淺談XPE材料的應用——以泰南路58號項目為例
淺談XPE材料的應用——以泰南路58號項目為例
引言
噪音是指環(huán)境音量超過(guò)國家規定的環(huán)境噪音排放標準量，干擾他人正常工作、學(xué)習和生活的聲音。噪音的強度可以用聲級表示，單位為分貝dB。噪音級在30-40分貝是比較安靜正常的環(huán)境；40-60分貝的范圍內可正常工作、學(xué)習和生活；70分貝以上干擾談話(huà)，造成心煩意亂；而長(cháng)期工作或生活在90分貝以上的噪音環(huán)節，會(huì )嚴重影響聽(tīng)力，甚至引發(fā)多種疾病。在日常生活中，如汽車(chē)產(chǎn)生的噪音在80-100分貝，飛機的噪音在130分貝左右，170分貝以上環(huán)境音量可至人死亡(見(jiàn)圖1）1。室內常見(jiàn)的音量強度為40-60分貝，一般普通室內談話(huà)對房間內噪音有較高要求的為20至40分貝。
城市建設的進(jìn)一步加快，不可避免地加劇了噪音污染的程度，在人們日常辦公和生活中，如何阻斷和減小噪音對人類(lèi)日常和工作的影響，已經(jīng)成為了當下比較熱門(mén)的話(huà)題。
一、 項目概況
泰南路58號項目對噪聲控制存在著(zhù)嚴苛要求，而項目所處的內外部現實(shí)環(huán)境，給項目實(shí)施帶來(lái)了極大的挑戰。
項目位于城市建成區（見(jiàn)圖2），臨近城市次干道以及市政支路交叉口，周邊存在著(zhù)居民眾多、車(chē)流量大、臨近軌交施工站點(diǎn)等情況，項目外部噪聲源不可控。建成后的項目總建筑面積約9000平方米，需滿(mǎn)足日均百余人的駐場(chǎng)工作和生活，從而建筑物內配套的管道、設備等的滿(mǎn)載運行同樣對室內噪聲控制帶來(lái)了挑戰。
1.吸音降噪裝飾材料的選擇
XPE輕質(zhì)軟包材料是一種具有吸音及防撞雙重功能的新型材料，其由超柔軟改性聚氨酯發(fā)泡材料外敷SGS阻燃PVC皮革與發(fā)泡材料，用環(huán)保型復合膠貼合而成（見(jiàn)圖3）。經(jīng)過(guò)市場(chǎng)前期調研、向專(zhuān)業(yè)人士咨詢(xún)以及對蘇州類(lèi)似項目的走訪(fǎng)考察中都未發(fā)現此種材料的應用，表明該材料在蘇州市場(chǎng)為首次使用。
根據前期的方案設計策劃和選型選樣討論，擬從窗扇、門(mén)扇、墻面的處理及室內噪音源控制四方面，通過(guò)合理運用XPE這類(lèi)吸音、隔音材料來(lái)減少噪音的產(chǎn)生。
2.室內吸聲降噪措施做法
根據使用單位的要求以及對噪聲的類(lèi)型、成因以及原室內界面材料平均吸聲系數的分析，初步確定有效吸聲降噪量、混響時(shí)間和室內平均吸聲系數，并以此為依據，確定吸聲處理的范圍。需要注意的是，吸聲降噪的效果，并不是隨吸聲處理面積成正比增加，所以，必須合理地確定吸聲處理面積和位置，以避免浪費2。例如針對本項目?jì)仍肼暳看?、空間容積小的吸聲降噪設計，要求對吊頂內設備、墻面同時(shí)做吸聲處理，而一些面積較大、高度有限的空間，則只做吊頂吸聲處理就可以了3。
2.1窗扇處理
窗扇是房間噪音來(lái)源最為突出的部分，噪音屬機械波，而機械波的傳播需要介質(zhì)，普通窗戶(hù)能隔絕空氣介質(zhì)傳播的能力有限，所以通常會(huì )采用雙層真空隔音玻璃構造，雙層玻璃的中間為真空環(huán)境，里面已經(jīng)沒(méi)有了傳播介質(zhì)，但內外兩片玻璃因共振而導致共鳴，噪音還是會(huì )經(jīng)過(guò)衰減而穿透，僅能阻擋32分貝的噪音。
為加強隔音效果，在原先雙層真空隔音玻璃窗扇內側新增加一道XPE輕質(zhì)材料軟包隔板窗扇。隔板窗扇共有三層架構，分別為阻燃板及聚氨酯發(fā)泡材料和阻燃PVC皮革，阻燃板可起到隔音的作用，發(fā)泡材料中有較多纖維孔隙又可以很好的吸收聲波（見(jiàn)圖4），經(jīng)施工現場(chǎng)測算可以有效隔絕噪音，較普通窗扇提高了46%的隔音性能。
