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建筑楼面高抗裂混凝土保温隔声系统构造分析

2024-04-08安徽省建筑科学研究设计院安徽合肥230031

安徽建筑 2024年3期
关键词:计权楼面隔声

樊 敏 (安徽省建筑科学研究设计院,安徽 合肥 230031)

1 引言

近年来,建筑节能和隔声要求越来越高,在建筑节能方面,强制性国标《建筑节能与可再生能源利用通用规范》(GB 55015-2021)中规定,新建居住建筑和公共建筑平均设计能耗水平应在2016 年执行的节能设计标准的基础上分别降低30%和20%,其中严寒、寒冷、夏热冬冷地区楼地面的传热系数强制执行1.20~1.80W/(m2·K);安徽省地方标准《居住建筑节能设计标准》(DB 34/1466-2019)要求居住建筑分户楼板的传热系数K≤1.50W/(m2·K)。

建筑隔声方面,安徽省地方标准《民用建筑楼面保温隔声工程技术规程》(DB34/T 3468-2019)规定,对于一般要求的建筑,其计权规范化撞击声压级≤70dB;对于高要求的建筑,其计权规范化撞击声压级≤60dB。根据国内住宅现场隔声测量调查,厚度在120~150mm的光裸混凝土楼板的计权标准化撞击声压级通常为80dB左右,仅靠光裸的混凝土楼板无法达到国家规定的隔声要求。

此外,目前市场上保温隔声楼面多采用保温板(垫)+细石混凝土(防护层内满铺钢丝网片)的构造,不仅施工复杂,细石混凝土的抗裂性能也相对较弱,容易受到湿度、温度等因素的影响,从而产生裂缝以及出现面层易开裂、平整度较差的状况。因此,随着目前绿色建筑、高品质住宅的进一步推行,楼地面保温隔声系统的开发与应用将成为未来建筑行业的发展趋势。

2 高抗裂混凝土楼面保温隔声系统主要材料及构造

2.1 系统主要材料的特点

系统的防护面层是高抗裂混凝土,其主要原材料是建筑石膏,再添加少量的普通硅酸盐水泥、矿物掺合料、外加剂等。该材料微膨胀、易找平,具有高流动性,可通过管道泵送直接施工,其强度等级不应低于G25。它不仅能提高整个系统的施工效率,而且表面平整度较好,可解决普通水泥砂浆或细石混凝土地坪平整度低、易开裂等缺陷。

定位保温板在系统中主要起保温隔声的作用,铺设于钢筋混凝土楼板结构层上,也用于固定地暖管。该板的导热系数≤0.035W/(m2·K)、尺寸稳定性≤2%,表面具有独特的卡槽结构,可增强与防护面层的结合力,使整个系统结合更加紧密、更具整体性,同时起到分散应力的作用。此外,板材设有卡口,板与板之间通过卡口达到无缝连接,且卡缝处提前做灰饼,增强板材的连接强度,不仅比一般的保温隔声层铺设速度快,其强度和整体性也优于普通的楼面保温隔声系统。

2.2 系统的构造及选用

该系统由楼板的结构层、保温隔声层、高抗裂混凝土防护层、装饰面层、竖向隔声片以及相应配套材料等组成。为了保证整个楼板系统的隔声效果,在铺设保温隔声层前应提前铺设竖向隔声片,设置在防护层、装饰面层与房间四周墙体、柱、剪力墙及穿越楼板竖向管道之间,用以阻断固体传声(声桥),且隔声片的厚度不应小于6mm。

此系统主要包括地暖系统和两个无地暖系统。无地暖系统一的保温隔声层主要由保温隔声垫、石膏泡沫混凝土构成。为了增强体系的整体性、融合性,高抗裂混凝土防护面层下喷涂1~2 道特种界面剂,构造示意见图1(a)。无地暖系统二和地暖系统的构造基本一致,保温隔声层均采用定位保温板,唯一区别是地暖系统设置地暖管,管道固定于定位保温板的卡槽内且不应凸出卡槽,其构造示意见图1(b)。三个系统的面层不小于20mm 即可满足相关标准的要求,其厚度明显优于普通楼面40~60mm 的细石混凝土防护面层,且无需在面层中增设一层φ4@100×100 的钢丝网片,减少了施工的程序和难度,同时也一定程度上减少了楼面的荷载、增加了室内的净高。

图1 楼面保温隔声系统构造示意图

该系统作为一种新型的楼面保温隔声系统,适用于有保温隔声要求的新建、改建、扩建的民用建筑楼面,其主要材料在生产和应用环节中遵循固废利用、资源节约的原则。不仅满足地坪饰面材料的强度(抗压强度≥20MPa),同时也有良好的保温隔声性能。通过试验检测和PKPM 节能计算结果显示,采用10mm保温隔声垫或16mm 定位保温板,楼板系统传热系数为1.47W/(m2·K)或1.43W/(m2·K),计权标准化撞击声压级实际检测结果为60dB 或66dB,优于安徽省《民用建筑楼面保温隔声工程技术规程》(DB34/T 3468-2019)一般要求的建筑<70dB。当采用12mm 的保温隔声垫厚度或20mm 的定位保温板,系统计权标准化撞击声压级均<60dB,满足《民用建筑楼面保温隔声工程技术规程》(DB 34/T 3468-2019)中高要求的建筑,图2 为系统采用不同厚度定位板的构造选用图,设计师可根据标准要求和设计需求直接选用。

图2 楼面保温隔声构造选用图(系统采用定位板)

