1、綠色生態住宅墻體隔聲材料的探究王文卿 建筑學09-4班 02090810 【摘要：】研究綠色生態住宅墻體隔聲問題，探討墻體隔聲的原理以及設計階段對墻體隔聲的考慮，并深入研究CS墻板的各應性能，同時, 討論了影響CS墻板隔音效果的各種因素。從定量和定性的角度評價CS墻板的隔音性能, 并提出設計和施工建議。【關鍵詞：】綠色生態住宅，墻體隔聲原理，住宅隔聲建筑設計，CS墻板1、 引言綠色生態住宅作為一種全新的居住理念，必將成為21世紀住宅建設的趨勢。而聲環境作為綠色生態住宅居住環境(包括居住空間環境、聲環境、空氣環境、熱環境、光環境、綠色建材等)的一項重要指標，也越來越受到國家和地方的住宅建設管理、

2、設計、施工、使用等部門和個人的高度重視，已被列為建設部創導的綠色生態小區九大技術系統的重要內容之一，同時被許多地方作為強制性標準編入地方性的住宅規范之中。本文僅從分析墻體隔聲原理入手，闡述綠色生態住宅墻體隔聲材料的應用及意義。2、 墻體隔聲原理 隔聲是控制噪聲的重要措施，效果十分顯著。但目前在很多場合對隔聲還不夠重視，以致對噪聲控制不夠。例如輕型建筑的隔聲已是當前發展建筑事業的主要矛盾，很多輕型墻組成的分戶墻其隔聲量只有30dB，這與人們對環境的要求相差很遠。即使有良好的室內音質設計，如果受到噪聲的嚴重干擾，也將難以獲得良好的室內聽聞條件。為了保證建筑物的使用功能，保證人們正常生活和工作條件，

3、也必須減弱噪聲的影響。因此，控制建筑環境噪聲，保證建筑物內部達到一定的安靜標準，是建筑聲學的另一個重要方面。 聲波傳入圍護結構的三種途徑     1)、經由空氣直接傳播，即通過圍護結構的縫隙和孔洞傳播。例如敞開的門窗、通風管道、電纜管道以及門窗的縫隙等。  2)、透過圍護結構傳播。經由空氣傳播的聲音遇到密實的墻壁時，在聲波的作用下，墻壁將受到激發而產生振動，使聲音透過墻壁而傳到鄰室去。 3)、由于建筑物中機械的撞擊或振動的直接作用，使圍護結構產生振動而發聲。 墻體隔聲的一般規律 1）、單層墻隔聲頻率特性規律 影響隔聲的因素：單位面積質量（面密度

4、）、剛度、材料內阻尼、邊界條件等。    2)、 質量定律    在理想情況下，（無剛度、無阻尼、柔順質量、忽略邊界條件），單層墻體隔聲量理論推導得到： 隔聲量R=20lg(f×m0)-48 質量定律（mass law)：墻體越重空氣聲隔聲效果越好。    (1）面密度增加一倍，隔聲量增加6B。    (2）頻率增加加一倍，隔聲量增加6B。    在實際情況下，在質量控制的頻率范圍內明顯出現質量定律的表現，但比6dB要小，一般地，面密度增加一倍，隔聲量增加4-5dB。  &#

5、160; 3)、吻合效應    墻體在聲音激發下會產生受迫振動，振動既有垂直于墻面的也有沿墻面傳播的，不同的入射頻率或入射角度將產生不同的沿墻面傳播的傳播速度Cf。然而，不同頻率的聲波，墻體本身存在沿墻面傳播固有傳播速度Cb。在某種入射頻率和入射角度下，出現Cf=Cb時，將產生“吻合效應”，這時，墻板非常“順從”地跟隨入射聲波彎曲，使大量聲能透射到另一側去，形成隔聲量的低谷。聲波無規律入射時，每種隔聲材料都會在某一頻率上發生吻合效應，這一頻率被稱為“吻合頻率”，在隔聲曲線上的低谷稱為“吻合谷”，薄、輕、柔的墻體吻合頻率高；厚、重、剛的墻體吻合頻率低。   

6、; 輕型墻的隔聲研究 隨著大量的住宅建設與高層建筑的發展，要求建筑的工業化程度越來越高，同時還要求減輕建筑的自重，以滿足建筑的高速發展。常用的輕型墻體有：紙面石膏板、圓孔珍珠巖石膏板、加氣混凝土板、碳化板等。傳統的240mm厚的磚墻，其平均隔聲量約為53dB，而現有的輕型墻其平均隔聲量為30dB。 提高輕型墻隔聲能力的措施： 根據國內外的經驗，采用的主要措施與效果如下 1）、將多層密實材料用多孔彈性材料（玻璃棉、巖棉、泡沫塑料）分隔，做成夾層結構。則隔聲量比同重量單層墻提高很多。 2）、避免板材的吻合效應引起的諧振，應使各層材料的體（面）密度不同而厚度相同，在質量定律范圍內，可以得到較理想的隔

