輕質隔墻隔聲性能的影響因素及如何攻克的研究

與傳統的混凝土和砌體結構相比，輕質隔墻具有施工方便、輕質高強、延性好、易于拆卸、可回收利用等優勢，一大批具有保溫、耐火、耐水、隔音等功能的輕鋼龍骨隔墻已形成系列化的產品。人們在追求內熱舒適的同時，對聲環境也提出相應的要求，在輕質隔墻的推廣應用中，隔聲一直都是難以攻克的問題，本文從輕質隔墻的結構出發，系統的比較和闡述輕質隔墻隔聲性能的影響因素，從而提出一些可以提高隔聲性能的有效措施。

輕質隔墻在現代建筑中的應用前景及隔聲要求

1.輕質隔墻在現代建筑中的應用前景

近代以來，建筑方式不斷發展，以框架結構為代表的現代建筑成為主流。而輕質隔墻因其占用資源較少、能耗低、可規模化生產、可回收利用，適應現代建筑的發展等優勢迅速淘汰磚砌墻體并占領市場。

2.各類建筑對隔聲的要求

據圣戈班亞洲聲學中心的測試，常規的輕鋼龍骨紙面石膏板墻體的實驗室空氣聲隔聲量為52dB，該墻體由C型75mm豎向龍骨和雙面雙層12mm紙面石膏板組成，內填50mm玻璃棉。

據《民用建筑隔聲設計規范》GB50118-2010，商業用途的房屋隔聲要求是≤55dB，學校、辦公室等空間的隔聲量需要≤45dB，酒店客房的隔聲量需要≤40dB，一些有特殊功能的房間隔聲要求更甚。

傳統隔墻的做法遠遠達不到規范要求，為輕質隔墻得以推廣，需進一步的提高輕質隔墻的隔聲性能。

輕質隔墻結構及隔聲性能影響

1.輕質隔墻墻體結構及功能

輕質隔墻通常采用雙面墻板結構，即我們通常所說的“板+龍骨+板”的結構，每面的墻板一般分為單層板和雙層板；龍骨為間隔排布，使龍骨間產生空腔，起到隔聲效果，一般而言空腔越大，隔墻的隔聲性能越好；為進一步提高輕質隔墻的隔聲性能，會選擇在龍骨間形成的空腔中填隔音棉；

（1）龍骨

龍骨是輕質隔墻的核心結構，起到支撐和穩定墻體的作用；龍骨根據材質一般分為木龍骨和輕鋼龍骨，早期的室內裝飾中木龍骨的使用比較普遍，但相比輕鋼龍骨，木龍骨耐火性能差、耐久度差和隔聲性能差的問題逐漸暴露，在現代室內裝飾中已經基本被輕鋼龍骨取代，我們將著重分析輕鋼龍骨。

輕鋼龍骨根據厚度的不同一般分為50mm、75mm和100mm，根據形狀可分為C型和M型減震龍骨。

（2）墻板

墻板是輕質隔墻系統的面層，墻板一般特指紙面石膏板，紙面石膏板根據厚度分類一般分為9.5mm、12mm和15mm；石膏板可單層使用也可雙層或多層疊加使用。

（3）內填棉

內填棉是輕質隔墻系統的非核心結構，可根據實際填放或不放；常見的內填棉有巖棉和玻璃棉，一些有防火要求的墻體一般會填防火巖棉。

2.理論影響因素

（1）材料密度

通過實驗室的實驗得出，輕質隔墻系統的隔聲存在一個普遍的規律，即紙面石膏板的密度越大，輕質隔墻的隔聲效果越好。對于單層密致勻實墻，密度每增加一倍，隔聲量在理論上增加6dB；根據此實驗結果，我們可以得出增加板的層數或厚度可以獲得隔聲性能的提高。

（2）共振頻率

任何物體都有一個固定的共振頻率，輕質隔墻系統也不例外， 當聲波的頻率和墻體的共振頻率一致時，墻體整體產生共振，輕質隔墻產生共振后，隔聲性能將大大下降。

人耳能聽到的聲波頻率范圍為20HZ～20000HZ，音頻越接近極限值，人耳越不敏感；根據物體的共振特點，墻體越厚重，共振的頻率越低，當共振頻率低于100Hz時，隔聲效果將大大提高，一般設計輕鋼龍骨紙面石膏板隔墻時，應使共振頻率盡量低于100Hz。

