楼板隔声材料的撞击声隔声实验室测量结果研究

曾春燕，李玉良，吴新泽，何晓强，殷悦

（中国国检测试控股集团股份有限公司，北京 100024）

0 前言

住宅建筑是人们生活、休息的重要场所，声环境质量不仅影响居住的舒适性，还事关居住者的身心健康。建筑物中的噪声按产生方式和传播特性分为空气声和撞击声。撞击声指声源直接撞击结构构件引起震动，震动再向另一空间辐射形成声音的传递过程，如楼上拖动桌椅、重物落地、跑跳等，是导致室内邻里噪音互扰的主要原因，不做任何隔声处理的钢筋混凝土楼板的撞击声隔声性能很差，无法满足声环境需求。《中华人民共和国噪声污染防治法》（2022新噪声法）将居住建筑（主要含住宅）列为需保持安静的噪声敏感建筑物，对住宅开发商和销售企业给出了明确的违法责任。GB 50118-2021《民用建筑隔声设计规范》[1]和DB11/1740-2020《住宅设计规范》[2]将卧室、起居室（厅）的分户楼板的计权规范化撞击声压级从应小于75dB严格到65dB。120mm厚的混凝土楼板的计权标准化撞击声压级通常为80dB左右，若不经任何隔声处理，无法满足现行建筑隔声设计标准的要求。隔绝撞击声的原理是材料性质与材料构造能够对振动能量产生消耗，从而减少振动的传播，与空气声隔绝原理相反，构件密度越大，撞击声传播越快；构件重量越重，撞击声传播越快。因此要降低撞击声的级别，首先要有效控制振动源头，其次要提升楼板层隔绝撞击声的能力[3]。目前针对楼板减振降噪的主要处理方式有铺设弹性地板、地毯，增加隔声垫层，使用隔声涂料或隔声砂浆等。本文通过对比这几种方式对建筑楼板撞击声声压级的改善情况，为楼板降噪处理的选材提供数据依据。

1 试验

1.1 试验设备

本试验主要使用传声器单元、双通道分析仪、标准撞击器、声校准器以及撞击实验室，其中基准楼板厚度为120mm，计权规范化撞击声压级为78dB。撞击实验室接收室和声源室分别见图1、图2所示。

图1 撞击实验室之接收室Fig.1 Receiving room of impact laboratory

图2 撞击实验室之声源室Fig.2 Sound source room of impact laboratory

1.2 测试方法

采用GB/T 19889.8-2006《声学 建筑和建筑构件隔声测量 第8部分：重质标准楼板覆面层撞击声改善量的实验室测量》[4]，实验室为两间上下对正毗邻房间，上室为声源室，下室为接收室，两室之间由标准测试楼板隔开。声源室与接收室之间的空气声隔声满足在任一个频带内，从声源室传递到接收室的空气声声压级比撞击声声压级至少低10dB。将样品按标准要求安装于标准测试楼板上后，先用声校准器对传声器单元进行校准，接着测量接收室的混响时间，最后通过变换传声器和声源位置进行背景噪声和打开声源后的噪声声压级测试。

1.3 试验样品

样品不少于10m2。

2 结果与讨论

2.1 橡胶地板计权撞击声改善量性能结果分析

橡胶地板是由天然橡胶、合成橡胶和其他成分的高分子材料制成的地板，有较好的密闭性和柔软性，能吸收和消散声波的能量，减少声音的传播。图3和图4分别为橡胶地板实验示意图和样品图。从表1可以看出，随着橡胶地板厚度的增加，计权撞击声压级改善量提高，3号和4号橡胶地板厚度一致，因材质和密度的差异，计权撞击声压级改善量的结果略有差异，密度较大的橡胶地板的撞击声改善效果较差。3号3.5mm的橡胶地板的计权规范化撞击声压级改善量为14dB，计权撞击声压级为64dB，满足GB 50118-2021和DB11/1740-2020中对分户楼板的计权撞击声压级不大于65dB的要求。20mm橡胶地垫的计权撞击声压级改善量为20dB，虽相较于3.5mm的橡胶地板改善明显，但从厚度增加的程度来比较，改善幅度不明显，因为5号橡胶地垫接触基准楼板的一侧为凹凸状，存在空气层，撞击产生的一部分能量未被吸收和消散，直接通过空气层传递，导致撞击声压级改善程度不及厚度增加幅度。橡胶地板的厚度、柔软度及结构是影响其计权撞击声压级改善量的重要因素，厚度越大，柔软性越好，结构越致密，隔声效果越好。

表1 橡胶地板的计权撞击声压级实验室测量结果Tab.1 Laboratory test results of weighted impact sound pressure level for rubber floors

图3 橡胶地板（3号）试验示意图Fig.3 Experimental schematic diagram of rubber floor (No.3)

图4 橡胶地板（3号）样品Fig.4 Rubber floor sample (No.3)

胶橡胶地板因耐磨度高、弹性好、易打理等特点被广泛应用于健身、医疗场所等，但因色彩较单一，有一定气味，家用室内装修应用较少。可将橡胶地板作为隔声垫层通过浮筑楼板方式进行应用。根据实验室检测数据情况，增设3.5mm以上橡胶地板可满足标准对分户楼板的计权撞击声压级的要求，实际应用中可根据楼板结构和安装情况增减橡胶地板的厚度，但值得注意的是钢筋混凝土楼板与墙、梁、柱之间的连接处是楼板隔声的薄弱环节，在采用弹性垫层时，应阻断钢筋混凝土楼板与墙、梁、柱之间的声桥，并在铺装过程中避免形成新的声桥[5]。

