五星级酒店客房分户墙的常用做法和隔声特性

2021-11-08 08:50杨志刚
声学技术 2021年5期
关键词:石膏板分户岩棉

杨志刚

(华东建筑设计研究院有限公司声学及剧院专项设计研究所,上海 200070)

0 引 言

近年来五星级酒店项目越来越多,由于客房对私密性要求非常高,因此客房之间分户墙的隔声效果是业主和客户最关心的问题。由于业主、酒店管理公司的要求和当地的政策不同,客房分户墙需要结合当地特点和隔声要求选择不同的材料和构造类型。一方面,不同的国家规范以及不同的酒店管理集团对五星级酒店分户墙的隔声指标要求上存在差异;另一方面,由于墙体结构材料与内部构造的不同,客房分户墙有很多种做法,有些构造能满足隔声要求,但也有的构造不能满足,或过于保守而造成浪费。

为了在实际应用设计中,选择合理、准确以及经济性的隔声构造,本文对五星级酒店客房分户墙的多种常用做法,采用软件数值计算(该软件计算方法依据为EN 12354-1:2000[1]),辅以部分墙体构造现场实测的方法,对不同材料和构造的客房分户墙的隔声特性进行了系统地分析对比,并据此提出了几种典型的隔声构造,作为客房分户墙的选择依据和参考。

1 客房分户墙隔声要求

1.1 隔声评价指标

现有的隔声评价指标主要有ISO标准中定义的计权隔声量Rw以及美国国家标准中规定的声传输等级STC两种。

我国标准GB/T 50121—2005《建筑隔声评价标准》[2]中采用的是ISO标准中的计权隔声量Rw,该参量为实验室测量结果,是在 100~3 150 Hz范围内16个1/3倍频程(或125~2 000 Hz范围内5个倍频程)的计权值,单位是 dB。对应的现场隔声评价量为计权标准化声压级差DnT,w。

计权隔声量采用频谱修正量来反映不同噪声频谱条件下的隔声效果。客房分户墙主要用来隔断日常生活的噪声,因此,应采用粉红噪声频谱修正量C。本文也列出了交通噪声频谱修正量Ctr,便于用户判断所列墙体构造是否可以满足外墙或与机电设备用房相邻墙体等的要求。

美国(美国材料试验标准ASTWE-90,E-413)采用实验室测得的声音传播等级(Sound Transmission Class,STC)来评价建筑构件对空气声的隔声性能。STC除频率范围为125~4 000 Hz且不考虑8 dB原则外,评价方法与Rw基本一样。对应的现场隔声性能采用噪声隔绝等级(Noise Isolation Class,NIC),也有用现场声音传播等级(Field Sound Transmission Class,FSTC)表示,NIC测量的是声音从一个房间发出到另一个房间衰减的总量,不管声音的传播途径如何。一般情况下STC值与Rw相等或小1 dB。

1.2 隔声量限值要求

1.2.1 国家标准要求

根据《民用建筑隔声设计规范》GB 50118—2010[3]规定,五星级酒店分户墙的隔声量应采用特级标准,对应的隔声量指标如表1所示。

表1 GB50118-2010中规定的分户墙隔声量的特级指标Table 1 The special-grade index of the sound insulation of the household wall specified in GB50118-2010

1.2.2 国际主要酒店集团的指标要求

不同酒店管理公司提出的对分户墙的隔声性能的要求也有较大差异。由于大多数国际著名品牌的酒店集团为美国公司,因此他们采用的评价指标为STC或者NIC。表2中给出了一些主要酒店集团对客房分户墙隔声量的要求。从表2中可以看出,这些酒店集团的隔声指标要求一般为STC≥50~55 dB,均不低于我国国家标准中的要求。其中四季酒店的隔声要求最高,达到STC≥59 dB。这些隔声指标要求中基本上都没有提及竣工后的现场实测要求,但是聘请的声学顾问一般会有现场实测的要求,绝大多数要求NIC≥50 dB,也有的要求(如万豪)NIC≥47 dB(重墙),NIC≥50 dB(轻墙)。本文中,轻墙指石膏板等较轻墙体,重墙指砌块和ALC板等墙体。