常規使用的12mm和15mm兩種紙面石膏板存在不同共振頻率。12mm紙面石膏板面密度為10Kg/m2，15mm紙面石膏板面密度約12Kg/m2。15mm厚的紙面石膏板墻的共振頻率基本低于最低考慮頻率范圍100Hz，因此共振頻率對15mm板構造的墻體構件隔聲性能影響較小。但對于12mm板構造100Hz附近的隔聲性能影響較大，造成低頻100Hz、125Hz、200Hz處隔聲量比15mm板下降較多，主要是因共振頻率的原因，而在共振頻率以外200Hz、250Hz處的隔聲量接近，這是因為阻尼控制。

（3）共振吻合效應

當觸發物體振動的頻率等于物體自身的固有頻率時，物體振幅最大。聲波接觸墻板后，墻板除了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。在某個特定頻率以上，受迫彎曲振動將和板固有的自由彎曲振動相吻合，這時板就非常順從地跟隨入射聲彎曲，造成聲能大量地透射到另一側去，形成隔聲量的低谷，這種現象被稱作吻合效應，這個與材料有關的特定截止頻率被稱為吻合頻率。

理論和實驗均表明，輕、薄、柔的墻吻合頻率高，吻合效應弱；厚、重、剛的墻吻合頻率低，吻合效應強。12mm、15mm紙面石膏板的吻合頻率分別為3.15KHz和2KHz左右。12mm板在3.15KHz處的隔聲量產生下降，15mm板在2KHz處的隔聲量下降更為嚴重，甚至下降的趨勢強過質量定律，造成在這一頻率位置上隔聲量比12mm的板還低很多。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，但吻合效應更加劇烈，吻合谷會變得更深。雙層板的劇烈吻合效應是非常明顯的，會造成雙層15mm板構造的隔墻隔聲量反倒低于雙層12mm板的隔墻。一層12mm和一層15mm板疊合的隔墻比雙層15mm隔墻的面密度變低，但隔聲量反倒會提高，這是吻合效應作用的結果。

雙層板的墻體如果使用不同厚度的板進行疊合，吻合谷將彼此錯開，且每個吻合谷都較淺，對隔聲性能有利。

（4）音橋

在制作輕鋼龍骨隔墻系統的時候，通常是石膏板直接用螺絲固定在龍骨上，這時受聲一側板的振動會通過龍骨傳到另一側板，這種像橋一樣傳遞聲能的現象被稱為音橋。音橋越多、接觸面積越大、剛性連接越強，音橋現象越嚴重，隔聲效果越差。對于輕鋼龍骨薄板墻，為了減少音橋，獲得更高的隔聲量，有時將龍骨結構做成錯列結構和雙層結構。

（5）設備孔洞及縫隙

現代室內裝飾對室內的電氣和智能化的要求越來越高，輕質隔墻不可避免的會安裝各種各樣的設備，但隔墻上如出現縫隙和孔洞，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。為盡量減少墻體的縫隙和孔洞，一般雙層墻板需要錯位安裝，單層墻板的必須要膩子勾縫。

（6）施工及其它等因素

除理論上的影響因素以外，室內裝飾現場情況往往錯綜復雜，設計、施工、整體結構等方面的疏漏均會對墻體的隔聲性能造成影響，有些因素有時造成紙面石膏板隔墻隔聲量下降嚴重。

墻板與墻板之間空腔內填棉不飽滿，或棉釘粘合不牢固，過段時間后棉體下墜，造成出現填棉縫隙。嚴重時會引起3-5dB隔聲量的下降。

隔墻外框和房屋結構剛性連接，未按規定墊入彈性墊條，結構受荷變形或結構振動，造成板縫開列，形成縫隙漏聲。

管道穿墻，未按規定要求密封處理，造成孔隙；電器開關盒、插銷盒在墻上暗裝，未按規定要求做內嵌石膏板盒隔聲處理，造成隔聲薄弱環節；甚至隔墻兩邊電器盒對裝不做任何處理，都大大降低隔聲性能。

