声频工程
建筑声学设计
文章编号：1002-8684（2009）08-0011-05
Audio Engineerin
浅谈轻质墙体隔声性能存在的问题及对策
王海生
（北京市建筑材料质量监督检验站，北京100041）
【摘
论文··
要】轻质墙体材料应用于现代建筑，减轻了结构的承载力，降低了建筑造价，增大了使用面积。从追求墙体轻
质、墙体构造、施工和工程造价4个方面分析了轻质墙体材料应用于现代建筑使得轻质墙体隔声性能难以达到设计要求的原因并提出了改善轻质墙体隔声性能的途径。对于单位面积质量、厚度和造价受到限制的轻质墙体，在声学规律的指导下采取结构合理的墙体材料和适当的墙体结构并加强施工质量管理可在一定程度上改善墙体的隔声性能。
【关键词】轻质墙体；隔声性能；质量定律；吻合效应【中图分类号】
TU112【文献标识码】A
Brief Discussion of Problems and Strategies With Air-borne Sound Insulation of Light-weight Wall
WANG Hai-sheng
（Beijing Building Material Test Center ，Beijing 100041，China ）
【Abstract 】
The light-weight walling-material is applied in the modern architecture to reduce the load of building
structure ，save the construction cost ，and increase the usable floor area. The causes leading to the insufficiency of air-borne sound insulation using light-weight walling in modern architecture design from the following perspectives is analyzed in the light weight feature of the wall ，wall structure ，construction execution and construction cost. The methods to improve the air-borne sound insulation of light-weight wall are discussed.
The light-weight walling of
the building is limited in weight per square meter ，thickness and construction cost. Under the direction of acoustic law ，by applying reasonable wall materials and proper wall structure with reinforced construction control ，the air-borne sound insulation of light-weight wall will be improved in certain degree.
【Key words 】light-weight wall ；air-borne sound insulation ；mass law ；coincidence effect
1
引言
随着中国城市化进程不断推进，人口密度增大，土
达到设计要求，给人们的工作和生活带来很多不便。关于墙体隔声、环境噪声的纠纷和案件不断增多。
地资源变得更加珍贵。由于建筑技术水平的不断提高，建筑材料与施工技术的不断发展，越来越多的多层、高层建筑发展起来。大量建筑采用钢筋混凝土结构，向着高层、大开间方向发展。
建筑结构的发展，使大量的轻质墙体材料应用于建筑的围护墙和隔墙。轻质墙体材料的应用，减轻了结构的承载力，节省了钢材、水泥，降低了工程造价，增大了建筑内部的使用面积。关于轻质墙体材料和轻质墙体目前划分界限不是很明确，笔者认为，其是指不承受结构荷载的墙体材料和墙体，如果要对其密度或面密度加以约束，还值得商榷。
由于人们生活水平提高，人们更多地关心生活质量，对工作、居住的声学环境要求在不断提高。然而，大量采用轻质墙体材料砌筑墙体使得墙体的隔声量难以
2
2.1
轻质墙体隔声性能存在的问题