2.2門(mén)扇處理
門(mén)扇通常是隔音效果最差的一個(gè)環(huán)節。鋼質(zhì)門(mén)本身雖有良好的隔音性能，但因門(mén)扇和門(mén)框之間的間隙存在，其隔音最多不超過(guò)30分貝。為解決這一問(wèn)題，滿(mǎn)足使用需求，在節約投資的前提下，項目參建單位自主研發(fā)了一種XPE軟包材料的鋼質(zhì)隔音、防撞門(mén)（見(jiàn)圖5）。改進(jìn)后的鋼質(zhì)門(mén)板用冷軋鋼板滾壓成型，外敷30mm厚高硬度海綿和皮革，門(mén)框配備阻燃隔音的密封條，較普通鋼制門(mén)提高了50%的隔音性能，在節約成本的同時(shí)又達到了預期的防噪效果。
2.3墻面處理
為最大化的保證噪聲控制效果，在處理完窗扇和門(mén)扇之后，著(zhù)手墻面的隔音、吸音處理。
一般建筑承重墻采用鋼筋混凝土或實(shí)心磚砌體結構，本身就有較好的隔音效果，噪音污染多出在隔墻采用的輕型空心磚或灰膠紙板，其隔音只有25至30分貝之間。通過(guò)已有聲學(xué)數據研究得知，在辦公環(huán)境中，聲音在2.2m以下時(shí)會(huì )造成聲源反射，2.2米以上時(shí)聲源才會(huì )被吸收。因此在2.2m以上安裝吸音板，對聲源進(jìn)行吸收。在2.2m以下在保留原有墻壁的基礎上，增加一堵隔音墻，隔音墻做法為鋼制輕鋼龍骨基層，并在其中填塞防火巖棉，防火巖棉有較多的纖維空間，所以有隔音以及吸收聲波的雙重效果。在填塞完成之后，我們再進(jìn)行防火阻燃板封板，用XPE軟包材料敷設，構成一堵內中塞有防火巖棉、阻燃板隔絕，外部貼有XPE軟包材料的隔音墻，使2.2m以下的噪音聲源能夠被吸音材料較好隔絕和吸收衰減（見(jiàn)圖6）。經(jīng)現場(chǎng)數據測量，這一應用能有效衰減噪音，較普通輕型隔墻提高了57%的隔音性能。
2.4吊頂內噪音源處理
在阻隔減弱室外噪音對室內的影響后，我們從室內吊頂內噪音源出發(fā)，著(zhù)手解決空調器及風(fēng)機盤(pán)管等設備運轉及設備振動(dòng)所產(chǎn)生的機械噪聲問(wèn)題。對房間吊頂內的剛性支架作出改進(jìn)，在原主管剛性支架上加裝彈簧減振器以及抗震支架，通過(guò)減少設備管道的共振來(lái)降低噪音的產(chǎn)生。另外，對吊頂內管道處理作出改進(jìn)，使用套管包裹過(guò)墻水管，使用防火泥填封空隙，隔絕冷凝水管產(chǎn)生的噪音（見(jiàn)圖7）。經(jīng)現場(chǎng)測量，上述改進(jìn)，一定程度上減少了設備運轉及管道運行造成的噪音污染，在空調工作的情況下，室內噪音降至設計的最低要求的35分貝以?xún)取?
二、 取得成果
經(jīng)專(zhuān)業(yè)的噪音設備監測，上述4方面噪音控制措施前后的噪音值分時(shí)段數值對比情況見(jiàn)表1。
從表中可以看出，在沒(méi)有采取降噪措施的前提下，早七點(diǎn)到九點(diǎn)的早高峰和下午五點(diǎn)到七點(diǎn)的晚高峰測得的噪音分貝都突破了50分貝。在采取噪音控制措施后，噪音值同比降低了50%左右，表明現場(chǎng)所采用的噪音控制措施是切實(shí)可行的，XPE新型輕質(zhì)軟包材料有效降低了噪音?，F該項目已經(jīng)交付使用半年有余，現場(chǎng)反饋效果良好，涉及到噪音控制的相關(guān)工作滿(mǎn)足了使用方的要求，證實(shí)了XPE新型輕質(zhì)軟包材料在降噪方面效果顯著(zhù)，為今后其他類(lèi)似項目在方案設計、材料選擇、技術(shù)運用等方面提供借鑒和經(jīng)驗。
參 考 文 獻:
[1]馬少妝,梁玉玲,姚婷. 淺談城市噪音污染對健康的危害與治理[J]. 廣東科技,2010,19(10):57-58.
[2]李文東,王琨玲. 室內吸聲降噪設計初探[J]. 甘肅科技縱橫,2005,(05):23.
