輕鋼龍骨隔音墻的設計和施工注意事項

富程

摘 要：隨著中國建筑為適應多元化需求向高層高、大開間方向發展，大量的輕體材料應用到室內的隔墻上。輕鋼龍骨隔音墻的應用，減輕了結構的承載力，節約了鋼材、水泥等資源，保護了環境，降低了工程造價，加快了建設工程整體進度，增大了建筑內部的使用面積。然而普通輕鋼龍骨隔音墻的隔音效果難以達到設計的要求給人們的工作生活帶來許多的不便。

傳統輕鋼龍骨隔音墻的做法遠遠達不到GB 50118—2010《民用建筑隔聲設計規范》的要求，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。輕鋼龍骨隔音墻的隔音技術就成了一個急需要解決的的課題。

筆者結合一個政府公共資源交易中心項目需要對傳統輕鋼龍骨隔音墻進行研究。該項目是政府計劃將公共資源交易中心搬遷至一處原商業規劃的建筑進行裝修。項目設計期間經結構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，但該項目的使用功能又有明確的隔音需求，特別是眾多開標廳和評標間對聲學的要求很高。按要求此類房間使用時需要有拾音設備進行錄音，不能有噪音干擾。項目的特點對墻體的聲學效果提出了更高的要求。

關鍵詞：輕鋼龍骨；隔音墻設計；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”結構。

（1）龍骨輕鋼：龍骨一般分有50mm、75mm和100mm三種規格，根據形狀可分為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復合使用。（3）內填棉：內填棉按功能不同分為隔音棉和吸音棉兩種。內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 隔音的一般規律

2.1 質量定律

質量定律表明得出，輕質隔墻墻體的墻板密度越大則輕質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；根據質量定律，我們可以得出使用高密度材質或增加面板的層數或厚度可以獲得更好的隔聲性能。

2.2 共振頻率

當輕鋼龍骨墻體的共振頻率和聲波的頻率相同時，輕鋼龍骨墻體產生共振，輕鋼龍骨隔墻產生共振后，隔聲性能將大幅下降。人耳比較敏感聲波頻率范圍為100HZ～3150HZ，當共振頻率小于100Hz時，隔聲效果將大大提高，一般設計輕鋼龍骨隔音隔墻時，應使共振頻率盡量低于100Hz。 經測試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

當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，這個與材料有關的頻率被稱為吻合頻率。經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，但吻合效應更加劇烈，吻合谷會變得更深。雙層面板的劇烈吻合效應非常明顯。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，雙層面板墻體如果使用材質或厚度不同的面板進行疊合，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。

3 結合以上規律及以往工程中出現的問題可以從設計和施工分別采取有效措施來解決

3.1 設計措施

（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。輕質隔墻墻板的密度越大，隔聲性能越好，因此在選擇面板時應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。在設計采用雙層面板的隔墻中，為避免吻合效應大發生，可以根據雙側的使用環境不同采用不同材質不同厚度的面板。

（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，可以將龍骨的結構做成錯列結構或者雙層結構。錯列結構是天地龍骨公用一套，豎龍骨相對加密，雙側面板不同時固定在一根龍骨上，理論上，錯列龍骨結構的隔聲量比常規龍骨同結構的隔墻提高2dB～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制作做，兩層龍骨無任何連接，板固定在各自龍骨上，雙層結構比常規單層結構隔墻個音量提高7dB～8dB。

（5）合理選用內填棉。內填玻璃棉的密度和厚度越大， 隔音效果越好，由于聲音在內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2dB～3db。根據測定，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）的輕型墻體內添兩層50厚24kg/m3的玻璃棉，計權隔聲量將達到rw=60db，這是半米厚混凝土隔墻的隔聲量。

（6）采用內吸音外隔音的結構。這個結構是對聲學要求高房間所設計的，即隔墻房間內部采用吸音體系，隔墻過道側采用隔音體系。相鄰兩個房間的隔墻采用三層結構，兩側吸音體系中間隔音體系。目前隔音墻的設計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合的復合型隔音墻效果好，特別是聲源發出的房間的聲學效果變得更加混亂，而復合型隔音墻會讓聲源發出的房間內聲學效果非常舒服。但復合型隔音墻的造價要大大高于反射型隔音墻體的造價。

（7）墻體節點的處理。實際建筑物中，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，有的項目先做的吊頂，隔墻頂部與吊頂面連接，隔墻沒有直通到結構樓板底，聲音從吊頂內部傳遞到其他房間，造成房間實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、連接等原因導致隔聲性能降低時，應采取下列措施：①管線穿過樓板或墻體時，孔洞周邊應采取密封隔聲措施。②固定于墻面引起噪聲的管道等構件，應采取隔振措施。③辦公室、會議室隔墻中的電氣插座、配電箱或嵌入墻內對墻體構造損傷的配套構件，在背對背設置時應相互錯開位置，并應對所開的洞（槽）有相應的隔聲封堵措施。④幕墻與辦公室、會議室隔墻及樓板連接時，應采用符合分室墻隔聲要求的構造，并應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）不得布置產生高噪聲（含設備、活動）的房間。走道兩側布置辦公室時，相對房間的門宣錯開設置。面向走道或樓梯間的門的隔聲性能應滿足使用要求，特殊情況可采用門斗雙層門結構。

3.2 施工措施

（1）孔洞及縫隙。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。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，但表面面應采用膩子勾縫，且縫隙處應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。內填棉應粘合牢固，防止過一段時間后棉體下墜，造成出現填棉縫隙。嚴重時可能引起3dB～5dB隔聲量的下降。

（2）減震措施。為了防止石膏板墻和原結構之間的縫隙，同時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。如果采用m型減振龍骨，能更有效地削減聲波傳遞時的振動能量，使整個結構的隔聲量增加。。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，因為密集的釘距使墻板連接的剛性變強，據測定，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，因為必須保證墻板與龍骨的牢固。還有一點非常重要，就是內腔中的內天棉不可以填滿，否則會造成內填棉將兩層墻板連接在一起，出現聲橋，使隔聲量下降。填棉時，要保證棉體兩邊不同時接觸墻板，防止出現聲橋。有些施工人員認為棉體需要滿填，兩側墻板板之間不留空氣層，這是錯誤的。實驗表明，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，施工操作中應盡量避免。

（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同時做好必要的減震措施，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。

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

4 結束語

綜上所述，相比于常規的輕鋼龍骨石膏板隔墻，進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構；（2）規范合理的施工。通過這些措施，可以在不增加墻體質量和厚度的前提下，有效提高墻體的隔聲性能。

參考文獻：

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