輕鋼龍骨紙面石膏板墻隔聲的一般規(guī)律
2013-07-13 13:15
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作者：品亞裝飾
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輕鋼龍骨紙面石膏板墻系統(tǒng)通常采用雙面墻板結(jié)構(gòu)，即“板—龍骨(空腔)——板”結(jié)構(gòu)，每面墻板為單層或雙層紙面石膏板，釘接在輕鋼龍骨上。為了獲得更好的隔聲效果，在空腔中填巖棉板或玻璃棉。
單層紙面石膏板的隔聲效果很差，例如：12mm厚、面密度10kg/m 2 左右的紙面石膏板標(biāo)準(zhǔn)計(jì)權(quán)隔聲量rw=29db。即使將四層這樣的紙面石膏板疊和在一起隔聲量理論上rw也只能達(dá)到41 db。
如果將紙面石膏板做成雙層墻結(jié)構(gòu)，隔聲量可以獲得提高。如上述四層紙面石膏板做成75mm輕鋼龍骨雙面雙層墻，rw可以達(dá)到44db。如果空腔內(nèi)再填入棉板，rw可以提高到50db。
從理論上分析，影響紙面石膏板墻隔聲的主要因素有以下幾個(gè)方面：
1）質(zhì)量定律：對(duì)于隔墻隔聲存在一個(gè)普遍的規(guī)律，即材料越重（面密度越大）隔聲效果越好。對(duì)于單層密致勻?qū)崏?，面密度每增加一倍，隔聲量在理論上增?db,這種規(guī)律即為質(zhì)量定律。對(duì)于雙層的紙面石膏板墻，質(zhì)量定律發(fā)揮著重要作用，即增加板的層數(shù)或厚度都可以獲得隔聲量的提高。由于龍骨雙層墻系統(tǒng)聲頻振動(dòng)形式非常復(fù)雜，故質(zhì)量定律的體現(xiàn)要比單純的單層墻復(fù)雜。
2）共振頻率：任何隔墻都存在固有的共振頻率, 當(dāng)聲波的頻率和墻的共振頻率一致時(shí)，墻體整體產(chǎn)生共振，該頻率的隔聲量將大大下降。
一般地，墻體越厚重，共振頻率越低，當(dāng)共振頻率低于隔聲評(píng)價(jià)參考頻率100hz時(shí)，由于人耳聽(tīng)覺(jué)特性對(duì)低頻不敏感，對(duì)隔聲量rw的影響大大降低，一般設(shè)計(jì)紙面石膏板隔墻時(shí)，應(yīng)使共振頻率盡量低于100hz。
對(duì)于12mm和15mm厚兩種不同面密度紙面石膏板存在不同共振頻率。12mm紙面石膏板面密度為10kg/m2，15mm紙面石膏板面密度約12kg/m2。15mm厚的紙面石膏板墻的共振頻率基本低于考慮頻率范圍100hz,因此共振頻率對(duì)15mm板構(gòu)造的墻體構(gòu)件隔聲性能影響較小。但對(duì)于12mm板構(gòu)造100hz附近的隔聲性能影響較大，造成低頻100hz、125hz、200hz處隔聲量比15mm板下降較多，主要是因?yàn)楣舱耦l率的原因，而在共振頻率以外200hz、250hz處的隔聲量接近，這是因?yàn)樽枘峥刂啤?/span>
3）吻合效應(yīng)：聲波接觸墻板后，墻板除了垂直方向的受迫振動(dòng)以外，還有沿著板面方向的受迫彎曲振動(dòng)。在某個(gè)特定頻率以上，受迫彎曲振動(dòng)將和板固有的自由彎曲振動(dòng)發(fā)吻合，這時(shí)板就非常順從地跟隨入射聲彎曲，造成聲能大量地透射到另一側(cè)去，形成隔聲量的低谷，這種現(xiàn)象被稱(chēng)作吻合效應(yīng)，這個(gè)與材料有關(guān)的特定截止頻率被稱(chēng)為吻合頻率fc。