[3]許毅.淺談教室吸音原理與降噪材料的應用[J].廣東建材,2009,25(08):318-320.
噪音是指環(huán)境音量超過(guò)國家規定的環(huán)境噪音排放標準量，干擾他人正常工作、學(xué)習和生活的聲音。噪音的強度可以用聲級表示，單位為分貝dB。噪音級在30-40分貝是比較安靜正常的環(huán)境；40-60分貝的范圍內可正常工作、學(xué)習和生活；70分貝以上干擾談話(huà)，造成心煩意亂；而長(cháng)期工作或生活在90分貝以上的噪音環(huán)節，會(huì )嚴重影響聽(tīng)力，甚至引發(fā)多種疾病。在日常生活中，如汽車(chē)產(chǎn)生的噪音在80-100分貝，飛機的噪音在130分貝左右，170分貝以上環(huán)境音量可至人死亡(見(jiàn)圖1）1。室內常見(jiàn)的音量強度為40-60分貝，一般普通室內談話(huà)對房間內噪音有較高要求的為20至40分貝。
城市建設的進(jìn)一步加快，不可避免地加劇了噪音污染的程度，在人們日常辦公和生活中，如何阻斷和減小噪音對人類(lèi)日常和工作的影響，已經(jīng)成為了當下比較熱門(mén)的話(huà)題。
一、 項目概況
泰南路58號項目對噪聲控制存在著(zhù)嚴苛要求，而項目所處的內外部現實(shí)環(huán)境，給項目實(shí)施帶來(lái)了極大的挑戰。
項目位于城市建成區（見(jiàn)圖2），臨近城市次干道以及市政支路交叉口，周邊存在著(zhù)居民眾多、車(chē)流量大、臨近軌交施工站點(diǎn)等情況，項目外部噪聲源不可控。建成后的項目總建筑面積約9000平方米，需滿(mǎn)足日均百余人的駐場(chǎng)工作和生活，從而建筑物內配套的管道、設備等的滿(mǎn)載運行同樣對室內噪聲控制帶來(lái)了挑戰。
1.吸音降噪裝飾材料的選擇
XPE輕質(zhì)軟包材料是一種具有吸音及防撞雙重功能的新型材料，其由超柔軟改性聚氨酯發(fā)泡材料外敷SGS阻燃PVC皮革與發(fā)泡材料，用環(huán)保型復合膠貼合而成（見(jiàn)圖3）。經(jīng)過(guò)市場(chǎng)前期調研、向專(zhuān)業(yè)人士咨詢(xún)以及對蘇州類(lèi)似項目的走訪(fǎng)考察中都未發(fā)現此種材料的應用，表明該材料在蘇州市場(chǎng)為首次使用。
根據前期的方案設計策劃和選型選樣討論，擬從窗扇、門(mén)扇、墻面的處理及室內噪音源控制四方面，通過(guò)合理運用XPE這類(lèi)吸音、隔音材料來(lái)減少噪音的產(chǎn)生。
2.室內吸聲降噪措施做法
根據使用單位的要求以及對噪聲的類(lèi)型、成因以及原室內界面材料平均吸聲系數的分析，初步確定有效吸聲降噪量、混響時(shí)間和室內平均吸聲系數，并以此為依據，確定吸聲處理的范圍。需要注意的是，吸聲降噪的效果，并不是隨吸聲處理面積成正比增加，所以，必須合理地確定吸聲處理面積和位置，以避免浪費2。例如針對本項目?jì)仍肼暳看?、空間容積小的吸聲降噪設計，要求對吊頂內設備、墻面同時(shí)做吸聲處理，而一些面積較大、高度有限的空間，則只做吊頂吸聲處理就可以了3。
2.1窗扇處理
窗扇是房間噪音來(lái)源最為突出的部分，噪音屬機械波，而機械波的傳播需要介質(zhì)，普通窗戶(hù)能隔絕空氣介質(zhì)傳播的能力有限，所以通常會(huì )采用雙層真空隔音玻璃構造，雙層玻璃的中間為真空環(huán)境，里面已經(jīng)沒(méi)有了傳播介質(zhì)，但內外兩片玻璃因共振而導致共鳴，噪音還是會(huì )經(jīng)過(guò)衰減而穿透，僅能阻擋32分貝的噪音。
為加強隔音效果，在原先雙層真空隔音玻璃窗扇內側新增加一道XPE輕質(zhì)材料軟包隔板窗扇。隔板窗扇共有三層架構，分別為阻燃板及聚氨酯發(fā)泡材料和阻燃PVC皮革，阻燃板可起到隔音的作用，發(fā)泡材料中有較多纖維孔隙又可以很好的吸收聲波（見(jiàn)圖4），經(jīng)施工現場(chǎng)測算可以有效隔絕噪音，較普通窗扇提高了46%的隔音性能。
