樓板隔聲材料的撞擊聲隔聲實驗室測量結果研究

曾春燕，李玉良，吳新澤，何曉強，殷悅

（中國國檢測試控股集團股份有限公司，北京 100024）

0 前言

住宅建筑是人們生活、休息的重要場所，聲環境質量不僅影響居住的舒適性，還事關居住者的身心健康。建筑物中的噪聲按產生方式和傳播特性分為空氣聲和撞擊聲。撞擊聲指聲源直接撞擊結構構件引起震動，震動再向另一空間輻射形成聲音的傳遞過程，如樓上拖動桌椅、重物落地、跑跳等，是導致室內鄰里噪音互擾的主要原因，不做任何隔聲處理的鋼筋混凝土樓板的撞擊聲隔聲性能很差，無法滿足聲環境需求。《中華人民共和國噪聲污染防治法》（2022新噪聲法）將居住建筑（主要含住宅）列為需保持安靜的噪聲敏感建筑物，對住宅開發商和銷售企業給出了明確的違法責任。GB 50118-2021《民用建筑隔聲設計規范》[1]和DB11/1740-2020《住宅設計規范》[2]將臥室、起居室（廳）的分戶樓板的計權規范化撞擊聲壓級從應小于75dB嚴格到65dB。120mm厚的混凝土樓板的計權標準化撞擊聲壓級通常為80dB左右，若不經任何隔聲處理，無法滿足現行建筑隔聲設計標準的要求。隔絕撞擊聲的原理是材料性質與材料構造能夠對振動能量產生消耗，從而減少振動的傳播，與空氣聲隔絕原理相反，構件密度越大，撞擊聲傳播越快；構件重量越重，撞擊聲傳播越快。因此要降低撞擊聲的級別，首先要有效控制振動源頭，其次要提升樓板層隔絕撞擊聲的能力[3]。目前針對樓板減振降噪的主要處理方式有鋪設彈性地板、地毯，增加隔聲墊層，使用隔聲涂料或隔聲砂漿等。本文通過對比這幾種方式對建筑樓板撞擊聲聲壓級的改善情況，為樓板降噪處理的選材提供數據依據。

1 試驗

1.1 試驗設備

本試驗主要使用傳聲器單元、雙通道分析儀、標準撞擊器、聲校準器以及撞擊實驗室，其中基準樓板厚度為120mm，計權規范化撞擊聲壓級為78dB。撞擊實驗室接收室和聲源室分別見圖1、圖2所示。

圖1 撞擊實驗室之接收室Fig.1 Receiving room of impact laboratory

圖2 撞擊實驗室之聲源室Fig.2 Sound source room of impact laboratory

1.2 測試方法

采用GB/T 19889.8-2006《聲學 建筑和建筑構件隔聲測量 第8部分：重質標準樓板覆面層撞擊聲改善量的實驗室測量》[4]，實驗室為兩間上下對正毗鄰房間，上室為聲源室，下室為接收室，兩室之間由標準測試樓板隔開。聲源室與接收室之間的空氣聲隔聲滿足在任一個頻帶內，從聲源室傳遞到接收室的空氣聲聲壓級比撞擊聲聲壓級至少低10dB。將樣品按標準要求安裝于標準測試樓板上后，先用聲校準器對傳聲器單元進行校準，接著測量接收室的混響時間，最后通過變換傳聲器和聲源位置進行背景噪聲和打開聲源后的噪聲聲壓級測試。