表2 国际主要酒店集团分户墙隔声指标Table 2 Sound insulation index of major international hotel groups

综合以上国家规范和酒店管理公司的隔声要求,同时考虑到实际工程中墙体上都会设置管线和接线盒,由于接线盒的开孔(或槽)对重墙隔声影响不大,而对轻质隔墙有一定的影响[4],因此对一般的五星级酒店的分户墙,确定如下的隔声量指标比较合适:

Rw+C>50 dB或STC≥50 dB(重墙或轻重复合墙),Rw+C>53 dB 或 STC≥55 dB(轻墙);DnT,w+C≥50 dB或NIC≥50 dB。

2 常用墙体隔声特性

墙体的种类可以分成单层墙、双层墙和三层墙。单层墙的隔声量主要由墙体的面密度决定,面密度越大的墙体隔声量越大。面密度由墙体的密度和厚度相乘而得,即单层墙的隔声量主要由墙体的密度和厚度决定。双层或三层墙体的传声特性为:低频声能主要通过墙间空腔的空气传递,高频声能主要通过墙间的龙骨—声桥来传递,中频介于两者之间。影响双层墙隔声量的主要因素有板的厚度、空腔厚度、是否填棉、声桥、吻合效应等。通过改变相应的因素可以提高墙体构造的隔声量。

2.1 单层墙

实际工程应用的单层墙主要是(建筑图纸中习惯标称,与实际厚度略有差别)加气混凝土砌块墙体。加气混凝土砌块按密度分级为B03、B04、B05、B06、B07、B08级(对应的密度分别约为300、400、500、600、700、800 kg·m-3)。非承重砌块的密度一般为500和600 kg·m-3,承重砌块的密度为700和800 kg·m-3。

建筑工程中最常用的墙体就是200 mm厚的加气混凝土砌块墙体,具体构造为:15 mm厚水泥砂浆粉刷+190 mm厚B05加气混凝土砌块+15 mm厚水泥砂浆粉刷,总厚度为 220 mm,软件模拟隔声量为:Rw(C;Ctr)=46(0;-3)dB、STC=46 dB,并未达到五星级酒店的隔声要求。

通过增加砌块的厚度和密度来增加砌块墙体的隔声量以达到五星级酒店的隔声要求:

(1)单纯增加砌块的厚度:根据单层墙隔声的质量定律,通过将混凝土砌块的厚度增加一倍,就可以增加约6 dB的隔声量,并考虑到C修正。将上述构造中的加气混凝土砌块加厚到 400 mm,得到如下构造:15 mm厚水泥砂浆粉刷+400 mm厚B05加气混凝土砌块+15mm厚水泥砂浆粉刷,总厚度为 430 mm。该构造的软件模拟计算隔声量为Rw(C;Ctr)=53(-2;-6)dB,STC=53 dB。

(2)同时增加砌块的厚度和密度:由于厚墙体影响空间的利用,因此实际设计中需要墙体尽量薄,在砌块厚度和密度之间进行权衡,将密度由B05提升至B07,相应将厚度由400 mm减少到300 mm,得到以下构造:15 mm厚水泥砂浆粉刷+300 mm厚B07加气混凝土砌块+15 mm厚水泥砂浆粉刷,总厚度为 330 mm。该构造的隔声量计算值为Rw(C;Ctr)=52(-1;-5)dB,STC=52 dB。这种构造刚好满足五星级酒店分户墙隔声量的要求。

