绿色生态住宅墙体隔声材料的探究

1、中国矿业大学材料概论结课论文绿色生态住宅墙体隔声材料的探究作者:王文卿指导教师：王庆良班级：建筑学09-4学号:020908102013 年 4 月 29 0绿色生态住宅墙体隔声材料的探究土文卿 建筑学094班02090810【摘要：】研究绿色生态住宅墙体隔声问题，探讨墙体隔声的原理以及设计 阶段对墙体隔声的考虑，并深入研究cs墙板的各应性能，同吋，讨论了影响cs 墙板隔音效果的各种因素。从定量和定性的角度评价cs墙板的隔音性能，并提 出设计和施工建议。【关键词：】绿色生态住宅，墙体隔声原理，住宅隔声建筑设计，cs墙板1、引言绿色生态住宅作为一种全新的居住理念，必将成为21世纪住宅建设的趋势。

2、 而声环境作为绿色生态住宅居住环境（包括居住空间环境、声环境、空气环境、 热环境、光环境、绿色建材等）的一项重要指标，也越來越受到国家和地方的住 宅建设管理、设计、施工、使用等部门和个人的高度重视，已被列为建设部创导 的绿色生态小区九大技术系统的重要内容之一，同时被许多地方作为强制性标准 编入地方性的住宅规范之屮。本文仅从分析墙体隔声原理入手，阐述绿色生态住 宅墙体隔声材料的应用及意义。2、墙体隔声原理隔声是控制噪声的重要措施，效果十分显著。但目前在很多场合对隔声还 不够重视，以致对噪声控制不够。例如轻型建筑的隔声已是当前发展建筑事业的 主要矛盾，很多轻型墙组成的分户墙其隔声量只有30db,这

3、与人们对环境的要 求相差很远。即使冇良好的室内音质设计，如呆受到噪声的严重干扰，也将难以 获得良好的室内听闻条件。为了保证建筑物的使用功能，保证人们正常生活和工 作条件，也必须减弱噪声的影响。因此，控制建筑环境噪声，保证建筑物内部达 到一定的安静标准，是建筑声学的另一个重要方面。声波传入围护结构的三种途径1）、经由空气直接传播，即通过围护结构的缝隙和孔洞传播。例如敞开的门 窗、通风管道、电缆管道以及门窗的缝隙等。2）、透过围护结构传播。经曲空气传播的声音遇到密实的墙壁时，在声波的 作用下，墙壁将受到激发而产牛振动，使声音透过墙壁而传到邻室去。3) 、由于建筑物屮机械的撞击或振动的直接作用，使围

4、护结构产生振动而发-1 o墙体隔声的一般规律1) 、单层墙隔声频率特性规律影响隔声的因素：单位而积质量(而密度)、刚度、材料内阻尼、边界条件等。质量控制2) 、质量定律在理想情况下，(无刚度、无阻尼、柔顺质量、忽略边界条件)，单层墙休隔 声量理论推导得到：隔声量 r=201g(fxm0)-48质量定律(mass law)：墙体越重空气声隔声效果越好。(1) 面密度增加一倍，隔声量增加6b。(2) 频率增加加一倍，隔声量增加6b。在实际情况下，在质量控制的频率范围内明显出现质量定律的表现，但比6db 要小，一般地，面密度增加一倍，隔声量增加4-5dbo3) 、吻合效应墙体在声音激发下会产生受迫振

5、动，振动既有垂直于墙面的也有沿墙面传播 的，不同的入射频率或入射角度将产生不同的沿墙而传播的传播速度cf。然而, 不同频率的声波，墙体本身存在沿墙面传播固有传播速度cbo在某种入射频率 和入射角度下，出现cf=cb时，将产生“吻合效应”，这时，墙板非常“顺从” 地跟随入射声波弯曲，使大量声能透射到另一侧去，形成隔芦量的低谷。声波无 规律入射吋，每种隔声材料都会在某一频率上发牛吻合效应，这一频率被称为“吻 合频率”，在隔声曲线上的低谷称为“吻合谷”，薄、轻、柔的墙体吻合频率高； 厚、重、刚的墙体吻合频率低。图3-17吻合效应原理l空气中声速佥板受迫弯曲波波速 x>hd199.com轻型墙的

6、隔声研究随着大量的住宅建设与高层建筑的发展，要求建筑的工业化程度越来越高, 同时述要求减轻建筑的自重，以满足建筑的高速发展。常用的轻型墙体冇：纸而 石膏板、圆孔珍珠岩石膏板、加气混凝土板、碳化板等。传统的240mm厚的砖 墙，其平均隔声量约为53db,而现有的轻型墙具平均隔声量为30dbo提高轻型墙隔声能力的措施：根据国内外的经验，采用的主要措施与效果如下1）、将多层密实材料用多孔弹性材料（玻璃棉、岩棉、泡沫塑料）分隔，做 成夹层结构。则隔声量比同重量单层墙提高很多。2）、避免板材的吻合效应引起的谐振，应使各层材料的体（面）密度不同而 厚度相同，在质量定律范围内，可以得到较理想的隔声。3) 、

7、当将空气层的厚度增加到7.5cm以上时，在大多数的频带内可以增加隔声量 8-l()dbo4) 、用松软的吸声材料填充空气间层，一般可以提高轻型墙的隔声量28db双层墙的空气声隔声双层墙体z间的空气间层相当于“弹簧”，貝有减振作用。即空气间层会产生一个附加隔声量，其间层厚度超过10cm,隔声量将不增加。12 mm纸面石膏板 2x1 2mm纸面石音板34db声桥45db40db减弱 空气空气 弹簧12呗纸面石帝板75okn空气层12nnn纸面石皆板29db k质量疋律46db12血纸面石膏板75mni轻钢龙骨12mni纸面石膏板内填 吸声 林料岩棉或玻璃框a75tnm轻钢龙骨12述纸面石膏板12n

