基于“工”字形部件建筑隔音墻板的設計概述

摘 要 公共建筑中的隔音降噪墻一般采用兩側石膏板內(nèi)設輕鋼龍骨，中間填充隔音材料，本研究提出一種新型“工”字型部件建筑隔音墻板的設計，能夠有效的隔離噪音，同時兼具很好的保溫功能，拓寬建筑噪音吸聲頻率的目的。

關鍵詞 工字型部件;降噪;結構;隔音材料

引言

伴隨著城市化進程的快速發(fā)展，城市人口不斷增加，導致了生產(chǎn)建筑物流量的增大和建筑物密度的增高。簡單地說，噪音就是人們不需要的聲音，生活中的噪音來源主要為外部噪音和內(nèi)部噪音。

噪聲污染不僅滋擾環(huán)境，而且是公共健康的一大威脅，噪聲問題日益突出。據(jù)歐洲調(diào)查晝間大約40%的人口暴露在55dB以上的酒店、電影院、音樂廳等公共建筑噪聲之下，不能滿足聲舒適度要求;20%的人口暴露水平超過65dB，夜間則有超過30%的人口暴露的等效聲壓級大于55dB，超過世界衛(wèi)生組織認可的接受值。一項關于噪聲煩惱度的研究表明，歐盟約2.4億人對交通噪聲強烈不滿。噪音一般有交通噪音、工廠噪音、建筑施工噪音及社會生活噪音等?，F(xiàn)有建筑行業(yè)中，酒店、電影院和音樂廳等公共建筑中的降噪墻一般采用兩側石膏板內(nèi)設輕鋼龍骨，中間填充隔音材料[1-2]。這種墻體本身強度較弱，吸音形式單一，對于不同頻率的聲音不能完全吸收，且裂縫問題一直難以解決。

1試件設計

大多數(shù)的降噪建筑材料都比較老舊，由于新型的材料費用很高等問題，使很多新型的降噪材料得不到廣泛地使用，導致現(xiàn)代建筑隔音效果差;現(xiàn)代建筑的墻體強度較弱，吸音形式單一對于不同頻率的聲音不能完全吸收，且裂縫問題一直難以解決，采用厚重的磚混砌體結構會使施工極不方便，而且會嚴重影響工程施工的進度;在隔音板之間的連接處會存在微小的接縫，縫隙會影響降噪板的隔音效果;固定件的固定端與固定桿通過螺紋或卡扣連接，使其長時間的使用會導致自身的松動，使降噪板的使用壽命降低[3-4]，本研究針對上述需求，提出了一種新型“工”字型建筑部件隔音墻板結構，以下對技術方案、墻板結構、材料布置、性能評價進行介紹。利用吸聲材料和裝置吸收聲能以隔音降低噪聲，本隔聲降噪墻板既可以應用在舊房改造中，也可以應用在現(xiàn)代建筑。

1.1 技術方案

首先降噪板是在一塊板上開多個小孔而制成的，根據(jù)噪音的峰值頻率與排氣口直徑成反比的原理，利用許多小孔代替一個大的噴口，達到降噪的目的，為制作方便，降噪板一般采用圓孔結構。

可將多個降噪板串聯(lián)，制成降噪板組，把排空的一次性壓降分散成多個小的壓降，壓力突變改為壓力漸變，降壓后氣體得到充分膨脹，聲能得以充分消耗，從而得到較大的消聲量，取得消聲效果。同時，采用小孔結構，噴口輻射的噪聲能量將從低頻移向人耳不敏感的高頻噪聲，達到較好的消聲效果。根據(jù)氣體狀態(tài)方程、連續(xù)性方程及臨界流速公式可知，當流體類型確定后，每級降噪板的質量流量與降噪板小孔總面積，降噪板前氣體壓力、降噪板后氣體壓力、降噪板前氣體溫度和流速等相關。其中，質量流量和降噪板后壓力由工藝條件確定，降噪板前溫度近似控制閥前介質溫度，第一級降噪板前壓力等于閥門壓力，其余各級降噪板前壓力可以根據(jù)降噪板級數(shù)求得。為得到較好的降噪效果，一般小孔直徑 ，小孔長度以? 為宜;小孔過長則阻力增加，過短則氣體收縮后流體不能充滿管嘴，使流通能力降低。降噪板采用了多孔結構，如果小孔間距過小，氣流通過小孔后會把降低噪聲的效應抵消一部分，小孔總面積與降噪板截面積之比以5%～15%為宜，各小孔相對位置按等邊三角關系布置。

