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展，城市人口不斷增加，導致了生產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部噪音。

噪聲污染不僅滋擾環境，而且是公共健康的一大威脅，噪聲問題日益突出。據歐洲調查晝間大約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。現有建筑行業中，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，導致現代建筑隔音效果差;現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，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。根據氣體狀態方程、連續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降噪板級數求得。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。

為了實現上述降噪目的，本文章根據圖1降噪板性能分析，采用如下技術方案，板體由外向內依次為隔音層、外保溫層、無機材料保溫層、內保溫層、隔音層，隔音層分為四層，由外向內依次為陶瓷板、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依次為隔音層、外保溫層、無機材料保溫層、內保溫層、隔音層。隔音層分為四層，由外向內依次為陶瓷板、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、內保溫層相連。

無機材料保溫層由玻棉、酚醛或巖棉制成，內保溫層、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部橫向和縱向排列呈網絡狀，拓寬了降噪頻率。

目前解決方案：改善傳統建筑采用較厚的墻體，利用其厚度進行隔音。現代建筑采用“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，也可以應用在現代建筑。

2結束語

本研究提出的應用于傳統建筑墻板的基礎上，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，現就職單位：沈陽城市建設學院，研究方向：主要從事建筑聲環境、光環境、熱環境的研究。