(3)如果需要进一步减小墙体的厚度,除了继续提高砌块的密度外,还可以通过增加水泥砂浆的厚度来弥补。如在实际工程中曾采用过的结构:20 mm厚水泥砂浆粉刷+250 mm厚B08加气混凝土砌块+20 mm厚水泥砂浆粉刷,总厚度为290 mm。该结构的软件模拟隔声量为:Rw(C;Ctr)=52(-1;-4)dB、STC=52 dB。现场实测隔声量(表面贴装饰布)为:DnT,w(C;Ctr)=54(-1;-5)dB。

以上四种砌块墙体的构造和隔声指标如图1和图2所示。图1中的“×”表示不达标,“√”表示达标,双“√”表示满足更高隔声量的要求,下同。

图1 四种砌块墙体的构造和隔声量Fig.1 The structure and sound insulation of four kinds of block walls

图2 四种砌块墙体的隔声性能Fig.2 Sound insulation of four kinds of block walls

图3中给出了第4中构造250 mm厚B08砌块、20 mm厚水泥砂浆双面粉刷的构造的软件计算和现场安装实测的隔声性能的对比曲线。从图3中可以看出,理论计算值和现场实测结果基本接近,其中在中频的实测值高于计算值,可以解释为实测结构中增加了双面装饰布对隔声量的提升作用。在高频段实测结果低于理论计算值,可以解释为实际工程安装中存在缝隙,密封尚未达到理想程度,存在一定程度的高频漏声。

图3 250 mm厚墙体模拟和实测隔声性能对比Fig.3 Comparison of simulated and measured sound insulation performances of 250 mm-thick wall

2.2 双层墙

2.2.1 砌块和石膏板复合墙体

如果采用常用的砌块墙体和石膏板复合,构造为:15 mm厚水泥砂浆粉刷+190 mm厚B05加气混凝土砌块+15 mm厚水泥砂浆粉刷+50 mm空腔(内填50 mm厚80 kg·m-3岩棉)+2×12 mm厚石膏板,总厚度为282 mm,软件模拟隔声量为:Rw(C;Ctr)=50(-1;-3)dB、STC=50 dB,STC的隔声量指标刚达标,但Rw+C并未达标。通过调整双层墙的砌块部分而不改变空腔和石膏板部分的构造,来调整结构以获得满足分户墙隔声量指标要求的墙体结构:

(1)增加砌块的密度:将混凝土砌块由B05调整为B07,构造:15 mm厚水泥砂浆粉刷+190 mm厚B07加气混凝土砌块+15 mm厚水泥砂浆粉刷+50 mm空腔(内填50 mm厚80 kg·m-33岩棉)+2×12 mm厚石膏板,总厚度为294 mm,Rw(C;Ctr)=52(-1;-3)dB,STC=52dB。

(2)减小砌块的厚度以提高临界频率,减少吻合效应的影响,构造:15 mm厚水泥砂浆粉刷+100 mm厚B05加气混凝土砌块+15 mm厚水泥砂浆粉刷+50mm空腔(内填50 mm厚80 kg·m-3岩棉)+2×12 mm厚石膏板,总厚度为204 mm,Rw(C;Ctr)=52(-1;-3)dB,STC=51 dB。

(3)增加砌块的密度、同时减小砌块的厚度,构造:15 mm厚水泥砂浆粉刷+100 mm厚B07加气混凝土砌块+15 mm厚水泥砂浆粉刷+50 mm空腔(内填50 mm厚80 kg·m-3岩棉)+2×12 mm厚石膏板,总厚度为204 mm,Rw(C;Ctr)=55(-2;-4)dB,STC=54 dB。

四种双层砌块复合墙体的构造和隔声性能如图4、5所示。

图4 四种双层砌块复合墙体的构造和隔声量Fig.4 The structures and sound insulation values of four kinds of double-layer block composite walls

图5 四种双层砌块复合墙体的隔声性能Fig.5 Sound insulation performances of four kinds of double-layer block composite walls