為了實現(xiàn)上述降噪目的，本文章根據(jù)圖1降噪板性能分析，采用如下技術方案，板體由外向內(nèi)依次為隔音層、外保溫層、無機材料保溫層、內(nèi)保溫層、隔音層，隔音層分為四層，由外向內(nèi)依次為陶瓷板、第一吸音板、第二吸音板和防輻射板;無機材料保溫層內(nèi)設置有多個均勻排列的支撐件，支撐件的截面呈“工”字型且兩端分別與外保溫層、內(nèi)保溫層相連。

第一吸音板為鋁蜂窩穿孔吸音板，厚度為8～10mm;第二吸音板為聚酯纖維吸音板，厚度為6～8mm;防輻射板為鉛板，厚度為3～5mm。隔音層、外保溫層、無機材料保溫層、內(nèi)保溫層、隔音層，隔音板間通過膠凝劑固定連接。

1.2 墻板結構

本墻板結構由外向內(nèi)依次為隔音層、外保溫層、無機材料保溫層、內(nèi)保溫層、隔音層。隔音層分為四層，由外向內(nèi)依次為陶瓷板、第一吸音板、第二吸音板和防輻射板;無機材料保溫層內(nèi)設置有多個均勻排列的支撐件，支撐件的截面呈“工”字型且兩端分別與外保溫層、內(nèi)保溫層相連。

無機材料保溫層由玻棉、酚醛或巖棉制成，內(nèi)保溫層、外保溫層均為AEPS改性聚苯板。還包括固定件，固定件由兩個固定端和固定桿組成，固定桿垂直橫穿板體，固定桿的兩端通過固定端固定在板體的兩側，固定端與固定桿通過螺紋或卡扣連接。

固定件內(nèi)設置了T型插件，T型插件的端部固定于固定件的一個固定端，T型插件的長桿部延伸出固定件的另一個固定端，可與墻體結合成一體。隔音層、外保溫層、內(nèi)保溫層、隔音層上安裝固定件的位置設置了沉降部。支撐件分別沿無機材料保溫層的內(nèi)部橫向和縱向排列呈網(wǎng)絡狀，拓寬了降噪頻率。

目前解決方案：改善傳統(tǒng)建筑采用較厚的墻體，利用其厚度進行隔音?，F(xiàn)代建筑采用“墻中墻”，利用雙層隔空，達到有效的隔音效果，又可采用墻體中添加泡沫板進行隔音，同時達到保溫效果，將墻紙與降噪材料結合既能保證美觀，能達到升學舒適度。圖3是降噪板的實際應用圖，利用吸聲材料和裝置吸收聲能以降低噪聲，本降噪板既可以應用在舊房改造中，也可以應用在現(xiàn)代建筑。

2結束語

本研究提出的應用于傳統(tǒng)建筑墻板的基礎上，進行工字型部件設計，中間充入隔音材料，不對建筑主體部位的結構造成影響，最大限度拓寬噪音的降噪頻率。本研究提出的降噪墻板構造，是對建筑噪聲，生活噪音建筑構造措施設計的一次探索，能夠為提高人們生活的愉悅度，為建筑隔音降噪的實現(xiàn)提供參考借鑒價值。

參考文獻

[1] 趙澤陽，檀文迪，楊靜，等.一種兼具通風和降噪作用的窗下墻結構[J].山西建筑，2017，43（26）：123-124.

[2] 柳孝圖.建筑物理[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2000：256-350.

[3] 駱東亮.隔音隔振技術在建筑中的應用措施研究[D].青島：青島理工大學，2018.

[4] 肖紅波，瞿航，藍國勇.多孔纖維填充芳綸蜂窩夾層結構吸音隔音性能研究[J].玻璃鋼/復合材料，2019，（12）：67-71，100.

作者簡介

楊爽（1982-），女，遼寧興城人;學歷：碩士，副教授，現(xiàn)就職單位：沈陽城市建設學院，研究方向：主要從事建筑聲環(huán)境、光環(huán)境、熱環(huán)境的研究。