有关标准、规范中的隔声性能指标
现行《民用建筑隔声设计规范》GBJ 118—1988将
建筑类型分为住宅建筑、学校建筑、医院建筑和旅馆建筑四大类。由于分室处于户内，家庭内部之间的干扰可协商解决，规范对于分室隔墙的隔声性能未作明确规定，对于分户墙的隔声指标如表1所示[1]。
应用于混凝土框架结构的墙体材料起到围护、分隔作用，主要有隔墙板类、砌块类和砖类。其中，只有隔墙板类在产品标准中明确规定了隔声性能指标。地方标准DBJ 01—29—2000和行业标准JG 169—2005中隔墙的隔声指标如表2所示。
然而，设计规范和产品标准中尚都存在不详尽的问题。工地选用材料的技术依据主要是设计资料和产
电声技术
年第卷第期
udio
声频工程
Engineering
《民用建筑隔声设计规范》GBJ 118—1988
对于分户墙的隔声指标
建筑类型住宅建筑
有特殊要求的房间与一般教室间的隔墙一般教室与各种产生噪声的
活动室间的隔墙一般教室与教室之间的隔墙
病房与病房之间病房与产生噪声的房间之间
手术室与病房之间手术室与产生噪声的房间之间
听力测听室围护结构客房与客房间隔墙客房与走廊间隔墙（包含门）
客户的外墙（包含窗）
计权隔声量/dB特级一级二级三级
建筑声学设计
墙体材料的面密度增加，墙体的隔声量也在提高。对于有一定隔声量要求的单一材料墙体，其面密度应足够大，隔声量与墙体的面密度是正相关的。
表3
不同材料、厚度墙体实验室方法测试结果
隔墙
所用制品制品厚度/mm抹灰/腻子厚度/mm面密度/（kg ·m -2）计权隔声量/dB所用制品制品厚度/mm抹灰/腻子厚度/mm面密度/（kg ·m -2）计权隔声量/dB
隔墙板加气混凝土板石膏砌块轻集料砌块
表1
---
≥50≥45≥40≥50--≥45
--
学校
建筑
90070~9036~41
100085~8840分户墙
801080~9038~40
906~4065~9535~43
医院建筑
旅馆建筑
---≥40
-≥45≥40≥35-≥50≥45
-≥50≥45-≥50≥45
-≥50
≥50≥45≥40≥40≥35≥30≥40≥35≥25≥20
隔墙板加气混凝土板石膏砌块轻集料砌块
1200105~11042~44
1503110~14045~46
1500~1066~11735~45
1504~30100~15941~46
表2地方标准DBJ 01—29—2000和行业标准
JG 169—2005中隔墙板的隔声指标
板厚/mm
再者，由于实验室测试与现场测试的条件不同，采用了不同表达方式的指标反映隔声性能。而人们在使用中，大多以主观感觉（现场测试结果）与设计指标相比较。实践中，由于现场测试受侧向传声的影响，现场测试结果（计权标准化声压级差）比实验室测试结果（计权隔声量）要低。因而，使现场测试结果更难达到设计要求。如某单位职工宿舍楼的分户墙，设计指标为不低于40dB ，某国家测试中心出具实验室墙体构件测试结果在45dB 以上，而笔者所在监督检验站在现场测试的隔声结果仅为36~39dB 之间。
DBJ 01—29—2000
-2
JG 169—2005
-2
面密度/（kg ··m ）隔声量/dB面密度/（kg m ）隔声量/dB
6090120
≤70≤90≤110
≥30≥35≥40
≤70≤90≤110
≥30≥35≥40
品的检验报告。然而，墙体的隔声性能是和施工质量分不开的。因而，设计资料和产品的检验报告并不能反映墙体的实际隔声性能。在国家标准GB/T50362—2005《住宅性能评定技术标准》中对于建筑建成后的隔声性能的评定也只是审阅检测报告，而没有特别强调审阅现场测试报告[2]。因此，建筑建成后隔声性能的验收也留下了问题。最终，使得建筑建成后的隔声性能难以保障。
2.3墙体构造不合理使墙体的隔声性能难以达到设计要求
现代建筑向着多层、高层方向发展，多采用钢筋混
凝土框架结构，大开间的形式便于房间分隔、布置。因而，应对所用材料的面密度或容重有所限制，轻质墙体符合建筑发展的需求。在墙体设计中，民用建筑内隔墙大量采用了100mm 左右的轻质隔墙板墙体、轻质砌块墙体，公用建筑还采用了纸面石膏板－龙骨墙体、硅钙板－龙骨墙体等轻质墙体。对于分户墙，结构部分采用了现浇混凝土墙体，其他部位的分户墙采用了200mm 左右的轻质隔墙板墙体、轻质砌块墙体。对于外围护墙，大多采用轻质砌块墙体。
