越不好，因?yàn)槊芗尼斁嗍箟Π暹B接的剛性變強(qiáng)，據(jù)測定，300mm的釘距比250mm的釘距隔聲量提高0.5db左右，但是釘距不能過于稀疏，因?yàn)楸仨毐ＷC墻板與龍骨的牢固。還有一點(diǎn)非常重要，就是內(nèi)腔中的內(nèi)天棉不可以填滿，否則會造成內(nèi)填棉將兩層墻板連接在一起，出現(xiàn)聲橋，使隔聲量下降。填棉時(shí)，要保證棉體兩邊不同時(shí)接觸墻板，防止出現(xiàn)聲橋。有些施工人員認(rèn)為棉體需要滿填，兩側(cè)墻板板之間不留空氣層，這是錯誤的。實(shí)驗(yàn)表明，滿填棉隔聲性能將下降1dB～3db。另外填棉厚度不均等造成的棉板與兩邊板材局部或大面積接觸都會引起隔聲量大幅下降，施工操作中應(yīng)盡量避免。

（3）設(shè)備面板錯位安裝。遇到輕質(zhì)隔墻表面有較多設(shè)備面板的情況時(shí)，設(shè)備底盒必須與基層的龍骨固定同時(shí)做好必要的減震措施，且固定點(diǎn)不低于兩個；當(dāng)墻體相同位置兩側(cè)均有設(shè)備面板時(shí)，建議錯位安裝，以免墻面直接穿孔導(dǎo)致隔聲性能劇烈下降。

（4）合理的墻體結(jié)構(gòu)。在橫縱墻體交接處是隔聲的薄弱處，此處龍骨、接縫密集。內(nèi)部填面接縫應(yīng)于板材接縫錯開不在同一位置，可采用L型布置。在T型墻處內(nèi)部結(jié)構(gòu)應(yīng)采用室內(nèi)與過道的隔墻頂兩房間的隔墻結(jié)構(gòu)，保證兩房間的隔墻到頭設(shè)置。設(shè)置有坎臺的隔墻，坎臺的寬度應(yīng)與墻體輕鋼龍骨的外側(cè)等寬，面板安裝時(shí)蓋住坎臺不小于20mm，這樣既減少后期產(chǎn)生的接縫影響隔音效果又有利于各種踢腳線的安裝，同時(shí)滿足功能和美觀要求。

4 結(jié)束語

綜上所述，相比于常規(guī)的輕鋼龍骨石膏板隔墻，進(jìn)一步提高墻體隔聲性能的有效途徑主要有：（1）采用合理的材料和結(jié)構(gòu)；（2）規(guī)范合理的施工。通過這些措施，可以在不增加墻體質(zhì)量和厚度的前提下，有效提高墻體的隔聲性能。

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