王俊贤，李慧，姚钟莹，曹丽荣 ，任禄

（1.安徽省施工图审查有限公司，安徽 合肥 231299；2.国家建筑节能产品质量监督检验中心，安徽 合肥 230601；3.安徽省建筑设计研究总院股份有限公司，安徽 合肥 230041）

0 引言

自国家实施建筑节能以来，建筑围护结构热工性能提高，能耗降低，室内热环境改善。但对于层间楼板的保温隔声问题，虽国内声学研究机构曾进行过大量试验研究，成果颇丰；国家有关设计标准也早已有了规定，但因种种原因，实际应用不多。

随着国家绿色建筑、健康建筑的推进和实践，党和政府对人民生活福祉的关怀及人民对美好生活的向往，在改善人们居住条件的同时，进一步改善室内热环境，解决长期悬而未决的住宅楼面撞击噪声干扰的问题，被提到了议事日程。

1 楼面保温隔声概况

1.1 现状

建筑节能进入第三阶段，建筑热工要求提高，外保温层加厚，室内热环境获得进一步改善。但占每个住户围护体总面积约60%的上下层楼板，因无保温层而传递的冷、热量会明显影响用户的总能耗；而刚性的楼板又是各种恼人的撞击噪声（物体掉落，桌椅拖动，儿童跑跳，敲击物件……）的良好传声构件，对人们的生活、学习、工作产生干扰，甚至引起邻里间的矛盾。

1.2 楼面保温隔声措施

在楼板上满铺低导热系数的保温材料，热阻增加，冷热能量传递减少，用能下降。当保温材料具有弹性且与刚性护面层结合时，既节能降耗又可降低上层楼面的撞击噪声级，成为集保温与隔声为一体的楼面系统，此即是被学界一致推荐的可有效隔绝楼面撞击噪声的浮筑隔声系统。

1.3 提高浮筑楼面保温隔声性能的途径

楼面的热工性能可按《民用建筑热工设计规范》（GB50176）中的热工公式进行计算，保温层达到一定厚度，热工性能提高，降耗效果明显。

浮筑楼面隔声系统的撞击声改善量，可用经验公式估算：

ΔL=40lg f/f（f≥f）

式中：ΔL——浮筑楼面隔声系统撞击声隔声改善量，dB；

f——浮筑楼面防护层与保温隔声垫层系统的共振频率，Hz；

f——撞击噪声频率，Hz。

防护层与保温隔声垫层系统的共振频率f可用下式估算：

式中：E——保温隔声垫层（板）的弹性模量，MPa；

m——防护层的面密度，kg/m；

d——保温隔声垫层（板）的厚度，m。

由此可见，保温隔声垫层（板）的弹性模量一定时，增加垫层的厚度或防护层的面密度，共振频率降低；共振频率越低，撞击声隔声改善量越大。

王季卿先生曾在浮筑楼面隔声机理研究时指出，楼面隔声系统的防护层（包括饰面层）与建筑结构间存在刚性连结时（即存在“声桥”），撞击噪声波通过这些连结点（或面）向相邻房间传递，会明显降低系统的隔声性能，隔声量损失将达10～17dB。因此，浮筑楼面隔声系统的面层与结构构件间应避免出现竖向或侧向的“声桥”，见图1。

图1 浮筑楼面声桥传声示意图

2 保温隔声材料选择和构造

楼面保温隔声，应选择导热系数低，质轻而有弹性，能承受楼面荷载且变形小，同时满足防火低烟、环保低毒的材料。本省在编制地方标准《民用建筑楼面保温隔声工程技术规程》（DB34/T3468-2019）的过程中，通过调研、试点、比较，选择了生产工艺成熟、性能稳定、价格适中的石墨聚苯乙烯、橡塑、玻璃棉、改性聚丙烯等4种材料，其板材的性能指标见表1。