对于单层墙体，其隔声量遵循“质量定律”，要提高墙体的隔声性能，就要增大墙体的面密度，这势必增加结构的负荷、影响建筑的高度，是不符合建筑发展需求的。因此，不宜采用单层墙体材料，通过片面的增加面密度的方法来提高墙体的隔声性能，而应采用双层/多层墙体及面密度相对较轻的复合墙体结构或复合的墙
2.2追求墙体材料轻质使墙体的隔声性能难以达到设计要求
“质量定律”说明，当墙体的面密度（厚度）增加1
倍时，其隔声量只增加5~6dB [3-4]。目前，分户墙的设计厚度大多在120~200mm 之间，多采用多孔砖、轻集料砌块、加气混凝土砌块等材料的砌体结构；分室墙的厚度大多在80~100mm 之间，多采用90型的隔墙板、石膏砌块、轻集料砌块等结构。大多分户墙设计要求其隔声量达到45dB 以上，且对于分户墙所用材料的面密度或容重有限制，对于分室墙的隔声性能要求不明确，只是指明所用的材料和施工做法。
其一，当限定了所采用墙体的面密度的同时又提出更高的隔声要求时，使得所采用的墙体材料难以达到设计要求。实验室所测的结果如表3所示，随着所用
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体材料更加合理。但有限的墙体厚度又限制了所采用的复合墙体结构。
表4
产品名称
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两种砌块墙体测试数据中体现的质量定律关系
规格型号/
制品厚面密度/抹灰厚墙体厚计权隔
mm ×mm ×
度/mm（kg ·m -2）度/mm度/mm声量/dB
mm
2.4施工中的问题使墙体隔声性能降低
通常在实验室测试时，测试墙体面积较小（仅10m 2），
所砌筑墙体无管线、线盒等影响墙体隔声性能的薄弱点，墙体的工程质量要好于大面积施工的质量。实验室的测试结果反映了在最佳施工安装条件下材料构件的隔声性能。
在现场砌筑墙体时，需要多工种协作，即使只是砌筑墙体一项工作也需要合理安排施工工序，严格控制施工质量。如灰缝坐浆是否密实、所砌墙体与混凝土框架结合的灰缝是否严密及墙面是否会形成裂缝等。此外，在墙上进行管线安装时，开孔、开槽如果措施不当，会对墙面造成破坏。墙两面线盒的位置布置不合理，安装管线后修补不严密等，以上几点如在施工中不加以重视，都会使墙体的隔声性能大大降低。如2.2节中某单位的职工宿舍楼的分户墙现场测试与实验室测试结果有较大差距的案例，在一定程度上反映了管线、线盒安装等因素及施工质量对大面积墙体隔声性能的影响。
轻集料砼空400×200×心隔墙砌块90大孔轻集料500×200×填充墙砌块150石膏砌块石膏空心
砌块
[1**********]
6715051105
3+3水泥腻子
[1**********]
41463540
5+5水泥腻子
600×500×100600×500×150
3+3石膏腻子
2+2石膏腻子
2.5墙体工程造价的瓶颈使改善隔声性能受到制约所有工程项目都需造价控制，具体到每一分项工
下产生沿板面传播的弯曲波。如果板在斜入射声波激发下产生的受迫弯曲波的传播速度与板固有的自由弯曲波传播速度相等时，则称为发生了“吻合”。这时墙体的弯曲振动达到极大值，从而由于墙体的振动而向墙的另一侧辐射的声能也达到最大值，墙体的隔声量将大大降低，把这种因声波入射角度造成的声波作用与隔墙中弯曲波传播速度相吻合而使隔声量降低的现象称为“吻合效应”。因而，应尽量减少吻合效应带来的隔声损失。
当θ=π/2，声波掠入射时，可得到发生吻合效应的最低频率即“吻合临界频率”f c
程造价控制也十分明确。对于轻骨料隔墙板墙体，一般定额价在52元/m2左右。对于190mm 厚砌块，定额价为55元/m2左右。
当所采用的单一材料结构墙体难以满足设计要求时，采用复合墙体增加隔声量势必增加墙体的工程造价。因而，在这方面必须考虑造价问题。而工程造价在一定程度上是刚性的。
3
3.1
改善轻质墙体隔声性能的对策
质量定律对各种单层墙体的隔声性能的影响根据单层墙隔声频率特性的一般规律，单层墙的
隔声频率特性曲线分劲度控制、阻尼控制和质量控制三部分。单层墙体在质量控制部分的隔声性能遵循“质量定律”。以下是本监督检验站的实验数据。表4中所示抹灰厚度为墙两面抹灰厚度之和。轻质墙体的面密度与隔声量的关系如图1所示。
从该站的实验数据大致可看出这一规律。当然，除面密度外影响实验结果的还有其他因素。由于质量定律的限制，通过增加重量的方法大幅度提高隔声量是不现实的，应采用复合墙，利用构造提高隔声量。
f c =2π
姨
=D 2πh
2
姨
（）
E
2
（Hz ）（1）