理論和實(shí)驗(yàn)均表明，輕、薄、柔的墻fc高，吻合效應(yīng)弱；厚、重、剛的墻fc低，吻合效應(yīng)強(qiáng)。12mm、15mm紙面石膏板的fc分別為3.15khz和2khz左右。12mm板在3.15khz處的隔聲量產(chǎn)生下降，15mm板在2khz處的隔聲量下降更為嚴(yán)重，甚至下降的趨勢(shì)強(qiáng)過(guò)質(zhì)量定律，造成在這一頻率位置上隔聲量比12mm的板還低很多。
雙層相同的板疊合的吻合頻率fc和單層板基本等同，但吻合效應(yīng)更加劇烈，吻合谷會(huì)變得更深。如果使用不同厚度的板進(jìn)行疊合，吻合谷將彼此錯(cuò)開(kāi)，且每個(gè)吻合谷都較淺，對(duì)隔聲性能有利。
雙層板的劇烈吻合效應(yīng)是非常明顯的，會(huì)造成雙層15mm板構(gòu)造的隔墻隔聲量反倒低于雙層12mm板的隔墻。一層12mm和一層15mm板疊合的隔墻比雙層15mm隔墻的面密度變低，但隔聲量反倒會(huì)提高,這是吻合效應(yīng)作用的結(jié)果。
吻合效應(yīng)的因素比較復(fù)雜，不但與材料的面密度有關(guān)，還和材料的彈性模量、厚度、泊松比等條件有關(guān)。紙面石膏板制作工藝中的發(fā)泡情況會(huì)影響這些因素，包括影響直接的面密度。從大量的實(shí)驗(yàn)中我們發(fā)現(xiàn)，在一定范圍內(nèi)減小面密度，吻合頻率會(huì)變高，而且吻合效應(yīng)會(huì)變?nèi)?，?duì)隔聲有利。
4）聲橋：板材直接固定在龍骨上時(shí)，受聲一側(cè)板的振動(dòng)會(huì)通過(guò)龍骨傳到另一側(cè)板，這種象橋一樣傳遞聲能的現(xiàn)象被稱(chēng)為聲橋。聲橋越多、接觸面積越大、剛性連接越強(qiáng)，聲橋現(xiàn)象越嚴(yán)重，隔聲效果越差。在板材和龍骨之間加彈性墊，如彈性金屬條或彈性材料墊對(duì)紙面石膏板墻隔聲有一定的改善量，多可以提高3db。此外，輕鋼龍骨本身剛度比較小，對(duì)兩側(cè)板材的聲橋作用要好于矩形截面的木龍骨和石膏龍骨，輕鋼龍骨石膏板隔墻墻要比相同構(gòu)造的木龍骨和石膏龍骨隔墻隔聲效果好。
對(duì)于輕鋼龍骨石膏板墻，為了減少聲橋，獲得更高的隔聲量，有時(shí)將龍骨結(jié)構(gòu)做成錯(cuò)列結(jié)構(gòu)和雙層結(jié)構(gòu)。錯(cuò)列結(jié)構(gòu)是豎龍骨錯(cuò)列分立，兩邊板不同時(shí)固定在一根龍骨上，天地龍骨共用一套；雙層結(jié)構(gòu)是天地龍骨和豎龍骨分別做兩層，中間沒(méi)有任何連接，板固定在各自的龍骨上。理論上講，錯(cuò)列龍骨隔墻隔聲優(yōu)于普通龍骨隔墻，可以提高1－3db；雙層龍骨隔墻隔聲優(yōu)于錯(cuò)列龍骨隔墻，比普通龍骨隔墻可以提高7－8db。錯(cuò)列龍骨結(jié)構(gòu)的雙面單層墻和雙面雙層墻隔聲量都比普通龍骨同結(jié)構(gòu)的隔墻提高2-3db，這是聲橋減弱了的緣故。
5）板縫和孔洞：隔墻上如果出現(xiàn)縫隙和孔洞，會(huì)大大降低隔墻的隔聲量。假如隔墻墻體本身的隔聲量達(dá)到50db，而墻上有萬(wàn)分之一的縫隙和孔洞，則綜合隔聲量將下降到40db。為了防止石膏板墻和原結(jié)構(gòu)之間的縫隙，通常在墻體四周安裝龍骨時(shí)墊入塑料彈性膠條。另外，當(dāng)每面兩層石膏板時(shí)，應(yīng)錯(cuò)縫安裝，里層可以不勾縫，只對(duì)外層勾縫，這對(duì)隔墻隔聲量影響不大。但是每面一層板時(shí)必須勾縫，否則隔聲量將會(huì)下降12－17db。
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