2.2 隔声砂浆计权撞击声改善量性能结果分析

隔音砂浆由水泥、石英砂、隔音填料、优质外加剂及其他填料经严格计量混合而成。掺入材料的种类较多，包括废旧轮胎橡胶粉、聚苯乙烯爆破颗粒和漂珠，其中废橡胶粉的作用在于隔绝高频声，漂珠的作用在于隔绝低频声，两类材料组合应用后可有效吸收不同频段的噪声，且不会对砂浆的强度造成过大影响[3]。图5和图6分别为隔音砂浆实验示意图和样品图。从表2可以看出，30mm厚的隔声砂浆，密度越小，计权撞击声压级越小，撞击声改善效果越好。3种隔声砂浆虽来自不同厂家，制备配比和工艺有一定区别，但密度越小说明隔声砂浆中掺加的隔音填料比例越高，水泥用量越少，有利于隔声效果的提升。密度为1189kg/m3的30mm厚隔声砂浆，计权撞击声压级为61dB，计权撞击声压级改善量为17dB，满足标准对分户楼板的计权规范化撞击声压级不大于65dB的要求。

表2 隔声砂浆的计权撞击声压级实验室测量结果Tab.2 Laboratory test results of weighted impact sound pressure level of sound insulation mortar

图5 隔音砂浆（1号）试验示意图Fig.5 Experimental schematic diagram of sound insulation mortar (No.1)

图6 隔音砂浆（1号）样品Fig.6 Sound insulation mortar sample (No.1)

2.3 隔声涂料计权撞击声改善量性能结果分析

隔音涂料由新型高性能阻尼材料及其他补强材料、阻尼防腐材料等相关助剂配置而成，使用后形成的涂膜中会均匀分布有隔音效果的分子，通过减少透射的声波能量来起到隔音作用。图7为隔音涂料实验示意图和样品图。从表3可以看出，隔声涂料厚度越厚，计权撞击声压级值越低，隔声效果越好。6mm隔声涂料的计权撞击声压级为63dB，计权撞击声压级改善量为15dB，满足卧室、起居室（厅）分户楼板的计权撞击声压级的标准要求。隔音涂料可直接喷涂在基层楼板上，在隔音涂料上面再做其他饰面处理。

表3 隔声涂料的计权撞击声压级实验室测量结果Tab.3 Laboratory test results of weighted impact sound pressure level for sound insulation coatings

图7 无机隔音涂料（2号）试验示意图Fig.7 Experimental schematic diagram of inorganic sound insulation coatings (No.2)

2.4 隔声垫计权撞击声改善量性能结果分析

在混凝土地面铺设弹性隔声减震垫可吸收上层住户在跑跳、拖动桌椅等时产生的振动，从而减少振动向结构混凝土地面的传递，降低对地面的影响。图8和图9分别为保温隔声垫实验示意图和样品图。表4中1、2号隔声垫材质为模塑聚苯板，3、4号隔声垫材质为橡塑保温材料，4个产品的计权撞击声压级改善量值均较大，撞击隔声效果显著，可以看到在相同厚度下，橡塑相较于模塑聚苯板密度要大，计权撞击声压级改善量值更高，隔声效果更明显。实际工程中，隔声垫一般以浮筑楼板的构造方式进行应用，施工工艺相对复杂，需要在隔声垫上铺设钢丝网片、高强度网格布和强度较高的细石头混凝土等材料来进行保护，在隔声垫铺设过程中，为避免浇筑的混凝土渗漏到基层楼板上形成声桥，材料拼接处及隔声垫与侧墙面接触处需使用防水胶带进行密封[6]。

表4 隔声垫的计权撞击声压级实验室测量结果Tab.4 Laboratory test results of weighted impact sound pressure level for sound insulation pads

图8 保温隔声垫（1号）试验示意图Fig.8 Experimental schematic diagram of sound insulation pad (No.1)

图9 保温隔声垫（1号）样品Fig.9 Sound insulation pad sample (No.1)

3 结论

橡胶地板、隔声砂浆、隔声涂料和隔声垫均能在一定程度上改善楼板隔声性能，一定密度下3.5mm厚的橡胶地板、30mm厚的隔声砂浆、6mm的隔音涂料及20mm的隔声保温垫能满足GB 50118-2021和DB11/1740-2020对卧室、起居室（厅）的分户楼板的计权规范化撞击声压级65dB的要求。

橡胶地板可直接铺设在楼板饰面层上，操作简单，厚度较薄，不占用层高，但有一定气味，质感偏硬，颜色单一，在家庭装修中并不常用，多用于健身、医疗等需防滑、减震和隔声的场合。隔声砂浆有较好防火性能和抗压强度，施工方便，成本较低，但厚度在30mm左右的隔声砂浆才能满足分户楼板的隔声要求，会增加建筑的承载压力，且对建筑的净高产生影响，对于一些楼层较低的建筑，会让空间变得压抑，因此适用于隔声要求高、不受层高影响的场所和建筑。隔声涂料施工便捷、环保美观，使用厚度较薄，可直接喷涂在基层楼板上，无需增加额外的结构支撑，但施工前需对基层表面进行处理，除尘去油，且隔声效果受涂刷情况的影响[7]。保温隔声垫的隔声效果优异，同时有一定保温性能，是一种高效的建筑楼板减震隔音材料，但需配套支撑材料，以浮筑楼板的结构进行应用，施工成本和技术要求较高，在隔声和保温要求较高的建筑中可以得到很好的应用。