式中，D 为板的弯曲刚度；E 为板材料的动态弹性模量（N/m2）；h 为板的厚度（mm ）；σ为板材料的泊松比；ρ为板材料的密度（kg/m2）。在f >f c 时，某个入射声频率f 总和某一个入射角θ（0＜θ≤π）对应，产生吻合效应。入
射声波如果是扩散入射，在f =f c 时，板的隔声量下降很多，隔声频率曲线在吻合频率f c 附近形成低谷，称为“吻合谷”。图2为某石膏砌块轻质墙体隔声量测试频谱图，图中测试曲线凹陷部分为发生吻合效应时的吻合谷。
3.2吻合效应对不同面密度的墙体隔声性能的影响当入射声波以θ角向墙面入射时，板在声波作用
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墙体，每层墙的吻合谷会出现在同一频段，会使得双层墙在这一频段的吻合谷加深，从而影响双层墙的隔声效果。因此，在设计双层墙结构时，应使每层墙的面密度不同，从而错开每层墙的吻合谷，削弱了吻合效应对双层墙的影响。例如，对于90mm 厚清水轻骨料隔墙板墙体，其隔声量大约在36~41dB ，对于60mm 厚清水轻骨料隔墙板墙体，其隔声量大约在33~37dB 。可以推测，双层90mm 厚无空气层墙体的隔声量大概为
42~47dB ，双层60mm 厚无空气层墙体的隔声量大概为39~43dB 。而由60mm 厚墙板和90mm 厚墙板组合的含有30mm 厚的空气层的墙体隔声量却达到了50dB 。含有空气层的双层墙的隔声量如表6所示。
表5
墙体名称
几种墙体的吻合临界频率
吻合临界频率/Hz
产品名称轻骨料隔墙板轻骨料隔墙板产品名称轻骨料隔墙板轻骨料隔墙板
表6含有空气层的双层墙的隔声量
制品厚度/
规格型号/
mm ×mm ×mm 2500×600×902500×600×602500×600×902500×600×60墙体厚度/mm
mm 90，6090，60计权隔声量/dB
面密度/（kg ·m -2）
抹灰厚
度/mm
240mm 厚砖墙200mm 厚混凝土墙100mm 厚加气混凝土12mm 厚纸面石膏板
[1**********]8
88+7088+70结构形式有10mm 厚空气
层双层墙有30mm 厚空气
层双层墙
00
在评价墙体的隔声性能时，通常研究人耳比较敏感的频带范围，即100~3150Hz 。如果墙体材料的吻合临界频率位于这段频段内，则对墙体的计权隔声量指标产生很大影响。图2中由于吻合谷位于测试频率范围内，使得该墙体隔声性能大大降低。由表5可知，质量较大的墙体，如砖墙、钢筋混凝土墙等的临界频率位于频段的下端；而质量较小的薄板墙体，如12mm 厚纸面石膏板等的临界频率位于频段的上端；常用的轻质隔墙如100mm 厚加气混凝土等的临界频率正好位于频段的中间，因此其隔声性能大受影响。
吻合效应是不可避免的，但可采取合理的结构减弱吻合效应对于墙体隔声性能的影响。设某单层轻质墙体的吻合频率为a 1Hz ，如果用同样的墙体与其叠合，两层墙的吻合谷重合，使低谷的凹陷加深，墙体在
160180
4750
双层墙提高隔声能力的主要原因是：声波入射到第1层墙时，使墙板发生振动，该振动通过空气层传到第2层墙时，被空气层“弹簧”的减振作用削弱，减少了向第2层墙的传递，带空气层的双层墙体较无空气层的墙体的隔声量得到提高。因此，当在现场遇到厚度允许、墙体质量允许要求隔声量较高的情况时，可考虑将单层墙设计成带有空气层的双层墙，且每层墙的面密度不同，从而提高轻质墙体的隔声性能。
为提高墙体的隔声性能，还可采取多层叠合构造。对于多层叠合构造墙体的隔声性能，在这里笔者以玻璃窗的隔声测试数据加以说明。对于实际工程，则要根据工程复杂程度来考虑是否可采用此种结构。2种双扇平开窗的隔声性能如表7所示。表中，带有A 标识的数据表示空气层厚度。
表7
规格型号/
a 1Hz 频率的隔声量下降很多。如果采用厚度或材料与第1层墙不同的墙体（设其吻合频率为a 2Hz ，a 2与a 1相距较远。）与第1层墙叠合，由于两层墙的吻合谷错开，使得吻合谷凹陷不大。
3.3改善轻质墙体隔声性能的途径（1）
把单层墙设计成双层墙及多层叠合构造墙体根据质量定律，靠增加墙体的厚度来提高隔声量是
2种双扇平开窗的隔声性能
结构形式中空玻璃
mm ×mm ×mm 1470×1470×50，开启面积0.83m 21470×1470×58，开启面积0.88m 2
面密度/（kg ·m -2）计权隔声量/dB
既不经济也不合理[5]。如果把单层墙分成与单层墙同样重量的含有空气层的双层墙，其隔声量却可大大增加。
由于吻合效应的作用，对于双层相同材料、厚度的
3035
4+9A+5mm 中空玻璃
