裝配式鋼結構住宅隔聲性能優化研究
——以長江精工寧夏裝配式建筑產業基地宿舍樓為實例

（寧夏大學土木與水利工程學院，寧夏銀川 750021）

近年來，隨著我國城市化建設逐步推進，由商業經營活動、營業性文化場所、交通運輸和工業生產所帶來的噪聲問題日漸嚴重。有研究表明[1-2]，室內的噪聲主要影響因素包括室外噪聲源、室內噪聲源和建筑本身的隔聲性能。噪聲源主要來自住宅建筑的周圍環境[3]，通過圍護結構傳到室內所產生。要解決住宅建筑內部的噪音，主要的途徑便是提高建筑物圍護結構的隔聲性能[4]。外墻加厚、科學選擇窗戶、門加厚、入戶門采用鋼制門、在平屋頂上添加隔聲板等措施均可有效提高建筑的隔聲性能[5-7]。現有文獻對寧夏地區裝配式鋼結構建筑墻體的隔聲構造研究較少，并且多是針對傳統的鋼筋混凝土建筑隔聲構造措施的研究。本文用斯維爾建筑聲環境分析軟件SEDU2020，對長江精工寧夏裝配式建筑產業基地宿舍樓進行綠色建筑評價標準中室內聲環境的評價項做了模擬分析。并對該建筑的墻體隔聲構造措施提出幾點設想，對寧夏地區裝配式鋼結構住宅的墻體隔聲構造研究具有積極意義。

1 工程概況

長江精工寧夏裝配式建筑產業基地宿舍樓項目位于寧夏銀川西夏區，六盤山路以南，同心南街以西。建筑面積共計4 732 m2，建筑高度20.1 m，共5層。

該建筑位于長江精工寧夏裝配式建筑產業基地工業園區內，作為廠區內員工宿舍樓，緊臨辦公樓與工業廠房。交通噪聲與工業噪聲給員工們休息時帶來很大影響，故對其進行墻體的隔聲構造研究。長江精工寧夏裝配式建筑產業基地宿舍樓位置如圖1所示。

圖1 長江精工寧夏裝配式建筑產業基地宿舍樓位置

2 墻體隔聲構造措施及構想

2.1 外掛墻板隔聲構造措施及構想

墻體是建筑的主要圍護結構，對噪音的阻隔效果最為顯著。該建筑外墻采用預制混凝土夾芯保溫外掛墻板（80 mm預制混凝土板+60 mm擠塑板+100 mm預制混凝土板），墻板整體外掛于主體結構外側。裝配式建筑中外掛墻板之間縫隙對室內聲環境有不利影響，在施工上要保證外掛墻板安裝規范，盡量避免墻板間出現過寬的縫隙，在縫隙間可填充保溫條、發泡膠、水泥基結晶密封膠等提高外維護結構的隔聲性能。該建筑可在外掛墻板之間的縫隙外側中填充改性硅烷密封膠及泡沫棒，縫隙內側使用保溫膠條進行封堵。這樣既能減少縫隙對外掛墻板隔聲量帶來的不利影響，又能提供很好的保溫隔熱的效果。

外掛墻板間縫隙構造示意圖如圖2所示。

圖2 外掛墻板間縫隙構造示意圖

2.2 內隔墻板隔聲構造措施及構想

該建筑內隔墻材料采用蒸壓加氣混凝土（ALC）。桁架處采用75 mm厚的雙墻，雙墻間距為100 mm。這種雙墻構造不僅可以遮擋鋼桁架使住宅給人更舒適的觀感，還可以在隔墻總質量不變的情況下有效提高隔聲量。在桁架雙層墻中可填充多孔性吸聲材料，如常用的玻璃棉氈就是一種多孔性吸聲材料，墻體的隔聲性能也能得到進一步加強。房間隔墻和走廊兩側采用200 mm厚的ALC板。設備管井圍護墻采用100 mm厚ALC砌塊，電梯井圍護墻采用200 mm厚ALC砌塊。該建筑的內隔墻條板拼接處可采用耐堿玻璃纖維網布進行加強，搭接長度不小于150 mm。這樣能使內隔墻具有更好的整體性，也大幅度降低了接縫處對墻體隔聲性能的影響。