7、聲。 3）、當將空氣層的厚度增加到7.5cm以上時，在大多數的頻帶內可以增加隔聲量810dB。 4）、用松軟的吸聲材料填充空氣間層，一般可以提高輕型墻的隔聲量28dB. 雙層墻的空氣聲隔聲    雙層墻體之間的空氣間層相當于“彈簧”，具有減振作用。即空氣間層會產生一個附加隔聲量，其間層厚度超過10cm，隔聲量將不增加。3、 住宅隔聲建筑設計原理 隔聲是降低噪聲最重要的手段之，特別是在建筑的圍護結構中，設計利用圍護結構本身的隔聲特性來隔掉圍護結構外的噪聲，會比圍護結構中采用吸聲手段降低噪聲要有效得多。重視住宅平面設計也是降低噪聲污染的行之有效的措施，基本原則：一是將要求安靜的

8、房間布置在背向噪聲源的一側。據實際測定，此措施比將安靜的房間面向噪聲源時噪聲級可降低25dB30dB；其次在住宅室內平面設計中特別注意空間的動靜分區將廚房、衛生間集中布置，并上、下對齊，管道布置在廚房、廁所的墻上。蘭是對樓梯間、垃圾道、廚房、衛生問不應設在鄰居居民的臥室與起居室的直接上層。高層住宅的電梯問以及電梯井道和機房避免與主臥室、起屑室、書房等貼鄰。水泵房不應設稿·住宅樓內，井采取隔板消聲措施，這對防止住宅內部的建筑構件噪聲干擾有明顯的效果。4、 Cs墻板的隔音性能分析 CS輕質保溫(預制)夾芯墻板(以下簡稱CS墻板)是天津大學土木工程系和華聲公司合作, 在引進T ID 板的基

9、礎上創新發展起來的。該墻板是由三維空間鋼絲網骨架、保溫隔音芯材以及內外細石鋼筋混凝土或水泥砂漿層組成, 具有自重輕、強度高、保溫、隔音、防火、抗震性能好和安裝簡捷等優點。 CS墻板的構造 本文討論的墻板結構如右圖, 中間采用的保溫材料(阻燃型聚苯乙烯泡沫塑料板，聚苯乙烯泡沫塑料是以聚苯乙烯樹脂為主體，加入發泡劑等添加劑制成，它是目前使用最多的一種緩沖材料。它具有閉孔結構，吸水性小，有優良的抗水性；密度小，一般為0.0150.03；機械強度好，緩沖性能優異;加工性好，易于模塑成型；著色性好，溫度適應性強，抗放射性優異等優點，而且尺寸精度高,結構均勻。)厚度為d, 兩側采用鋼筋混凝土, 厚度均為d

10、1, 配置10級鋼筋間隔300mm布置。兩側混凝土之間用鋼絲網片和斜插絲組成的空間骨架相聯, 形成整體結構。 CS墻板的隔音對于雙層墻板結構, 文獻 2曾提出質量- 彈簧- 質量系統模型, 即將兩層墻板看成質量, 中間空氣層看成彈簧, 稱作彈性材料夾層結構。實際情況下, CS墻板中有聚苯乙烯泡沫作夾芯材料, 必須考慮它對整個墻板隔音效果的影響。有機材料隔聲性能主要與材料的組成和結構有著密切的關系。當聲波入射時, 在材料的內部將發生反射、散射、折射和繞射。由于混凝土層面與聚苯泡沫之間密度的差異, 當聲波遇到填充顆粒時將發生多次折射及散射使得傳播路徑增大,聲能消耗將增多; 同時聚苯乙烯泡沫中密閉氣

11、泡的存在, 當聲波在材料中傳播碰到這些氣泡時相當于受到障礙物阻擋, 這樣聲波必須繞過填充顆粒發生繞射, 從而也使聲波的傳播路徑增大而消耗掉聲能。正因為聚苯乙烯泡沫的這種特殊結構使得聲波在材料中的傳播發生多次反射、散射、折射、繞射, 從而很大程度上消耗了聲能, 達到了隔聲效果。由于中間夾聚苯乙烯泡沫的彈性作用, CS墻板的隔音性能優于等面密度的普通鋼筋混凝土墻板, 聚苯乙烯泡沫超越了傳統隔聲材料以高密度、大厚度來增加隔聲效果的機理, 不但隔聲效果好, 而且具有高強度、輕質量、超薄厚度、良好的機械加工性能等眾多優點。同時,CS墻板的隔音效果受很多因素影響, 包括板本身的構造, 也包括一些外部條件以

12、及一些不確定性因素。其中, 在其他條件不變的情況下, 增大中間夾層的厚度、混凝土層的厚度、混凝土和聚苯泡沫厚度的比例對墻板的隔音都是有利的。在進行CS墻板的設計和施工時, 應根據不同的設計要求, 考慮到以上影響, 盡量避免縫隙和孔洞的產生。5、 墻體隔聲材料的發展趨勢 隔音材料是保溫、保冷、隔熱、隔音材料的總稱，因其質輕、導熱率低，廣泛應用于建筑、化工、電力、建材等行業。隔音材料同五金工具、日用五金等易耗品比起來，它屬于冷門產品，但隨著世界各國對節能減排的高度重視，該產業已呈現出快速發展的良好勢頭。改革開放以來，特別是十一五期間，我國房地產業、裝飾裝修及環保產業的快速發展，尤其是建筑節能的大力推進，隔音材料的生產和銷售更是得到了前所未有的發展。6、結束語 今天，建造舒適、環保、健康的綠色生態住宅，已成為當今住宅建設的主旋律。為了保證環境的安靜，使居民不受或少受噪聲的干擾。因此，住宅建設的規劃決策者、建筑的設計者、工程的營造