3938
5+9A+4+6A+
5mm
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从表7中看出，对于双扇平开窗，由于所用玻璃采用了多层叠合构造，使得窗的面密度只增加9kg 的情况下，其隔声量却增加了3dB 。由此，采用多层叠合构造墙体也是改善轻质墙体隔声性能的手段，在工程实际墙体的隔声设计中可考虑这种结构。
（2）
采用特殊结构的材料改善隔声性能这种墙体材料制品采用了一种“夹芯”的办法，在制品的空隙中填入具有吸声或增加隔声性能的材料，在不增加制品厚度、质量增加不多的情况下，提高轻质墙体的隔声性能。复合结构墙体材料的隔声性能如表
表9
产品名称
Audio Engineerin
2种结构形式纸面石膏板隔墙的隔声量
石膏板厚度/mm
空腔/mm
填充材料及计权隔声厚度/mm无
量/dB
龙骨形式
纸面石膏单层75×50板隔墙
轻钢龙骨
8+875
4350
50厚岩棉
（4）声性能
加强施工管理，提高工程质量保证墙体的隔
提高轻质墙体的隔声性能，仅是从材料、结构上考虑是不充分的。施工质量严重影响着墙体的隔声性能。在这方面，一是要重视墙体施工细节，如：灰缝是否饱满、抹灰后是否有裂缝、是否严格按照有关技术规范施工等等。二是要重视合理布置线盒位置，避免在同一面
8所示。
表8
产品名称大孔轻集料填充墙砌块轻集料砼小型空心砌块产品名称
复合结构墙体材料的隔声性能
制品厚度/
面密度/（kg ·m -2）
规格型号/mm×mm ×mm
墙同一位置的两侧同时安装线盒，安装线盒后应采取合理的修补方式，重视墙中管线安装时的开槽方式及开槽后对墙体的修补。如：对于轻质的板材、砌块墙体开槽宜使用电钻等工具，而使用锤子剔槽会导致墙体被震裂，降低墙体的隔声性能。安装管线后应用砂浆填实抹平并压好增强网防止开裂。三是要重视合理安排施工进度及各工种的配合。对于轻质的板材、砌块墙体，应在砌筑一定时间后，墙体有了一定的强度，再安排进行其他工种施工，以尽量避免因工序不合理对墙体的破坏。
mm [1**********]0
400×200×190400×190×200390×190×190390×190×190抹灰厚度/mm
墙体厚度/
[1**********]5结构形式
mm [1**********]5
计权隔声
量/dB
大孔轻集料填充墙砌块
5+5水泥砂浆5+5水泥砂浆
465146
/填充了发泡石膏
20+20水泥砂浆
轻集料砼小
声源+15水泥
型空心砌块20
砂浆
/
51（-1；-4）填有岩棉
4
结论
现行的规范和产品标准对于墙体的隔声要求有一
由表8实验数据可看出，这种砌块填充了发泡石膏后，面密度增加仅50%，轻质墙体的隔声性能却提高了5dB 。因此，在工程中采用复合结构墙体材料砌成墙，对于提高轻质墙体隔声性能帮助很大。
（3）
采用复合结构的墙体改善隔声性能由于轻质墙体比较轻，根据质量定律，其隔声性能往往不很理想。此外，由于其临界频率大多在300~
定局限性，而且受重视程度尚需提高。改善墙体的隔声性能要从墙体的单位面积质量、厚度和造价方面综合考虑。改善轻质墙体的隔声性能可以采取以下对策：
（1）可将单层墙设计成双层墙及多层叠合构造墙体，改善隔声性能；（2）采用特殊结构材料改善隔声性能；（3）采用复合结构的墙体改善隔声性能；（4）加强施工管理，提高工程质量保证墙体的隔声性能。
参考文献
1200Hz 范围，其隔声性能受吻合效应影响较大。但由于其具有轻质、安装方便等优点，轻质墙体被广泛应用于各类建筑。为了提高其隔声性能，多采用复合墙体结构，通过不同材料组合和隔声构造要以有效提高轻质墙体的隔声效果。典型的复合轻质墙体是纸面石膏板隔墙。2种结构形式纸面石膏板隔墙的隔声量如表9所示。
由此，改善轻质墙体的隔声性能还可考虑采用复合结构的墙体。加入吸声材料会导致造价升高，要在造价容许的情况下使用吸声材料。
[1]王峥，项端祈，陈金京，等. 建筑声学材料与结构－设计和
应用[M].北京：机械工业出版社，2006.
[2]吴硕贤，张三明，葛坚. 建筑声学设计原理[M].北京：中国
建筑工业出版社，2000.
[3]刘加平. 建筑物理[M].北京：中国建筑工业出版社，2000. [4]中华人民共和国建设部. GB/T50362—2005. 住宅性能
评定技术标准[S].北京：中国建筑工业出版社，2005.
[5]中华人民共和国城乡建设环境保护部. GBJ 118—1988
民用建筑隔声设计规范[S].北京：中国计划出版社，1989.