在實際建筑物中，兩個房間除了隔墻傳聲外，還有其他途徑引起聲音從一個房間進入另一個房間，這些途徑的傳聲稱為側向傳聲，如地面結構、側墻結構、門窗、管道風道傳聲等。有些吊頂的大房間用石膏板隔墻分隔成一些小間，因先做的吊頂，隔墻只做到吊頂下沿，沒有延伸到結構樓板底，出現吊頂內的側向傳聲，造成房間實際隔聲量比隔墻隔聲量低很多。

改善輕質隔墻隔聲性能的措施

1.設計措施

（1）選擇減震型龍骨

龍骨的彈性越好隔聲性能越好， 尤其低頻隔聲量有顯著提高。如采用M型減振龍骨， 計權隔聲量可以提高 1～2db。龍骨越寬，即空腔越大隔聲性能越好， 100龍骨比 75 龍骨計權隔聲量提高 1db 左右。安裝墻板的螺絲釘釘距越稀疏， 隔聲性能越好， 稀疏的釘距使墻板連接的剛性變差， 據測定， 300mm 的釘距比 250mm 的釘距計權隔聲量提高 0.5db 左右， 但釘距不能過于稀疏， 應保證墻體的強度。

（2）提高墻板密度

輕質隔墻墻板的密度越大，隔聲性能越好，因此在選擇石膏板時應盡量選擇密度較大的石膏板，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，防火型紙面石膏板為隔音墻體的首選。

（3）不同墻板組合避免吻合效應

在設計采用雙層石膏板的隔墻中，為避免吻合效應大發生，可選擇兩種不同厚度的板材疊加施工，一層9.5mm石膏板加一層12mm石膏板的隔聲性能要優于雙層12mm石膏板，在提高墻體隔聲性能的同時降低了墻體的厚度和材料成本。

（4）減少音橋

輕鋼龍骨石膏板隔墻，為減少音橋，獲得更高的隔聲量，可以將龍骨的結構做成錯列結構或者雙層結構。

錯列結構是豎龍骨錯列分立，兩邊板不同時固定在一根龍骨上，天地龍骨共用一套；理論上，錯列龍骨結構的雙面單層墻和雙面雙層墻隔聲量比普通龍骨同結構的隔墻提高2-3dB，是音橋減弱了的緣故。

雙層結構是天地龍骨和豎龍骨分別做兩層，中間無任何連接，板固定在各自龍骨上，比單層普通龍骨隔墻可以提高7-8dB。

（5）合理選用內填棉

內填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， 因此 5cm 厚 24kg/m3的離心玻璃棉作為內填吸聲材料已經足夠了， 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 2～3db。

空腔中的棉不能滿填，會造成棉將兩層墻板連接在一起出現音橋， 使隔聲性能下降。填棉時， 應盡量保證棉體兩邊不同時接觸板材，防止音橋。 實驗表明， 滿填棉隔聲性能將下降 1-3db。

2.施工措施

（1）隔墻與結構間增加橡膠墊層

為了防止石膏板墻和原結構之間的縫隙，同時降低地面結構傳聲、側墻結構傳聲等因素，通常在墻體四周安裝龍骨時墊入橡膠墊層。橡膠墊層的厚度不應小于5mm，橡膠墊層應先用膠水固定于結構上或龍骨背面。

（2）墻板錯位安裝及膩子勾縫

采用雙層墻板的隔墻，在第一層墻板安裝完成后，第二層板板縫應與第一層板的板縫錯開，第一層板可以不勾縫，但第二層板表面應采用膩子勾縫，且縫隙處應貼紙帶；采用單層板的隔墻表面必須勾縫并貼紙帶，否則隔聲量將會下降12-17dB。

（3）設備面板錯位安裝

遇到輕質隔墻表面有較多設備面板的情況時，設備底盒必須與基層的龍骨固定，且固定點不低于兩個；當墻體相同位置兩側均有設備面板時，建議錯位安裝，以免墻面直接穿孔導致隔聲性能劇烈下降。

結論

綜上所述，相比于常規的C75輕鋼龍骨石膏板隔墻，進一步提高輕質隔墻的隔聲性能是可行的，使用減振性能更好的輕鋼龍骨；采用不同面密度的墻板組合；規范合理的施工等措施是行之有效的。相信隨著材料科學的進步，輕質隔墻在材料、設計、施工方面的日趨完善，其隔聲性能還會有大幅度的提升，未來全面取代砌塊墻體將成為現實。

作者簡介：楊國鵬（1990-），男，本科，初級工程師，從事工作：室內建筑裝修。