基于“工”字形部件建筑隔音墙板的设计概述

摘 要 公共建筑中的隔音降噪墙一般采用两侧石膏板内设轻钢龙骨，中间填充隔音材料，本研究提出一种新型“工”字型部件建筑隔音墙板的设计，能够有效的隔离噪音，同时兼具很好的保温功能，拓宽建筑噪音吸声频率的目的。

关键词 工字型部件;降噪;结构;隔音材料

引言

伴随着城市化进程的快速发展，城市人口不断增加，导致了生产建筑物流量的增大和建筑物密度的增高。简单地说，噪音就是人们不需要的声音，生活中的噪音来源主要为外部噪音和内部噪音。

噪声污染不仅滋扰环境，而且是公共健康的一大威胁，噪声问题日益突出。据欧洲调查昼间大约40%的人口暴露在55dB以上的酒店、电影院、音乐厅等公共建筑噪声之下，不能满足声舒适度要求;20%的人口暴露水平超过65dB，夜间则有超过30%的人口暴露的等效声压级大于55dB，超过世界卫生组织认可的接受值。一项关于噪声烦恼度的研究表明，欧盟约2.4亿人对交通噪声强烈不满。噪音一般有交通噪音、工厂噪音、建筑施工噪音及社会生活噪音等。现有建筑行业中，酒店、电影院和音乐厅等公共建筑中的降噪墙一般采用两侧石膏板内设轻钢龙骨，中间填充隔音材料[1-2]。这种墙体本身强度较弱，吸音形式单一，对于不同频率的声音不能完全吸收，且裂缝问题一直难以解决。

1试件设计

大多数的降噪建筑材料都比较老旧，由于新型的材料费用很高等问题，使很多新型的降噪材料得不到广泛地使用，导致现代建筑隔音效果差;现代建筑的墙体强度较弱，吸音形式单一对于不同频率的声音不能完全吸收，且裂缝问题一直难以解决，采用厚重的砖混砌体结构会使施工极不方便，而且会严重影响工程施工的进度;在隔音板之间的连接处会存在微小的接缝，缝隙会影响降噪板的隔音效果;固定件的固定端与固定杆通过螺纹或卡扣连接，使其长时间的使用会导致自身的松动，使降噪板的使用寿命降低[3-4]，本研究针对上述需求，提出了一种新型“工”字型建筑部件隔音墙板结构，以下对技术方案、墙板结构、材料布置、性能评价进行介绍。利用吸声材料和装置吸收声能以隔音降低噪声，本隔声降噪墙板既可以应用在旧房改造中，也可以应用在现代建筑。

1.1 技术方案

首先降噪板是在一块板上开多个小孔而制成的，根据噪音的峰值频率与排气口直径成反比的原理，利用许多小孔代替一个大的喷口，达到降噪的目的，为制作方便，降噪板一般采用圆孔结构。

可将多个降噪板串联，制成降噪板组，把排空的一次性压降分散成多个小的压降，压力突变改为压力渐变，降压后气体得到充分膨胀，声能得以充分消耗，从而得到较大的消声量，取得消声效果。同时，采用小孔结构，喷口辐射的噪声能量将从低频移向人耳不敏感的高频噪声，达到较好的消声效果。根据气体状态方程、连续性方程及临界流速公式可知，当流体类型确定后，每级降噪板的质量流量与降噪板小孔总面积，降噪板前气体压力、降噪板后气体压力、降噪板前气体温度和流速等相关。其中，质量流量和降噪板后压力由工艺条件确定，降噪板前温度近似控制阀前介质温度，第一级降噪板前压力等于阀门压力，其余各级降噪板前压力可以根据降噪板级数求得。为得到较好的降噪效果，一般小孔直径 ，小孔长度以  为宜;小孔过长则阻力增加，过短则气体收缩后流体不能充满管嘴，使流通能力降低。降噪板采用了多孔结构，如果小孔间距过小，气流通过小孔后会把降低噪声的效应抵消一部分，小孔总面积与降噪板截面积之比以5%～15%为宜，各小孔相对位置按等边三角关系布置。

为了实现上述降噪目的，本文章根据图1降噪板性能分析，采用如下技术方案，板体由外向内依次为隔音层、外保温层、无机材料保温层、内保温层、隔音层，隔音层分为四层，由外向内依次为陶瓷板、第一吸音板、第二吸音板和防辐射板;无机材料保温层内设置有多个均匀排列的支撑件，支撑件的截面呈“工”字型且两端分别与外保温层、内保温层相连。

第一吸音板为铝蜂窝穿孔吸音板，厚度为8～10mm;第二吸音板为聚酯纤维吸音板，厚度为6～8mm;防辐射板为铅板，厚度为3～5mm。隔音层、外保温层、无机材料保温层、内保温层、隔音层，隔音板间通过胶凝剂固定连接。

1.2 墙板结构

本墙板结构由外向内依次为隔音层、外保温层、无机材料保温层、内保温层、隔音层。隔音层分为四层，由外向内依次为陶瓷板、第一吸音板、第二吸音板和防辐射板;无机材料保温层内设置有多个均匀排列的支撑件，支撑件的截面呈“工”字型且两端分别与外保温层、内保温层相连。

无机材料保温层由玻棉、酚醛或岩棉制成，内保温层、外保温层均为AEPS改性聚苯板。还包括固定件，固定件由两个固定端和固定杆组成，固定杆垂直横穿板体，固定杆的两端通过固定端固定在板体的两侧，固定端与固定杆通过螺纹或卡扣连接。

固定件内设置了T型插件，T型插件的端部固定于固定件的一个固定端，T型插件的长杆部延伸出固定件的另一个固定端，可与墙体结合成一体。隔音层、外保温层、内保温层、隔音层上安装固定件的位置设置了沉降部。支撑件分别沿无机材料保温层的内部横向和纵向排列呈网络状，拓宽了降噪频率。

目前解决方案：改善传统建筑采用较厚的墙体，利用其厚度进行隔音。现代建筑采用“墙中墙”，利用双层隔空，达到有效的隔音效果，又可采用墙体中添加泡沫板进行隔音，同时达到保温效果，将墙纸与降噪材料结合既能保证美观，能达到升学舒适度。图3是降噪板的实际应用图，利用吸声材料和装置吸收声能以降低噪声，本降噪板既可以应用在旧房改造中，也可以应用在现代建筑。

2结束语

本研究提出的应用于传统建筑墙板的基础上，进行工字型部件设计，中间充入隔音材料，不对建筑主体部位的结构造成影响，最大限度拓宽噪音的降噪频率。本研究提出的降噪墙板构造，是对建筑噪声，生活噪音建筑构造措施设计的一次探索，能够为提高人们生活的愉悦度，为建筑隔音降噪的实现提供参考借鉴价值。

参考文献

[1] 趙泽阳，檀文迪，杨静，等.一种兼具通风和降噪作用的窗下墙结构[J].山西建筑，2017，43（26）：123-124.

[2] 柳孝图.建筑物理[M].北京：中国建筑工业出版社，2000：256-350.

[3] 骆东亮.隔音隔振技术在建筑中的应用措施研究[D].青岛：青岛理工大学，2018.

[4] 肖红波，瞿航，蓝国勇.多孔纤维填充芳纶蜂窝夹层结构吸音隔音性能研究[J].玻璃钢/复合材料，2019，（12）：67-71，100.

作者简介

杨爽（1982-），女，辽宁兴城人;学历：硕士，副教授，现就职单位：沈阳城市建设学院，研究方向：主要从事建筑声环境、光环境、热环境的研究。