[责任编辑]史丽丽[收稿日期]2009-04-20
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【摘
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要】轻质墙体材料应用于现代建筑，减轻了结构的承载力，降低了建筑造价，增大了使用面积。从追求墙体轻
质、墙体构造、施工和工程造价4个方面分析了轻质墙体材料应用于现代建筑使得轻质墙体隔声性能难以达到设计要求的原因并提出了改善轻质墙体隔声性能的途径。对于单位面积质量、厚度和造价受到限制的轻质墙体，在声学规律的指导下采取结构合理的墙体材料和适当的墙体结构并加强施工质量管理可在一定程度上改善墙体的隔声性能。
【关键词】轻质墙体；隔声性能；质量定律；吻合效应【中图分类号】
TU112【文献标识码】A
Brief Discussion of Problems and Strategies With Air-borne Sound Insulation of Light-weight Wall
WANG Hai-sheng
（Beijing Building Material Test Center ，Beijing 100041，China ）
【Abstract 】
The light-weight walling-material is applied in the modern architecture to reduce the load of building
structure ，save the construction cost ，and increase the usable floor area. The causes leading to the insufficiency of air-borne sound insulation using light-weight walling in modern architecture design from the following perspectives is analyzed in the light weight feature of the wall ，wall structure ，construction execution and construction cost. The methods to improve the air-borne sound insulation of light-weight wall are discussed.
The light-weight walling of
the building is limited in weight per square meter ，thickness and construction cost. Under the direction of acoustic law ，by applying reasonable wall materials and proper wall structure with reinforced construction control ，the air-borne sound insulation of light-weight wall will be improved in certain degree.
【Key words 】light-weight wall ；air-borne sound insulation ；mass law ；coincidence effect
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引言
随着中国城市化进程不断推进，人口密度增大，土
达到设计要求，给人们的工作和生活带来很多不便。关于墙体隔声、环境噪声的纠纷和案件不断增多。
地资源变得更加珍贵。由于建筑技术水平的不断提高，建筑材料与施工技术的不断发展，越来越多的多层、高层建筑发展起来。大量建筑采用钢筋混凝土结构，向着高层、大开间方向发展。
建筑结构的发展，使大量的轻质墙体材料应用于建筑的围护墙和隔墙。轻质墙体材料的应用，减轻了结构的承载力，节省了钢材、水泥，降低了工程造价，增大了建筑内部的使用面积。关于轻质墙体材料和轻质墙体目前划分界限不是很明确，笔者认为，其是指不承受结构荷载的墙体材料和墙体，如果要对其密度或面密度加以约束，还值得商榷。
由于人们生活水平提高，人们更多地关心生活质量，对工作、居住的声学环境要求在不断提高。然而，大量采用轻质墙体材料砌筑墙体使得墙体的隔声量难以
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2.1
轻质墙体隔声性能存在的问题
有关标准、规范中的隔声性能指标
现行《民用建筑隔声设计规范》GBJ 118—1988将
建筑类型分为住宅建筑、学校建筑、医院建筑和旅馆建筑四大类。由于分室处于户内，家庭内部之间的干扰可协商解决，规范对于分室隔墙的隔声性能未作明确规定，对于分户墙的隔声指标如表1所示[1]。
应用于混凝土框架结构的墙体材料起到围护、分隔作用，主要有隔墙板类、砌块类和砖类。其中，只有隔墙板类在产品标准中明确规定了隔声性能指标。地方标准DBJ 01—29—2000和行业标准JG 169—2005中隔墙的隔声指标如表2所示。
