摘要:木结构建筑在我国历史悠久,由于各种原因为得到很好的发展。近年来,国外现代木结构建筑进入我国,引起人们的广泛关注。现代木结构建筑以其独特的性能在我国有着广泛的发展前景,但不可否认的是一些现代木结构建筑存在有墙体隔声差和楼板振动大等问题,这些情况不一定是与建筑技术与材料有关,有时是由设计规范、设计方法而造成的。因此,木结构隔声性能是木结构建筑的一项重要性能,对木结构墙体和楼板隔音性能的测试及分析尤为重要。
关键词: 墙体 楼板 木结构 隔音
Abstract:Wood frame buildings have a long history in China.Due to many reasons there was no more development.Recently foreign modern wood frame buildings come to China and people pay great attention.By special performances modern wood frame construction will have a great future,However there exist problems of low sound insulation of walls and poor vibration of floors in some buildings.Sometimes these situations are not related to buildings technology and materials while caused by design and methods.
一、前言
中国由于上世纪80年代木结构产业发展的暂时停滞,现代木结构建筑基本没有广泛传播,和木结构发展先进的国家拉下了一定的差距,但是我国目前也在加紧建设自己的现代木结构建筑营造体系,近日,住房和城乡建设部接连发布了四部有关木结构建筑的国家标准与规范,几乎囊括了从设计、施工、验收到消防安全等行业全过程,结束了木结构行业一直缺乏国家标准的局面。这四部规范分别是:《木结构工程施工质量验收规范》、《胶合木结构技术规范》、《木结构工程施工规范》和《轻型木桁架技术规范》。这预示着中国很快就可以建立起自己的现代木结构建筑技术体系,以自然、低碳、生态为特征的木结构建筑也将籍此获得更大的发展空间。在我国,建筑能耗是能源消耗的大户。在能源问题日渐突出,建筑能耗不断增长的今天,讨论建筑的节能问题意义十分重大。随着人们生活水平的提高,对居住环境隔音性能也提出了越来越多的要求。同样木结构建筑楼板,墙体等构件的隔音效果及性能也必须达到相关要求,以打造舒适的居住声环境。
- 研究状况
国外对建筑构件隔声的研究起源于世纪《声理论》的出版,作者首次在书中提出了不可压缩无限大墙的隔声理论,由此“质量定理”诞生了。当这个新的理论被提出后许多的学者和研究者开始关注和着手该方面的研究。也正是因为研究者们多年孜孜不倦的探索,使得隔声方面的理论逐步被奠定并应用到实际生活中。
一方面对单层墙隔声的研究,在早期研究者提出了很多简化单层墙隔声的计算方法,虽然存在一些缺陷,但是他们的研究成果却为以后隔声的进一步研究提供了参考。如Callister等人就在前人成果的基础上提出了求解单层板声透射系数的新方法,打破了只能通过实测方法得到的局面。在这项研究成果之前对单层墙隔声量研究主要是采用三个理论模型进行实验,其结果发现:低频时墙体的隔声量不仅与试件的尺寸有关,还与房一墙一房系统中房间的几何形状和规模有关。为了能更方便快捷准确的得到低激发频率下的隔声量,Novikov试着提出在质量定律的基础上添加修正系数来预测有限板隔声量的方法,但是结果却不是很理想。几十年来,对单层墙低频隔声量的影响因素和提高隔声量的方法的研究从未间断,如提出可以采取增大墙板的刚度和阻尼的措施在一定范围内使透射损失增加,即减小墙板的透射系数;B.M.Gibbs等人也研究了住宅建筑中影响低频的声透射损失的参数:边界条件,板的类型,板和房间的尺寸等。近年来,为了保护土地资源,减少粘土的使用,建筑材料已主要选用轻质墙体材料,但由于轻质墙体受到面密度的限制,而面密度是影响隔声量的重要因素,故单层墙的隔声量是有限的。较低的单层墙隔声量难以满足现今声环境复杂的社会,为了改善单层墙隔声性能低的缺点,已逐步开始选用双层墙结构取代部分单层墙构造。
在隔声的研究方法方面,早期的工作多为实验方法。如在实验室内对不同的隔声构件的隔声特性进行实际测量,隔声模型实验等。近年来,由于计算机技术的高速发展,使得用理论方法预测隔声特性成为现实。如有限元方法、边界元方法和统计能量分析方法的应用使隔声研究得到了进一步的发展。特别是上世纪六十年代发展起来的统计能量分析方法本来是为研究航空和宇航结构对喷射噪声的响应而出现的,但是在六十年代末有人把统计能量分析方法应用于墙体隔声的预测,取得了比较好的效果。
在中国,上世纪60年代初,同济大学王季卿教授等人曾对上海地区住宅噪声及隔声进行了大规模调查,获得了大量的资料,为住宅的隔声设计和制订有关隔声的标准提供了依据。80年代,清华大学对南京、无锡、苏州、上海的几个新建住宅区的环境进行了调查,在对住宅各项内容的综合调查中,人们要求改善意愿最强的就是隔声。90年代,在上海市建委的支持下,同济大学声学所对上海地区住宅环境的噪声问题进行了研究,对住宅声环境的品质进行了大规模的调查,在对住宅环境进行问卷调查和统计分析的基础上,结合实验室和现场测量,对住宅声环境的品质进行了评判,为改善住宅声环境的品质提出了改进措施和途径,也为设计部门提供了房屋隔声设计的依据。西北工业大学的范玉岭、王敏庆等人研究了复合板的隔声性能,以波传递理论为基础,推导了一般情况下具有中间夹层结构的复合板的隔声公式。并且分析了在复合隔声结构的设计中特性阻抗和波数等参数对隔声性能的影响,对隔声量预报有一定的指导意义。
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