图3 体系性能特点

3 高抗裂混凝土楼面保温隔声系统的优点

3.1 绿色建材、节能减碳

高抗裂混凝土楼面保温隔声系统中,高抗裂混凝土和石膏泡沫混凝土的主要材料均为工业副产品建筑石膏。石膏建材是一种节能节材、可回收利用、性价比优越的绿色建材,具有优良的耐火性、吸水率低、可调节室内湿度等优点,生产和应用的过程中也不污染环境。使用石膏建材不仅循环利用了工业“废料”,变废为宝,降低了工程材料的造价,同时也符合国家节能减碳的发展路径。据研究表明,每使用1t 石膏产品代替水泥产品,可减少消耗标煤95.2kg,减少排放二氧化碳491.2kg。

3.2 隔音性能优越

在实际工程应用中,经现场测量,高抗裂混凝土楼面保温隔声系统计权标准化撞击声压级大部分在60dB 左右或以下,不仅优于国家标准,且达到了安徽省地方标准《民用建筑楼面保温隔声工程技术规程》(DB 34/T 3468-2019)对于高要求建筑的规定。其计权规范化撞击声压级≤60dB,该系统具有良好的隔声性能,可以减少噪音对人们日常生活的干扰,为人们提供更舒适、安静的生活空间。

3.3 不开裂、易找平

高抗裂混凝土面层不仅有防护作用,也满足地坪强度及平整度的要求,其尺寸变化率小,在-0.05%~+0.05%之间,所以系统的后期稳定性好,大大降低开裂、空鼓等问题。系统的构造做法也有其独特的优点,在采用保温隔声垫的保温隔声系统中(无地暖系统一),将石膏泡沫混凝土浇筑在保温隔声垫上,然后喷涂1~2 道特种界面剂,再浇筑高抗裂混凝土防护层。特种界面剂不仅可填补石膏泡沫混凝土产生的微小空隙,同时可增强与高抗裂混凝土的粘结力,使整个系统更加稳定、耐用。当采用定位保温板的保温隔声系统时(无地暖系统二和地暖系统),定位保温板上的卡槽可增大板材与高抗裂混凝土的接触面积,提高板材与防护层之间的粘结力,使整个系统更坚固、稳定。

防护面层也采取了防抗裂的措施,根据房间尺寸、形状等需设置伸缩缝或切缝,缝的间距不宜大于4.5m×4.5m,房间阳角处、门洞口两侧、保温隔声楼板与非保温隔声楼板交界处也应设缝。为了阻断声桥、增强隔声效果,伸缩缝内填嵌竖向隔声片。此外,传统的细石混凝土面层不仅厚度大、弹性大,干缩性也较大,易产生开裂的情况,而高抗裂混凝土防护层的平整度较好,地坪系统不开裂,后期无维修成本。

3.4 施工便捷

该系统跟普通的楼面保温隔声系统相比,施工较简单,基层处理后,铺贴竖向隔声片,再铺设定位保温板,最后浇筑高抗裂混凝土进行养护即可,施工流程见图4。系统中的石膏泡沫混凝土和高抗裂混凝土可现场加水搅拌后采用管道泵送直接浇筑,其流动性比较强,施工简便、高效。高抗裂混凝土面层的养护也非常简单,打开窗户,自然通风即可。面层施工3 天后能达到上人的强度就可以进行下一道工序,而普通细石混凝土的养护大约在7 天左右,这大大缩短了养护的时间。据统计,高抗裂混凝土楼面保温隔声系统可提高50%左右的施工效率,大量节省人力、时间及管理成本,综合成本明显降低。

图4 无地暖系统的施工工艺流程示意图(定位保温板)

图5 安庆市望江县书香名邸住宅小区

4 应用效果分析

高抗裂混凝土楼面保温隔声系统在上海市应用的较早、较广泛,如嘉定工业区置换居、宝山区美罗家园居住社区等,据初步统计,大概有400 多万m2。在应用过程中,整个系统也在不断的改进和优化,目前已经比较完善且形成了相应的地方技术规程和标准。

安徽省不仅出版了工程建设标准《建筑楼面高抗裂混凝土保温隔声系统构造》(皖2023JZ326),也有已完成两年左右的工程案例。如安庆市望江县书香名邸住宅小区项目,总建筑面积约为16万m2,采用10mm 的隔声保温垫+25mm石膏泡沫混凝土,现场检测其计权标准化撞击声压级为59dB,远远优于一般要求的建筑<70dB 的规定,节省施工工期30 天左右。安徽蚌埠某工厂综合办公楼项目,采用20mm 定位保温板的地暖系统,现场检测其计权标准化撞击声压级为58dB,该项目节省施工工期10 天左右,节约成本约40 万。据现场观察和相关实验检测,两个项目的楼面光滑平整、比较美观,系统强度也较高,后期未出现开裂的现象,且均具有良好的保温隔声效果,符合国家和安徽现行有关标准的规定,可以满足用户在自己空间自由活动的同时又不受上下层用户活动的影响,用户反映普遍比较满意。

5 结语

高抗裂混凝土楼面保温隔声系统具有微膨胀、不开裂、精准找平、施工便捷、绿色环保等优点,能有效提高楼地面的保温隔声效果,同时改善室内舒适度,对提高建筑工程室内的质量具有积极的意义。并且系统的主要原材料为工业副产石膏,推动了工业副产石膏的资源化利用,变废为宝,符合我国节约集约利用资源、促进工业副产石膏综合利用和建材行业的绿色、可持续发展的政策导向,为“双碳”助力,具有较高的经济效益、环境效益和社会效益。

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