然而，设计规范和产品标准中尚都存在不详尽的问题。工地选用材料的技术依据主要是设计资料和产
电声技术
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《民用建筑隔声设计规范》GBJ 118—1988
对于分户墙的隔声指标
建筑类型住宅建筑
有特殊要求的房间与一般教室间的隔墙一般教室与各种产生噪声的
活动室间的隔墙一般教室与教室之间的隔墙
病房与病房之间病房与产生噪声的房间之间
手术室与病房之间手术室与产生噪声的房间之间
听力测听室围护结构客房与客房间隔墙客房与走廊间隔墙（包含门）
客户的外墙（包含窗）
计权隔声量/dB特级一级二级三级
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墙体材料的面密度增加，墙体的隔声量也在提高。对于有一定隔声量要求的单一材料墙体，其面密度应足够大，隔声量与墙体的面密度是正相关的。
表3
不同材料、厚度墙体实验室方法测试结果
隔墙
所用制品制品厚度/mm抹灰/腻子厚度/mm面密度/（kg ·m -2）计权隔声量/dB所用制品制品厚度/mm抹灰/腻子厚度/mm面密度/（kg ·m -2）计权隔声量/dB
隔墙板加气混凝土板石膏砌块轻集料砌块
表1
---
≥50≥45≥40≥50--≥45
--
学校
建筑
90070~9036~41
100085~8840分户墙
801080~9038~40
906~4065~9535~43
医院建筑
旅馆建筑
---≥40
-≥45≥40≥35-≥50≥45
-≥50≥45-≥50≥45
-≥50
≥50≥45≥40≥40≥35≥30≥40≥35≥25≥20
隔墙板加气混凝土板石膏砌块轻集料砌块
1200105~11042~44
1503110~14045~46
1500~1066~11735~45
1504~30100~15941~46
表2地方标准DBJ 01—29—2000和行业标准
JG 169—2005中隔墙板的隔声指标
板厚/mm
再者，由于实验室测试与现场测试的条件不同，采用了不同表达方式的指标反映隔声性能。而人们在使用中，大多以主观感觉（现场测试结果）与设计指标相比较。实践中，由于现场测试受侧向传声的影响，现场测试结果（计权标准化声压级差）比实验室测试结果（计权隔声量）要低。因而，使现场测试结果更难达到设计要求。如某单位职工宿舍楼的分户墙，设计指标为不低于40dB ，某国家测试中心出具实验室墙体构件测试结果在45dB 以上，而笔者所在监督检验站在现场测试的隔声结果仅为36~39dB 之间。
DBJ 01—29—2000
-2
JG 169—2005
-2
面密度/（kg ··m ）隔声量/dB面密度/（kg m ）隔声量/dB
6090120
≤70≤90≤110
≥30≥35≥40
≤70≤90≤110
≥30≥35≥40
品的检验报告。然而，墙体的隔声性能是和施工质量分不开的。因而，设计资料和产品的检验报告并不能反映墙体的实际隔声性能。在国家标准GB/T50362—2005《住宅性能评定技术标准》中对于建筑建成后的隔声性能的评定也只是审阅检测报告，而没有特别强调审阅现场测试报告[2]。因此，建筑建成后隔声性能的验收也留下了问题。最终，使得建筑建成后的隔声性能难以保障。
2.3墙体构造不合理使墙体的隔声性能难以达到设计要求
现代建筑向着多层、高层方向发展，多采用钢筋混
凝土框架结构，大开间的形式便于房间分隔、布置。因而，应对所用材料的面密度或容重有所限制，轻质墙体符合建筑发展的需求。在墙体设计中，民用建筑内隔墙大量采用了100mm 左右的轻质隔墙板墙体、轻质砌块墙体，公用建筑还采用了纸面石膏板－龙骨墙体、硅钙板－龙骨墙体等轻质墙体。对于分户墙，结构部分采用了现浇混凝土墙体，其他部位的分户墙采用了200mm 左右的轻质隔墙板墙体、轻质砌块墙体。对于外围护墙，大多采用轻质砌块墙体。
对于单层墙体，其隔声量遵循“质量定律”，要提高墙体的隔声性能，就要增大墙体的面密度，这势必增加结构的负荷、影响建筑的高度，是不符合建筑发展需求的。因此，不宜采用单层墙体材料，通过片面的增加面密度的方法来提高墙体的隔声性能，而应采用双层/多层墙体及面密度相对较轻的复合墙体结构或复合的墙
2.2追求墙体材料轻质使墙体的隔声性能难以达到设计要求
“质量定律”说明，当墙体的面密度（厚度）增加1
倍时，其隔声量只增加5~6dB [3-4]。目前，分户墙的设计厚度大多在120~200mm 之间，多采用多孔砖、轻集料砌块、加气混凝土砌块等材料的砌体结构；分室墙的厚度大多在80~100mm 之间，多采用90型的隔墙板、石膏砌块、轻集料砌块等结构。大多分户墙设计要求其隔声量达到45dB 以上，且对于分户墙所用材料的面密度或容重有限制，对于分室墙的隔声性能要求不明确，只是指明所用的材料和施工做法。
其一，当限定了所采用墙体的面密度的同时又提出更高的隔声要求时，使得所采用的墙体材料难以达到设计要求。实验室所测的结果如表3所示，随着所用
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体材料更加合理。但有限的墙体厚度又限制了所采用的复合墙体结构。