2.2.2 ALC板复合墙体

装配式隔墙受到国家大力推广,并且新建建筑有装配率的硬性规定要求,现在越来越多的项目要求采用装配式墙体。蒸压轻质混凝土(Autoclaved Lightweight Concrete,ALC)是以粉煤灰(或硅砂)、水泥、石灰等为原料,内置经过防锈蚀处理的双层钢筋,经过高压蒸汽养护而成的发泡混凝土成型板材,目前广泛用于装配式建筑的非承重围护墙和内隔墙。ALC板规格同加气混凝土砌块,板材厚度规格为75、100、125、150、175、200 mm等,其中B04、B05、B06比较常用,板材厚度规格为75、100、125、150、175、200 mm 等。

工程中常用的双层ALC板构造为:75 mm厚ALC板B06+50 mm厚岩棉+75 mm厚ALC板B06,

总厚度200 mm,Rw(C;Ctr)=52(-3;-10)dB,STC=52 dB。STC的隔声量指标达标,但Rw+C并未达标。通过增加ALC板的厚度以增加双层墙体的隔声量,具体措施和改进构造如下:

(1)100 mm厚ALC板B06+50 mm厚岩棉+75 mm厚ALC板B06,总厚度225mm,Rw(C;Ctr)=55(-2;-9)dB,STC=57 dB。

(2)100 mm厚ALC板B06+50 mm厚岩棉+100 mm厚 ALC板 B06,总厚度225 mm,Rw(C;Ctr)=55(-2;-6)dB,STC=55 dB。

实测数据验证:墙体构造为未达标的构造,即75 mm厚ALC板+50 mm厚岩棉+75 mm厚ALC板,ALC板密度为 650 kg·m-3。软件模拟数据为Rw(C;Ctr)=52(-3;-10)dB,实验室实测数据Rw(C;Ctr)=51(-3;-6)dB(实验数据来自文献[5])。

以上三种双层 ALC板复合墙体构造和隔声特性见图6、7。

图6 三种双层ALC板复合墙体构造和隔声量Fig.6 The structures and sound insulation values of three kinds of double-layer ALC board composite walls

图7 三种双层ALC板复合墙体模拟和实测隔声性能Fig.7 Simulated and measured sound insulation performances of three kinds of double-layer ALC board composite walls

2.3 三层墙体

2.3.1 石膏板轻质隔墙

工程中常用的五层石膏板墙体构造为:2×12 mm 厚石膏板+75轻钢龙骨(内填 50 mm 厚80 kg·m-3岩棉)+12 mm厚石膏板+75轻钢龙骨(内填50 mm 厚 80 kg·m-3岩棉)+2×12 mm厚石膏板,简称双层龙骨5层石膏,总厚度210 mm,Rw(C;Ctr)=54(-2;-6)dB,STC=54 dB,并未达标。通过一定的改进措施以增加复合墙体的隔声量,具体措施和改进构造如下:

(1)2×12 mm 厚石膏板+75轻钢龙骨(内填50mm厚80 kg·m-3岩棉)+2×12 mm厚石膏板+75轻钢龙骨(内填 50 mm 厚 80 kg·m-3岩棉)+2×12 mm 厚石膏板,简称双层龙骨6层石膏,总厚度222 mm,Rw(C;Ctr)=55(-1;-4)dB,STC=54 dB。

(2)2×12mm厚石膏板+100 mm空腔(50轻钢龙骨错排、内填50mm厚80 kg·m-3岩棉)+2×12 mm厚石膏板,简称双层龙骨4层石膏,总厚度148 mm,Rw(C;Ctr)=61(-4;-11)dB,STC=61dB。

(3)2×12 mm 厚石膏板+75轻钢龙骨(内填50 mm 厚 80 kg·m-3岩棉)+12mm 厚石膏板+10 mm间隙+75轻钢龙骨(内填 50 mm 厚 80 kg·m-3岩棉)+2×12 mm厚石膏板,简称双层龙骨5层石膏加间隙,总厚度220 mm,Rw(C;Ctr)=67(-7;-15)dB,STC=65 dB。