1.3 試驗樣品

樣品不少于10m2。

2 結果與討論

2.1 橡膠地板計權撞擊聲改善量性能結果分析

橡膠地板是由天然橡膠、合成橡膠和其他成分的高分子材料制成的地板，有較好的密閉性和柔軟性，能吸收和消散聲波的能量，減少聲音的傳播。圖3和圖4分別為橡膠地板實驗示意圖和樣品圖。從表1可以看出，隨著橡膠地板厚度的增加，計權撞擊聲壓級改善量提高，3號和4號橡膠地板厚度一致，因材質和密度的差異，計權撞擊聲壓級改善量的結果略有差異，密度較大的橡膠地板的撞擊聲改善效果較差。3號3.5mm的橡膠地板的計權規范化撞擊聲壓級改善量為14dB，計權撞擊聲壓級為64dB，滿足GB 50118-2021和DB11/1740-2020中對分戶樓板的計權撞擊聲壓級不大于65dB的要求。20mm橡膠地墊的計權撞擊聲壓級改善量為20dB，雖相較于3.5mm的橡膠地板改善明顯，但從厚度增加的程度來比較，改善幅度不明顯，因為5號橡膠地墊接觸基準樓板的一側為凹凸狀，存在空氣層，撞擊產生的一部分能量未被吸收和消散，直接通過空氣層傳遞，導致撞擊聲壓級改善程度不及厚度增加幅度。橡膠地板的厚度、柔軟度及結構是影響其計權撞擊聲壓級改善量的重要因素，厚度越大，柔軟性越好，結構越致密，隔聲效果越好。

表1 橡膠地板的計權撞擊聲壓級實驗室測量結果Tab.1 Laboratory test results of weighted impact sound pressure level for rubber floors

圖3 橡膠地板（3號）試驗示意圖Fig.3 Experimental schematic diagram of rubber floor (No.3)

圖4 橡膠地板（3號）樣品Fig.4 Rubber floor sample (No.3)

膠橡膠地板因耐磨度高、彈性好、易打理等特點被廣泛應用于健身、醫療場所等，但因色彩較單一，有一定氣味，家用室內裝修應用較少。可將橡膠地板作為隔聲墊層通過浮筑樓板方式進行應用。根據實驗室檢測數據情況，增設3.5mm以上橡膠地板可滿足標準對分戶樓板的計權撞擊聲壓級的要求，實際應用中可根據樓板結構和安裝情況增減橡膠地板的厚度，但值得注意的是鋼筋混凝土樓板與墻、梁、柱之間的連接處是樓板隔聲的薄弱環節，在采用彈性墊層時，應阻斷鋼筋混凝土樓板與墻、梁、柱之間的聲橋，并在鋪裝過程中避免形成新的聲橋[5]。

2.2 隔聲砂漿計權撞擊聲改善量性能結果分析

隔音砂漿由水泥、石英砂、隔音填料、優質外加劑及其他填料經嚴格計量混合而成。摻入材料的種類較多，包括廢舊輪胎橡膠粉、聚苯乙烯爆破顆粒和漂珠，其中廢橡膠粉的作用在于隔絕高頻聲，漂珠的作用在于隔絕低頻聲，兩類材料組合應用后可有效吸收不同頻段的噪聲，且不會對砂漿的強度造成過大影響[3]。圖5和圖6分別為隔音砂漿實驗示意圖和樣品圖。從表2可以看出，30mm厚的隔聲砂漿，密度越小，計權撞擊聲壓級越小，撞擊聲改善效果越好。3種隔聲砂漿雖來自不同廠家，制備配比和工藝有一定區別，但密度越小說明隔聲砂漿中摻加的隔音填料比例越高，水泥用量越少，有利于隔聲效果的提升。密度為1189kg/m3的30mm厚隔聲砂漿，計權撞擊聲壓級為61dB，計權撞擊聲壓級改善量為17dB，滿足標準對分戶樓板的計權規范化撞擊聲壓級不大于65dB的要求。

表2 隔聲砂漿的計權撞擊聲壓級實驗室測量結果Tab.2 Laboratory test results of weighted impact sound pressure level of sound insulation mortar

圖5 隔音砂漿（1號）試驗示意圖Fig.5 Experimental schematic diagram of sound insulation mortar (No.1)

圖6 隔音砂漿（1號）樣品Fig.6 Sound insulation mortar sample (No.1)