3 隔聲模擬計算與分析

3.1 斯維爾室內聲環境分析原理

斯維爾聲環境分析軟件中室內噪聲級計算原理如圖3所示。

圖3 室內噪聲計算原理圖

3.1.1 構件空氣聲隔聲與撞擊聲隔聲的計算

（1）首先在倍頻程下計算出構件的空氣聲有效隔聲量，通過公式法計算出空氣聲隔聲計權單值評價量，再得出空氣聲頻譜修正量，最終求得構件空氣聲隔聲性能。（2）依據《民用建筑隔聲設計規范》（GB 50118—2010）的要求，通過計權規范化撞擊聲壓級的計算，評價構件的撞擊聲隔聲性能。本建筑參考相關聲學資料中倍頻程下對應構造的樓板撞擊聲壓級，計算樓板的計權規范化撞擊聲壓級，作為樓板撞擊聲隔聲性能，判斷其是否滿足標準要求。

3.1.2 最不利房間的確定

（1）在SEDU2020軟件中計算出整棟建筑每個房間的室內噪聲級；（2）將計算結果從高到低分為“滿足高要求標準”“滿足平均要求”“滿足低限要求”“不滿足”4個等級；（3）篩選出滿足最低等級的房間；（4）從滿足最低等級的房間中，確定室內噪聲級最大的房間，該房間被認定為主要功能房間中噪聲級最不利的房間，并判定達標情況。

3.2 斯維爾模擬分析結果

本項目中建筑圍護結構詳細信息如表1所示。

表1 建筑圍護結構構造與材料清單

根據建筑設計圖紙建立聲環境模擬分析模型，主要包括目標建筑、周邊建筑、聲屏障、道路（包括軌道交通）和綠化帶等對象。模型如圖4所示。

圖4 長江精工寧夏裝配式建筑產業基地宿舍樓分析模型

建立好模型后添加參數，包括建筑室外場地噪聲、室內噪聲、空氣條件、噪聲反射次數、計算網格劃分、空間劃分、房間功能劃分、圍護結構的工程材料和構造做法以及構件的吸聲性能參數。

SEDU2020軟件中模型建立時只有圍護結構的尺寸參數，所以需要自行添加圍護結構的材料及構造做法的參數，該參數設置越準確，模擬計算的結果越接近實際情況。軟件中的計算導則如果為《綠色建筑評價標準》（GB/T 50378—2019），可在規定建筑紅線后不需要劃分聲功能區。本次模擬采用新綠標，故不進行聲功能區的劃分。

參數設置好后即可進行分析計算。構件空氣聲隔聲性能結果統計如表2所示，樓板撞擊聲隔聲性能統計如表3所示，最不利房間室內噪聲值如表4所示。

表2 構件空氣聲隔聲性能結果統計 單位：dB

表3 樓板撞擊聲隔聲性能統計 單位：dB

表4 最不利房間室內噪聲值 單位：dB

綜上，根據《綠色建筑評價標準》（GB/T 50378—2019）和《民用建筑隔聲設計規范》（GB 50118—2010）中的評價要求，可得圍護結構隔聲與室內噪聲級評價結果如下：控制項主要功能房間的室內噪聲級與外墻、隔墻、樓板和門窗空氣聲隔聲、撞擊聲隔聲均滿足滿足現行國家標準《民用建筑隔聲設計規范》（GB 50118—2010）中的低限要求。

4 結語

保障裝配式鋼結構宿舍樓良好的室內聲環境，最主要的方法就是提高圍護結構的隔聲性能。相比傳統鋼筋混凝土結構建筑，裝配式建筑墻體之間拼接縫隙對建筑隔聲有很大影響，可以在縫隙間可填充保溫條、發泡膠、水泥基結晶密封膠等提高外維護結構的隔聲性能。長江精工寧夏裝配式建筑產業基地宿舍樓，可在外掛墻板之間的縫隙外側中填充改性硅烷密封膠及泡沫棒，縫隙內側使用保溫膠條進行封堵；內圍護結構可采用在條板拼接處使用耐堿玻璃纖維網布的方法，提高隔聲性能。桁架雙層墻中可填充玻璃棉氈，這樣墻體的隔聲性能也能得到進一步加強。

通過SEDU2020軟件分析得知長江精工寧夏裝配式建筑產業基地宿舍樓主要功能房間的室內噪聲級與外墻、隔墻、樓板和門窗的空氣聲隔聲、撞擊聲隔聲均滿足滿足現行國家標準《民用建筑隔聲設計規范》（GB 50118—2010）中的低限要求。