(4)2×12 mm厚石膏板+75轻钢龙骨(内填50 mm厚80 kg·m-3岩棉)+12 mm厚石膏板+75轻钢龙骨(内填50 mm厚80 kg·m-3岩棉)+2×12 mm厚石膏板,龙骨和石膏板之间加5厚橡胶垫。简称双层龙骨 5层石膏板加橡胶垫,总厚度 230 mm,Rw(C;Ctr)=66(-5;-13)dB,STC=66 dB。

(5)2×12 mm厚石膏板+75隔声龙骨(内填50 mm厚80 kg·m-3岩棉)+2×12 mm厚石膏板+75隔声龙骨(内填 50 mm 厚 80 kg·m-3岩棉)+2×12 mm 厚石膏板,简称双层隔声龙骨 6层石膏,总厚度222 mm,Rw(C;Ctr)=68(-4;-11)dB,STC=68 dB。

现场实测数据验证:验证构造为双层龙骨5层石膏的隔声性能,现场实测数据一组为轻钢龙骨和石膏板直接连接,实测值为DnT,w(C;Ctr)=51(-3;-7)dB;另一组为轻钢龙骨和石膏板连接处加 5厚橡胶条,实测值为DnT,w(C;Ctr)=55(-2 ;-8)dB。单从模拟数据看,减弱(加弹性垫层)或断开声桥的墙体模拟隔声量的增幅比较大(11~12 dB),但实测数据显示加橡胶弹性垫的墙体隔声量相对模拟数据会有较大的下降,主要体现在高频部分下降比较多(可能是由于地面、顶面和侧墙也会构成声桥传声)。因此,此类墙体的模拟数据一定要有足够的余量。六种石膏板复合墙体的构造和隔声性能如图8~10所示。

图8 六种石膏板复合墙体的构造和隔声量Fig.8 The structures and sound insulation values of six kinds of gypsum board composite walls

图9 六种石膏板复合墙体的隔声性能Fig.9 Sound insulation performances of six kinds of gypsum board composite walls

图10 两种石膏板复合墙体模拟和实测隔声性能图Fig.10 Comparison of simulated and measured sound insulation performances of two kinds of gypsum board composite walls

2.3.2 砌块和石膏板复合墙体

在五星级酒店的以往工程中会经常用到200 mm厚砌块墙体两侧做轻钢龙骨石膏板的构造。因为它既可以提高200 mm厚砌块墙体的隔声量,又可以在两侧的龙骨间隙中布设电线管,一举两得。有填棉和不填棉两种做法:

(1)2×12 mm厚石膏板+50mm空腔+15 mm厚水泥砂浆粉刷+190 mm厚B06加气混凝土砌块+15 mm厚水泥砂浆粉刷+50 mm空腔+2×12 mm厚石膏板,总厚度为 368 mm,Rw(C;Ctr)=61(-5;-1 2)dB,STC=61 dB。

(2)2×12 mm 厚石膏板+50 mm 空腔(内填50 mm 厚 80 kg·m-3岩棉)+15mm 厚水泥砂浆粉刷+190 mm厚B06加气混凝土砌块+15 mm厚水泥砂浆粉刷+50 mm 空腔(内填 50 mm 厚 80 kg·m-3岩棉)+2×12 mm 厚石膏板,总厚度为 368 mm,Rw(C;Ctr)=6 5(-1;-3)dB,STC=65 dB。

现场实测数据验证:龙骨之间无岩棉(构造(1))的实测值为DnT,w(C;Ctr)=59(-5;-10)dB;龙骨之间填加岩棉(构造(2))的实测值为DnT,w(C;Ctr)=60(-2;-7)dB。两种三层砌块复合墙体的构造和隔声性能如图11、12所示。

图11 两种三层砌块复合墙体的构造和隔声量Fig.11 The structures and sound insulation values of two kinds of three-layer block composite walls