2.3 隔聲涂料計權撞擊聲改善量性能結果分析

隔音涂料由新型高性能阻尼材料及其他補強材料、阻尼防腐材料等相關助劑配置而成，使用后形成的涂膜中會均勻分布有隔音效果的分子，通過減少透射的聲波能量來起到隔音作用。圖7為隔音涂料實驗示意圖和樣品圖。從表3可以看出，隔聲涂料厚度越厚，計權撞擊聲壓級值越低，隔聲效果越好。6mm隔聲涂料的計權撞擊聲壓級為63dB，計權撞擊聲壓級改善量為15dB，滿足臥室、起居室（廳）分戶樓板的計權撞擊聲壓級的標準要求。隔音涂料可直接噴涂在基層樓板上，在隔音涂料上面再做其他飾面處理。

表3 隔聲涂料的計權撞擊聲壓級實驗室測量結果Tab.3 Laboratory test results of weighted impact sound pressure level for sound insulation coatings

圖7 無機隔音涂料（2號）試驗示意圖Fig.7 Experimental schematic diagram of inorganic sound insulation coatings (No.2)

2.4 隔聲墊計權撞擊聲改善量性能結果分析

在混凝土地面鋪設彈性隔聲減震墊可吸收上層住戶在跑跳、拖動桌椅等時產生的振動，從而減少振動向結構混凝土地面的傳遞，降低對地面的影響。圖8和圖9分別為保溫隔聲墊實驗示意圖和樣品圖。表4中1、2號隔聲墊材質為模塑聚苯板，3、4號隔聲墊材質為橡塑保溫材料，4個產品的計權撞擊聲壓級改善量值均較大，撞擊隔聲效果顯著，可以看到在相同厚度下，橡塑相較于模塑聚苯板密度要大，計權撞擊聲壓級改善量值更高，隔聲效果更明顯。實際工程中，隔聲墊一般以浮筑樓板的構造方式進行應用，施工工藝相對復雜，需要在隔聲墊上鋪設鋼絲網片、高強度網格布和強度較高的細石頭混凝土等材料來進行保護，在隔聲墊鋪設過程中，為避免澆筑的混凝土滲漏到基層樓板上形成聲橋，材料拼接處及隔聲墊與側墻面接觸處需使用防水膠帶進行密封[6]。

表4 隔聲墊的計權撞擊聲壓級實驗室測量結果Tab.4 Laboratory test results of weighted impact sound pressure level for sound insulation pads

圖8 保溫隔聲墊（1號）試驗示意圖Fig.8 Experimental schematic diagram of sound insulation pad (No.1)

圖9 保溫隔聲墊（1號）樣品Fig.9 Sound insulation pad sample (No.1)

3 結論

橡膠地板、隔聲砂漿、隔聲涂料和隔聲墊均能在一定程度上改善樓板隔聲性能，一定密度下3.5mm厚的橡膠地板、30mm厚的隔聲砂漿、6mm的隔音涂料及20mm的隔聲保溫墊能滿足GB 50118-2021和DB11/1740-2020對臥室、起居室（廳）的分戶樓板的計權規范化撞擊聲壓級65dB的要求。

橡膠地板可直接鋪設在樓板飾面層上，操作簡單，厚度較薄，不占用層高，但有一定氣味，質感偏硬，顏色單一，在家庭裝修中并不常用，多用于健身、醫療等需防滑、減震和隔聲的場合。隔聲砂漿有較好防火性能和抗壓強度，施工方便，成本較低，但厚度在30mm左右的隔聲砂漿才能滿足分戶樓板的隔聲要求，會增加建筑的承載壓力，且對建筑的凈高產生影響，對于一些樓層較低的建筑，會讓空間變得壓抑，因此適用于隔聲要求高、不受層高影響的場所和建筑。隔聲涂料施工便捷、環保美觀，使用厚度較薄，可直接噴涂在基層樓板上，無需增加額外的結構支撐，但施工前需對基層表面進行處理，除塵去油，且隔聲效果受涂刷情況的影響[7]。保溫隔聲墊的隔聲效果優異，同時有一定保溫性能，是一種高效的建筑樓板減震隔音材料，但需配套支撐材料，以浮筑樓板的結構進行應用，施工成本和技術要求較高，在隔聲和保溫要求較高的建筑中可以得到很好的應用。