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英标解读-钢结构隔声设计规范

英国建筑法规批准文件附件E规定了住宅之间墙壁和地板的最低声学标准(分隔墙壁和地板)。该条例允许两种方法来证明合规性:竣工前的现场声学测试;或使用已明确的构造节点(RDs)。这些设计节点已经过测试制度,以证明超出了E部的要求。这些设计大纲所涵盖的钢框架结构细节有限。

然而,对于钢框架住宅建筑,一般需要进行一些竣工前的现场测试。对于低层至中高层建筑,可采用热轧钢框架或轻钢框架来构成承重墙和楼板。对于高层建筑,热轧钢框架与轻钢螺柱墙一起使用,以创建住宅之间的分隔墙,住宅内部的分隔墙和外部填充墙。在模块化建筑中,热轧结构钢组件可以与承重轻钢框架相结合。

该出版物提供了钢框架建筑的声学细节,包括一系列的地板和墙壁结构。该指南基于石膏板、轻钢框架、声学系统和相关产品的制造商和供应商发布的声学测试结果和信息。它的制作为设计师、开发商和建筑师提供了信心,他们的项目将满足隔音要求,提供的指导是遵循的。

钢结构在住宅开发中应用广泛。轻型钢框架和热轧钢框架都是主要的结构材料。声学性能在此类应用中很重要,本出版物展示了各种形式的钢结构的声学解决方案。它为建筑师、设计师和其他建筑专业人员提供详细的建议,以实现所需的声学性能。

介绍了隔音的一般原则、现代住宅建筑的法规要求和使用钢结构技术的通用声学解决方案。声学解决方案包括适用于住宅之间(以及住宅用房之间)墙壁和地板的结构,适用于住宅内部墙壁和地板的结构,以及适用于墙壁和地板之间的连接细节的结构。它解释了如何将建筑元素融入分隔的墙壁和地板中。对于本出版物中包含的每一堵隔离墙或地板,都给出了预期的声学性能。对于墙壁和地板,提供预期的空气中隔声值;对于地板,也提供了冲击声特性。附录B提供了用热轧钢框架支撑的楼层之间的连接细节。

建筑的楼层和墙壁的构造细节是其声学性能的关键,即声音从建筑的一个部分传递到另一个部分。本出版物的目的是描述不同形式的楼板和墙体结构,可用于钢框架建筑,以达到当前法规要求的声学性能水平。本出版物中提供的细节是为了表明墙壁和地板的一般组成,而不是确切的规格。对于详细的规格和更准确的预期声学性能,应参考制造商文献、系统供应商和/或声学顾问。虽然已经给出了一些关于止火点、空腔屏障等位置的指导,但应寻求有关其规定的具体指导。在第2节和第3节中,介绍了墙壁和楼板结构以及预期的声学性能范围。所示的所有墙壁和地板的预期声学性能范围是通过结合已发表的文献和现场声学测试的结果得出的。本出版物更新并扩展了先前SCI出版物P128[1], P320[2], P321[3], P322[4]和P336[5]中给出的指南。本出版物的范围涵盖适用于住宅建筑的所有形式的钢结构。

声音物体在空气中振动就会产生声音。这种运动引起空气颗粒振动,产生快速的压力波动,耳朵可以检测到。人类感知声音的方式决定着声音被测量和描述的方式。人类可以探测到的两个重要的声音特征是:音量或响度音调或频率。声级和隔音(即衰减)值用分贝(dB)表示,而音调或频率用赫兹(Hz)表示。就声级而言,分贝值代表声音的音量;就隔声值而言,分贝值衡量的是由于隔离结构而使声音从一个房间传到另一个房间所减少的量。一些典型的声级和隔声值如图1.1所示。

墙壁或地板的隔音性能随频率而变化,由于大多数声音是几种不同频率的混合物,一个特定的结构可能会使声音中的某些频率比其他频率更有效地衰减。低音调的声音(即低频)通常比高音调的声音(即高频)衰减得更小。因此,墙壁和地板的减声特性是在多个不同的频率在整个听力范围内测量。测量的正常频率范围如图1.2所示。