图12 两种三层砌块复合墙体模拟和实测隔声性能对比Fig.12 Comparison of simulated and measured sound insulation performances of two kinds of threelayer block composite walls

2.3.3 ALC板和石膏板复合墙体

ALC板和石膏板复合墙体的构造同砌块,满足一般五星级酒店和高端五星级酒店(STC≥59 dB)的两种做法如下:

(1)2×12 mm 厚石膏板+50轻钢龙骨(内填50 mm厚80 kg·m-3岩棉)+75 mm厚ALC板B04+50轻钢龙骨(内填50 mm厚80 kg·m-3岩棉)+2×12 mm厚石膏板,总厚度223 mm Rw(C;Ctr)=55(-2 ;-8)dB、STC=56 dB。

(2)2×12 mm 厚石膏板+50轻钢龙骨(内填50 mm 厚 80 kg·m-3岩棉)+100 mm 厚 ALC 板B08+50轻钢龙骨(内填 50 mm 厚 80 kg·m-3岩棉)+2×12 mm 厚石膏板,总厚度 248 mm,Rw(C;Ctr)=5 9(-1;-3)dB、STC=59dB。

两种三层 ALC板复合墙体的构造和隔声性能如图13、14所示。

图13 两种三层ALC板复合墙体的构造和隔声量Fig.13 The structures and sound insulation values of two kinds of three-layer ALC board composite walls

图14 两种三层ALC板复合墙体的隔声性能Fig.14 Sound insulation performances of two kinds of three-layer ALC board composite walls

3 结 论

采用单层砌块墙体,如果要满足五星级酒店的隔声要求,墙体既厚(250~400 mm)且重,而且砌块砌筑需要湿作业,会增加人工费和施工周期。虽然单价比较便宜,但是折算上人工费,总的费用反而会更高。因此在五星级酒店中采用单层砌块墙体的项目已经越来越少了。石膏板和装配式 ALC板墙体的优点主要是干施工作业,施工速度快、占用空间少。当前项目的工程进度一般要求比较紧,因此石膏板和装配式 ALC板墙体得到了大量应用。由于砌块单面加轻钢龙骨石膏板的复合构造不对称,建筑师和室内设计师多数认为不利于墙体排布,因此在五星级酒店客房分户墙中采用该种构造的已经越来越少了。

综合上述三类隔墙的分析以及墙体重量、施工速度、占用空间、综合造价、对称排布和发展趋势等多种因素,五星级酒店客房分户墙的隔墙系统最适合的做法为:

(1)2×12 mm 厚石膏板+75轻钢龙骨(内填50 mm厚80 kg·m-3岩棉)+12 mm厚石膏板+10 mm间隙+75轻钢龙骨(内填 50 mm 厚 80 kg·m-3岩棉)+2×12 mm厚石膏板,简称双层龙骨5层石膏加间隙,总厚度220 mm,Rw(C;Ctr)=67(-7;-15)dB。

(2)100 mm厚ALC板B06+50 mm厚岩棉+75 mm厚 ALC板 B06,总厚度 225 mm,Rw(C;Ctr)=55(-2;-9)dB。

(3)2×12 mm厚石膏板+50轻钢龙骨(内填50 mm厚80 kg·m-3岩棉)+75 mm厚ALC板B04+50轻钢龙骨(内填 50 mm厚 80 kg·m-3岩棉)+2×12 mm厚石膏板,总厚度223 mm,Rw(C;Ctr)=55(-2 ;-8)dB。

猜你喜欢
石膏板分户岩棉
◆装饰板材
装饰板材
改性废旧岩棉处理污水的应用研究
住宅工程分户验收职业能力信息化实训体系的构建与实施
浅析岩棉在建筑节能领域应用的价值
石膏板行业现状及产品质量情况分析
温室新废岩棉、营养液对青菜生长和品质的影响
石膏板:下游地产需求减弱存量更新迎增长期
集中供暖分户热计量设计研究
新版《烟台市住宅工程质量分户验收指导手册》印发