8、ini纸面石膏板hd199.com3、住宅隔声建筑设计原理隔声是降低噪声最重耍的手段z,特别是在建筑的围护结构屮，设计利用围 护结构本身的隔声特性来隔掉围护结构外的噪声，会比围护结构中采用吸芦手段 降低噪声要有效得多。重视住宅平面设计也是降低噪声污染的行之冇效的措施， 基木原则：一是将要求安静的房间布置在背向噪声源的一侧。据实际测定，此措 施比将安静的房间面向噪声源时噪声级可降低25db30db；其次在住宅室内平 而设计屮特别注意空间的动静分区.将厨房、卫生间集屮布置，并上、下对齐， 管道布置在厨房、厕所的墙上。兰是对楼梯间、垃圾道、厨房、卫生问不应设在 邻居居民的卧室与起居室的直接上层。高层

9、住宅的电梯问以及电梯井道和机房避 免与主卧室、起屑室、书房等贴邻。水泵房不应设稿住宅楼内，井采取隔板消声措施，这对防止住宅内部的建筑构件噪声干扰冇明显的效果。4. cs墙板的隔音性能分析cs轻质保温（预制）夹芯墙板（以下简称cs墙板）是天津大学土木工程系和华 声公司合作，在引进t id板的基础上创新发展起来的。该墙板是由三维空间钢 丝网骨架、保温隔音芯材以及内外细石钢筋混凝土或水泥砂浆层组成，具有自重 轻、强度高、保温、隔音、防火、抗震性能好和安装简捷等优点。cs墙板的构造保温材料构,水性小，有优良的抗水性；密度小,般为0. 015-0. 03；机械强度好，缓冲性能优异;加工性好，易于模塑成型

10、；着色性本文讨论的墙板结构如右图，中间采用 的保温材料（阻燃型聚苯乙烯泡沫須料板， 聚苯乙烯泡沫塑料是以聚苯乙烯树脂为主 体，加入发泡剂等添加剂制成，它是目前 使用最多的一种缓冲材料。它具有闭孔结好，温度适应性强，抗放射性优异等优点，而且尺寸精度高,结构均匀。）厚度为d,两侧采用钢筋混凝土，厚度均为dl,配置（i）10 1级钢筋间隔300mm布置。两侧混凝土之间用钢丝网片和斜插丝组成的空间骨架相联，形成整体结构。cs墙板的隔音对于双层墙板结构，文献2曾提出质量-弹簧质量系统模型，即将两层墙 板看成质量，屮间空气层看成弹簧，称作弹性材料夹层结构。实际情况下，cs墙 板中有聚苯乙烯泡沫作夹芯材料，

11、必须考虑它对整个墙板隔咅效果的影响。有机 材料隔声性能主要与材料的组成和结构有着密切的关系。当声波入射吋，在材料 的内部将发生反射、散射、折射和绕射。由于混凝土层面与聚苯泡沫之间密度的 差杲，当声波遇到填充颗粒时将发牛多次折射及散射使得传播路径增大,声能消 耗将增多；同时聚苯乙烯泡沫屮密闭气泡的存在，当声波在材料屮传播碰到这些 气泡时相当于受到障碍物阻挡，这样芦波必须绕过填充颗粒发生绕射，从而也使 声波的传播路径增大而消耗掉声能。正因为聚苯乙烯泡沫的这种特殊结构使得声 波在材料屮的传播发生多次反射、散射、折射、绕射，从而很大程度上消耗了声 能，达到了隔声效果。由于中间夹聚苯乙烯泡沫的弹性作用，

12、cs墙板的隔咅性能优于等面密度的 普通钢筋混凝土墙板，聚苯乙烯泡沫超越了传统隔声材料以高密度、大厚度来增 加隔声效果的机理，不但隔声效果好，而且具有高强度、轻质量、超薄厚度、良 好的机械加工性能等众多优点。同时,cs墙板的隔音效果受很多因素影响，包括 板木身的构造，也包括一些外部条件以及一些不确定性因素。其中，在其他条件 不变的情况下，增大中间夹层的厚度、混凝土层的厚度、混凝土和聚苯泡沫厚度 的比例对墙板的隔音都是有利的。在进行cs墙板的设计和施工吋，应根据不同 的设计要求，考虑到以上影响，尽量避免缝隙和孔洞的产生。5. 墙体隔声材料的发展趋势隔音材料是保温、保冷、隔热、隔音材料的总称，因其质轻、导热率低，广 泛应用于建筑、化工、电力、建材等行业。隔咅材料同五金工具、日用五金等易 耗品比起来，它属于冷门产品，但随着世界各国对节能减排的高度重视，该产业 已呈现出快速发展的良好势头。改革开放以来，特别是t一五'期间，我国房 地产业、装饰装修及环保产业的快速发展，尤其是建筑节能的大力推进，隔音材 料的生产和销售更是得到了前所未冇的发展。6、结束语今天，建造舒适、环保、健康的绿色生态住宅，已成为当今住宅建设的主旋 律。为了保证环境的安静，使居民不受或少受噪声的干扰。因此，住宅建设的规 划决