空气隔声

空气隔声对墙壁和地板都很重要。通过在一个房间(源房间)中产生特定频率的稳定声音,并将其与另一个相邻房间(接收房间)的声音进行比较,可以测量房间之间的空气传播隔音性能。这些测量是在许多不同的频率下进行的。这两个声级之间的差称为声级差d。这个声级差受接收室内吸声量的影响。当声波到达一个物体表面时,它会被物体表面部分反射回室内,并继续以新的方向传播,而声波也会被物体表面部分吸收。一个房间的吸声效果可以通过测量混响时间t来估算。混响时间是混响噪声衰减60 dB所花费的时间。在一个混响时间较长的房间里发出的声音比在一个混响时间较短的房间里发出的声音听起来更大。为了比较不同建筑物中空气传播的隔声测量值,可以将声级差调整到0.5秒的标准混响时间。这就给出了标准级别的差异DnT。独立的建筑元素,如隔墙,门或窗户可以在声学实验室进行测试。这些实验室由两个大规模建造的相邻房间组成,它们被隔离以防止两侧传输(见1.3节),并通过包含建筑元件测试面板的孔连接。测量两个房间之间的水平差,并将结果调整为独立于面板的面积和房间的吸声效果。由此得到的值就是减声指数r。

冲击隔声

冲击隔声一般只与地板有关。一个标准的冲击声源(由自动锤组成的攻丝机)被用来以标准的速度反复敲击地板。在接收室内(楼下)产生的声音被测量,这个值被称为冲击声压级l。在建筑物中的测量可以标准化为0.5秒的混响时间。这给出了标准的冲击声压级L nT,这是一个现场测量。实验室中对面积和吸收进行归一化测试得到归一化冲击声压级Ln。这种测试方法的意思是,冲击隔声效果越好,L nT或Ln的值越低。


在一个房间与另一个房间分隔的情况下,声音可以通过两种途径传播:直接通过称为直接传播的分离结构传播,通过相邻的建筑单元环绕分离结构传播,称为侧翼传播。这些路由如图1.4所示。两个通道的隔声性能由以下三个特性控制:

质量

隔离

密封。

直接透射取决于隔离墙或地板的性质,可以从实验室测量中估计出来。由于受建筑构件之间连接的细节和现场施工质量的影响,侧翼的传递更加难以预测。值得注意的是,在某些情况下,如隔墙的隔音标准很高,但侧壁的建造标准较低,并且房间之间是连续的,侧壁传播比直接传播可以解释更多的声音通道。因此,重要的是,分离元素之间的连接是详细的,并建立正确的,以最大限度地减少侧翼声音传输(见章节1.5和4)。

质量

空气中的声音通过一堵实心墙或一层单层隔板的传播将遵循所谓的质量定律。这条定律可以用多种方式表示。原则上,该定律表明,每增加一倍质量,固体单元的隔音性能将增加约5分贝。质量定律适用于10kg /m2到1000kg /m2之间。

隔离

由于空腔的存在,轻质框架结构实现了比质量定律所建议的更好的空气隔音标准,因此在结构的各个层之间有一定程度的隔离。它已经被证明,在一个双层皮肤分区内的单个元素的隔音倾向于结合在一起在一个简单的累积线性关系。因此,双层隔墙的整体性能一般可以通过简单地将其组成元素的隔音等级相加来确定。这样,两个相对轻的25到30分贝的隔音隔板可以结合起来,得到一个50到60分贝的隔音隔板,而仅根据质量定律只能得到5分贝的改善。这是许多轻量级分区系统的基础,图1.5进一步说明了这一点。

密封

在地板和隔墙周围提供足够的密封是很重要的,因为即使是一个很小的间隙也会导致声学性能的显著恶化。墙壁之间和墙壁与天花板之间的连接处应用胶带密封或用密封胶填缝。如果墙体与异形金属甲板或类似的构件相连,则可能需要矿棉填料和声学密封胶。在墙壁边缘有移动接头的地方,可能需要特别的细节;应向制造商征求建议。理想情况下,墙体衬里(如石膏板,见第2.2节)不应被服务渗透。这对于分隔住宅之间的墙壁特别重要。如果服务渗透确实发生在敏感位置,应特别注意详细说明这些情况的方式(见第5.2节)。

住宅建筑的声学要求通常在国家建筑法规和相关的指导文件中给出。对于英格兰和威尔士,声学性能要求在建筑法规2000[8]的E部分和批准文件E[9]中给出。在苏格兰和北爱尔兰也有类似的文件。

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作者: ganggouren

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