根据保温隔声原理，浮筑楼面构造中，用作保温层的隔声（垫）板应满铺，其上应设可承受楼面荷载的防护层，防护层与结构构件间应无声桥的存在。

3 楼面保温隔声性能实测和验证

为检验上述材料对保温和隔绝撞击噪声的有效性，我们进行了工程试点现场实测和实验室验证。

3.1 楼面构造

保温隔声系统构造层次（从上往下）为：40mm细石混凝土防护层（实验室时为50mm）+10mm或15mm保温隔声（垫）板+120mm钢筋混凝土楼板，无装饰面层，见图2。

4种常用保温隔声板的主要性能指标 表1

图2 浮筑楼面构造

3.2 热工测试

在试点工程中对15mm石墨聚苯乙烯板、玻璃棉板的浮筑楼面进行了热工性能实测，其传热系数K为1.4～1.5W/（m·K）。实测值与按《民用建筑热工设计规范》（GB50176）公式计算的结果相吻合（材料导热修正系数按表1取值）。且符合本省现行节能设计标准限值的规定，若计入装饰面层的热阻，K值还会有进一步的降低。

3.3 隔声测试

在工程试点时曾对其中10余个不同项目由多个检测机构进行了现场实测，不同材料的撞击声隔声频谱和空气声隔声频谱见图3。

图3 浮筑保温隔声楼面现场实测隔声频谱图

2019～2020年间，在合肥市绿色建筑和勘察设计协会、省内部分地方建设主管部门组织下，又对抽检自不同企业生产的材料在国家建筑节能产品质量监督检验中心进行了实验室验证，各种材料的撞击声隔声频谱见图4。各次检测时的主要设备为国产或进口的标准撞击器、实时频谱分析仪等。

图4 浮筑保温隔声楼面实验室验证撞击声压级频谱图

测量的数据按《建筑隔声评价标准》（GB/T 50121）及《声学建筑和建筑构件隔声测量》（GB/T 19889.7）规定的方法进行了分析、验算。各次检测的计权规范化撞击声压级Ln,w及计权标准化撞击声压级L’nT,w单值评价量（dB）见表2。

对表2数据分析可知：

①不论是实验室还是现场实测，当保温板厚度在10mm、15mm时，4种材料的撞击声隔声性能均可达到现行《民用建筑隔声设计规范》（GB50118）高隔声要求的65dB以下，而15mm石墨聚苯乙稀板、玻璃棉板及10mm改性聚丙烯板还可以达到《民用建筑隔声设计规范》（GB50118 2019）修订稿的60dB以下。与120mm裸板撞击声压级78dB相比，撞击声改善量达到了16dB至28dB。由此可以证明，上述4种材料对隔绝撞击声的有效性。根据撞击噪声级与主观感觉相关性调查显示，室内撞击噪声级65dB以下时，可使敲击声以外的一般噪声都听不到，椅子跌倒、孩子跑跳类噪声虽能听到但较弱，不会影响工作、学习，因此可使绝大多数人对室内声环境感到满意。

②从各次实测可见，4种材料中15mm玻璃棉板隔声性能达51dB为最好，比同厚的石墨聚苯乙烯板要高出8dB；而10mm改性聚丙烯板、橡塑板虽厚度较上述两种薄，也达到了59dB和62dB；如采用15mm，其隔声性能还会有提高。上述数据比江苏华实先生报道的采用30mm无机轻集料保温砂浆的浮筑隔声系统计权标准化撞击声压级的L’nT,w 68dB分别提高了6～17dB。进一步证明了弹性保温隔声材料在浮筑楼面隔声系统中的有效性。

③在实验室验证测试中，3个不同企业的10mm改性聚丙烯板的撞击隔声单值评价量，出现了5dB的差异，而其他材料虽也为不同企业产品，但数据比较接近（如石墨聚苯乙烯板3次数据相同，玻璃棉板3次及橡塑板3次数据仅差1dB）。分析原因，可能是改性聚丙烯板容重偏差较大（比推荐容重重了15～30%）所致，提示我们在设计时宜选用接近规程推荐容重的保温隔声板。

