石膏板系统的声学特性(续)
影响石膏板墙隔声的因素
1、石膏板
实验发现,面密度越大同时越薄的墙板隔声性能越好,密度越大隔声量越大、越薄,则在中高频出现的吻合谷越往高的频率偏移,这是质量定律与吻合效应共同作用的结果。有的石膏板生产商经常宣扬自己的石膏板最轻,其实这是误导消费者,密度低除了降低握钉力外,对隔声、防火也没有任何好处,石膏板绝非越轻越好,有其最低限度。清华大学建筑物理环境检测中心的大量实验结果表明:
(1)叠加后的双层石膏板在相同结构下隔声高于同样厚度的单层板。如75龙骨双面单层25mm厚内填岩棉的纸面石膏板墙的吻合谷在2500Hz,计权隔声量仅为47dB,而75龙骨双面双层12mm厚内填岩棉的纸面石膏板墙的吻合谷在3150Hz,吻合效应影响变弱,计权隔声量可达52dB。
(2)使用不同厚度的板材复合,或使用不同材料的板材复合可以将共振和吻合频率错开,有利于提高隔声量。例如:使用10mm的水泥板与12mm纸面石膏板复合的双面双层填岩棉的墙体计权隔声量比两层石膏板墙隔声量高2dB。
(3)增加板厚度未必能提高隔声量,要视不同情况而定。15mm的石膏板在低频段的隔声优于12mm板(15mm厚的纸面石膏板墙的共振频率基本低于100Hz,在听觉敏感范围以外),故在以低频噪声为主的区域选择15mm厚的板为宜。但在2000Hz以上产生的吻合效应却更为剧烈,隔声量反而下降,故在以此频段为主的噪声区域以选择12mm板为宜。
(4)增加石膏板的层数可以提高隔声量,但增幅会降低,而在龙骨空腔内填充岩棉等吸声材料,则效果要明显的多。
2、轻钢龙骨(以下简称“龙骨)
龙骨弹性越好,石膏板墙不但在低频段隔声量有显著提高,而且也减弱了吻合效应,其计权隔声量越大。如果采用Z型减振龙骨,计权隔声量可以提高1~3dB。在龙骨上采用S型的减振条(龙骨),计权隔声量也可以提高1~2dB。龙骨越宽,则空腔越大,隔声性能越好,100厚龙骨比75厚龙骨计权隔声量提高1dB左右,但只依靠增加龙骨宽度提高隔声量的效果并不明显。通过改变龙骨的安装方式,也可以获得隔声量的提高:
(1)错列竖龙骨
竖龙骨共用一条更大尺寸的天地龙骨,竖龙骨间隔固定在天地龙骨的一边,两边石膏板不同时固定在一根竖龙骨上,可以提高1~3dB隔声量但此结构从力学角度来说不合理,建议只在局部使用。
(2)双层龙骨结构
天地龙骨和竖龙骨分别做两层,中间没有任何连接,板固定在各自的龙骨上,理论上可以比普通龙骨隔墙提高7~8dB隔声量。如果两层龙骨间刚性连接在一起,则会降低隔声量,因此尽量避免使用这种结构。
一般来说,错列龙骨隔墙隔声优于普通龙骨隔墙,双层龙骨隔墙隔声优于错列龙骨隔墙。
(3)增加减振条(龙骨)
在普通竖龙骨上加减振龙骨,将石膏板固定在减振龙骨上或在石膏板与龙骨之间加弹性垫条均可提高隔声量约1~3 dB。
3、填充岩棉
石膏板墙内填岩棉可显著提高隔声量,岩棉厚度和容重越大(一般不超过120 kg/m3),吸声效果越好。岩棉本身为吸声材料,其通过吸声作用而提高隔声量。特别注意的是在龙骨空腔中填满岩棉时会形成声桥,墙体的隔声性能将下降1~3dB。一般100kg/m3、50mm厚的岩棉可提高隔声量5~7dB,更厚或更大的密度并不明显增加隔声量,但过于松软时会降低隔声量。
4、弹性垫条
在龙骨与墙体或天花板直接刚性连接时就会产生声桥,因此在与墙、顶连接的龙骨四周加上弹性胶条,以减弱声桥、增加密封性来提高隔声量。
5、施工因素
(1)螺钉与板边距离约15mm,板周边钉距不大于200mm,中间部分螺丝钉间距300mm为宜,实验表明此时隔声最好,比200mm钉距提高0.5dB
(2)天地龙骨与地面、屋顶之间,竖龙骨与其他墙体之间连接处一定要加弹性胶条(见图1)
(3)相邻房间的接线盒尽可错位安装,且每个线盒要做好密封,以避免缝隙漏声而大大降低隔声量(见图2)
(4)一定处理好穿墙管道的密封
(见图3)
(5)每侧两层石膏板一定要错缝安装,且外层石膏板之间一定要做好接缝处理
(6)为减少侧向传声以保证隔声效果,隔墙一定做到结构层,而不是只做到吊顶面
(7)岩棉安装时,尽量不使棉体两边不同时接触板材,防止形成声桥,同时用岩棉钉固定好,以防长时间后塌落而降低隔声量,塌落严重时可能引起3~5dB隔声量的下降