2.2門(mén)扇處理
門(mén)扇通常是隔音效果最差的一個(gè)環(huán)節。鋼質(zhì)門(mén)本身雖有良好的隔音性能，但因門(mén)扇和門(mén)框之間的間隙存在，其隔音最多不超過(guò)30分貝。為解決這一問(wèn)題，滿(mǎn)足使用需求，在節約投資的前提下，項目參建單位自主研發(fā)了一種XPE軟包材料的鋼質(zhì)隔音、防撞門(mén)（見(jiàn)圖5）。改進(jìn)后的鋼質(zhì)門(mén)板用冷軋鋼板滾壓成型，外敷30mm厚高硬度海綿和皮革，門(mén)框配備阻燃隔音的密封條，較普通鋼制門(mén)提高了50%的隔音性能，在節約成本的同時(shí)又達到了預期的防噪效果。
2.3墻面處理
為最大化的保證噪聲控制效果，在處理完窗扇和門(mén)扇之后，著(zhù)手墻面的隔音、吸音處理。
一般建筑承重墻采用鋼筋混凝土或實(shí)心磚砌體結構，本身就有較好的隔音效果，噪音污染多出在隔墻采用的輕型空心磚或灰膠紙板，其隔音只有25至30分貝之間。通過(guò)已有聲學(xué)數據研究得知，在辦公環(huán)境中，聲音在2.2m以下時(shí)會(huì )造成聲源反射，2.2米以上時(shí)聲源才會(huì )被吸收。因此在2.2m以上安裝吸音板，對聲源進(jìn)行吸收。在2.2m以下在保留原有墻壁的基礎上，增加一堵隔音墻，隔音墻做法為鋼制輕鋼龍骨基層，并在其中填塞防火巖棉，防火巖棉有較多的纖維空間，所以有隔音以及吸收聲波的雙重效果。在填塞完成之后，我們再進(jìn)行防火阻燃板封板，用XPE軟包材料敷設，構成一堵內中塞有防火巖棉、阻燃板隔絕，外部貼有XPE軟包材料的隔音墻，使2.2m以下的噪音聲源能夠被吸音材料較好隔絕和吸收衰減（見(jiàn)圖6）。經(jīng)現場(chǎng)數據測量，這一應用能有效衰減噪音，較普通輕型隔墻提高了57%的隔音性能。
2.4吊頂內噪音源處理
在阻隔減弱室外噪音對室內的影響后，我們從室內吊頂內噪音源出發(fā)，著(zhù)手解決空調器及風(fēng)機盤(pán)管等設備運轉及設備振動(dòng)所產(chǎn)生的機械噪聲問(wèn)題。對房間吊頂內的剛性支架作出改進(jìn)，在原主管剛性支架上加裝彈簧減振器以及抗震支架，通過(guò)減少設備管道的共振來(lái)降低噪音的產(chǎn)生。另外，對吊頂內管道處理作出改進(jìn)，使用套管包裹過(guò)墻水管，使用防火泥填封空隙，隔絕冷凝水管產(chǎn)生的噪音（見(jiàn)圖7）。經(jīng)現場(chǎng)測量，上述改進(jìn)，一定程度上減少了設備運轉及管道運行造成的噪音污染，在空調工作的情況下，室內噪音降至設計的最低要求的35分貝以?xún)取?
二、 取得成果
經(jīng)專(zhuān)業(yè)的噪音設備監測，上述4方面噪音控制措施前后的噪音值分時(shí)段數值對比情況見(jiàn)表1。
從表中可以看出，在沒(méi)有采取降噪措施的前提下，早七點(diǎn)到九點(diǎn)的早高峰和下午五點(diǎn)到七點(diǎn)的晚高峰測得的噪音分貝都突破了50分貝。在采取噪音控制措施后，噪音值同比降低了50%左右，表明現場(chǎng)所采用的噪音控制措施是切實(shí)可行的，XPE新型輕質(zhì)軟包材料有效降低了噪音?，F該項目已經(jīng)交付使用半年有余，現場(chǎng)反饋效果良好，涉及到噪音控制的相關(guān)工作滿(mǎn)足了使用方的要求，證實(shí)了XPE新型輕質(zhì)軟包材料在降噪方面效果顯著(zhù)，為今后其他類(lèi)似項目在方案設計、材料選擇、技術(shù)運用等方面提供借鑒和經(jīng)驗。
參 考 文 獻:
[1]馬少妝,梁玉玲,姚婷. 淺談城市噪音污染對健康的危害與治理[J]. 廣東科技,2010,19(10):57-58.
[2]李文東,王琨玲. 室內吸聲降噪設計初探[J]. 甘肅科技縱橫,2005,(05):23.
[3]許毅.淺談教室吸音原理與降噪材料的應用[J].廣東建材,2009,25(08):318-320.