④在实验室测试中，同种材料相同厚度不同测试次数之间，撞击声压级单值评价量基本相同。如石墨聚苯乙稀板、玻璃棉板、橡塑板等，仅差1dB，频谱曲线走向基本一致。而现场检测时则存在一定差异，如15mm石墨聚苯乙烯板，3次测试差4dB；15mm玻璃棉板2次测试差3dB，橡塑板10mm时2次测试差7dB，12mm时2次测试差9dB，为最大，频谱曲线走向差异也较大。分析其原因，实验室室内外声环境比较稳定，施工操作与检测均熟练规范；而现场检测则受场地声环境影响较大（环境噪声，门窗隔声性能相差较大），加上不同的施工队伍、不同的检测单位，施工和操作熟练程度均存在较大的差别而引起的。设计选用时宜以实验室检测数据为参考值。

⑤从各次测试的隔声频谱图来看，实验室测试时，4种材料在250Hz以下低频撞击声的隔声效果略差，但由于人耳对低频噪声敏感度较差，故对整体隔声效果影响不大。但在试点项目测试中，橡塑板的4次现场测试均显示在500Hz以下时隔声性能特别优异，与实验室测试结果完全相反。其原因尚待进一步试验验证。

有关研究显示，当浮筑隔声楼面的保温隔声层、结构层、防护层、饰面层等厚度增加或保温隔声（垫）板下另加专用隔声垫时，楼面撞击声隔声性能还会有较大幅度的提高，可以满足对撞击声隔绝要求更高的一些特殊建筑（如琴房要求30dB）。

由于楼面增加了保温隔声层及细石混凝土层，楼面面密度提高，空气声隔声量明显增加，经多个项目实测均在50dB以上即是明证。它超过了住宅常用200mm隔墙的隔声量（45dB），已达到《民用建筑隔声设计规范》（GB50118）对高隔声要求的指标。

4种保温隔声（垫）板实验室和现场实测撞击声压级单值评价量（dB） 表2

4 结语

在住宅楼面中设置保温隔声层，改善室内热环境，同时可获得安静的声环境，是人们多年来对美好生活的向往，通过上述现场试点和实验室检测验证，可见：

①采用导热系数低有弹性且防火环保的单一保温隔声材料作为浮筑楼面隔声系统的主材，增加楼面热阻又降低恼人的撞击噪声级，构造合理，改善室内热、声环境是可行且十分有效的。这是改善人居环境，提升住宅居住品质的大好事，随着楼面保温隔声工程的全面实施，室内声环境必将会有全面的改观。

②从试点工程和实验室检测验证可见，石墨聚苯乙烯板、改性聚丙烯板、橡塑板和玻璃棉板等4种单一材料，厚度在15mm左右时可兼顾楼面保温和隔绝撞击噪声的双重需要（传热系数≤1.5W/m·K，隔声量≤60dB），这不仅适用于住宅建筑楼面保温隔声，也适用于公共建筑楼面保温隔声；在仅需解决楼面撞击噪声的绿色公共建筑中，采用10mm左右的隔声板即已够了（隔声量≤65B）。设计选材时，15mm玻璃棉板撞击声压级可取51dB，15mm石墨聚苯乙烯板可取59dB，10mm改性聚丙烯板可取59dB，10mm橡塑板可取62dB。在需要更高隔声要求（如撞击声压级要求低于60dB）时，可采用15mm以上的保温隔声板或10mm保温隔声板另加专用隔声垫（如微孔聚乙烯、橡塑垫板……）；如有可能，如旅馆客房，也可在面层上增铺柔软的地毯类材料。

③在浮筑保温隔声楼面的设计、施工中，应精心做好细部构造设计和节点处理，避免楼面面层（防护层及饰面层）与相邻结构构件间出现竖向或侧向声桥，是确保楼面撞击声隔声性能的关键。对防护面层采取有效的防开裂措施，确保防护层顺利交工验收，是施工中应予十分注意之点。

④研发新材料、新产品，提升产品质量、降低建设成本，探索多种浮筑构造形式（如预制装配式保温隔声一体板），是全省各地大规模实施住宅建筑楼面保温隔声工程的重要条件。

鸣谢：本文撰写过程中，得到了安徽省《民用建筑楼面保温隔声工程技术规程》编制组的各专业同仁、相关产品企业和检测机构的大力支持和帮助。