表4
产品名称
Audio Engineerin
两种砌块墙体测试数据中体现的质量定律关系
规格型号/
制品厚面密度/抹灰厚墙体厚计权隔
mm ×mm ×
度/mm（kg ·m -2）度/mm度/mm声量/dB
mm
2.4施工中的问题使墙体隔声性能降低
通常在实验室测试时，测试墙体面积较小（仅10m 2），
所砌筑墙体无管线、线盒等影响墙体隔声性能的薄弱点，墙体的工程质量要好于大面积施工的质量。实验室的测试结果反映了在最佳施工安装条件下材料构件的隔声性能。
在现场砌筑墙体时，需要多工种协作，即使只是砌筑墙体一项工作也需要合理安排施工工序，严格控制施工质量。如灰缝坐浆是否密实、所砌墙体与混凝土框架结合的灰缝是否严密及墙面是否会形成裂缝等。此外，在墙上进行管线安装时，开孔、开槽如果措施不当，会对墙面造成破坏。墙两面线盒的位置布置不合理，安装管线后修补不严密等，以上几点如在施工中不加以重视，都会使墙体的隔声性能大大降低。如2.2节中某单位的职工宿舍楼的分户墙现场测试与实验室测试结果有较大差距的案例，在一定程度上反映了管线、线盒安装等因素及施工质量对大面积墙体隔声性能的影响。
轻集料砼空400×200×心隔墙砌块90大孔轻集料500×200×填充墙砌块150石膏砌块石膏空心
砌块
[1**********]
6715051105
3+3水泥腻子
[1**********]
41463540
5+5水泥腻子
600×500×100600×500×150
3+3石膏腻子
2+2石膏腻子
2.5墙体工程造价的瓶颈使改善隔声性能受到制约所有工程项目都需造价控制，具体到每一分项工
下产生沿板面传播的弯曲波。如果板在斜入射声波激发下产生的受迫弯曲波的传播速度与板固有的自由弯曲波传播速度相等时，则称为发生了“吻合”。这时墙体的弯曲振动达到极大值，从而由于墙体的振动而向墙的另一侧辐射的声能也达到最大值，墙体的隔声量将大大降低，把这种因声波入射角度造成的声波作用与隔墙中弯曲波传播速度相吻合而使隔声量降低的现象称为“吻合效应”。因而，应尽量减少吻合效应带来的隔声损失。
当θ=π/2，声波掠入射时，可得到发生吻合效应的最低频率即“吻合临界频率”f c
程造价控制也十分明确。对于轻骨料隔墙板墙体，一般定额价在52元/m2左右。对于190mm 厚砌块，定额价为55元/m2左右。
当所采用的单一材料结构墙体难以满足设计要求时，采用复合墙体增加隔声量势必增加墙体的工程造价。因而，在这方面必须考虑造价问题。而工程造价在一定程度上是刚性的。
3
3.1
改善轻质墙体隔声性能的对策
质量定律对各种单层墙体的隔声性能的影响根据单层墙隔声频率特性的一般规律，单层墙的
隔声频率特性曲线分劲度控制、阻尼控制和质量控制三部分。单层墙体在质量控制部分的隔声性能遵循“质量定律”。以下是本监督检验站的实验数据。表4中所示抹灰厚度为墙两面抹灰厚度之和。轻质墙体的面密度与隔声量的关系如图1所示。
从该站的实验数据大致可看出这一规律。当然，除面密度外影响实验结果的还有其他因素。由于质量定律的限制，通过增加重量的方法大幅度提高隔声量是不现实的，应采用复合墙，利用构造提高隔声量。
f c =2π
姨
=D 2πh
2
姨
（）
E
2
（Hz ）（1）
式中，D 为板的弯曲刚度；E 为板材料的动态弹性模量（N/m2）；h 为板的厚度（mm ）；σ为板材料的泊松比；ρ为板材料的密度（kg/m2）。在f >f c 时，某个入射声频率f 总和某一个入射角θ（0＜θ≤π）对应，产生吻合效应。入
射声波如果是扩散入射，在f =f c 时，板的隔声量下降很多，隔声频率曲线在吻合频率f c 附近形成低谷，称为“吻合谷”。图2为某石膏砌块轻质墙体隔声量测试频谱图，图中测试曲线凹陷部分为发生吻合效应时的吻合谷。
3.2吻合效应对不同面密度的墙体隔声性能的影响当入射声波以θ角向墙面入射时，板在声波作用
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墙体，每层墙的吻合谷会出现在同一频段，会使得双层墙在这一频段的吻合谷加深，从而影响双层墙的隔声效果。因此，在设计双层墙结构时，应使每层墙的面密度不同，从而错开每层墙的吻合谷，削弱了吻合效应对双层墙的影响。例如，对于90mm 厚清水轻骨料隔墙板墙体，其隔声量大约在36~41dB ，对于60mm 厚清水轻骨料隔墙板墙体，其隔声量大约在33~37dB 。可以推测，双层90mm 厚无空气层墙体的隔声量大概为
42~47dB ，双层60mm 厚无空气层墙体的隔声量大概为39~43dB 。而由60mm 厚墙板和90mm 厚墙板组合的含有30mm 厚的空气层的墙体隔声量却达到了50dB 。含有空气层的双层墙的隔声量如表6所示。
表5
墙体名称
几种墙体的吻合临界频率
吻合临界频率/Hz
产品名称轻骨料隔墙板轻骨料隔墙板产品名称轻骨料隔墙板轻骨料隔墙板
表6含有空气层的双层墙的隔声量
制品厚度/
规格型号/
mm ×mm ×mm 2500×600×902500×600×602500×600×902500×600×60墙体厚度/mm
mm 90，6090，60计权隔声量/dB
面密度/（kg ·m -2）
抹灰厚
度/mm
240mm 厚砖墙200mm 厚混凝土墙100mm 厚加气混凝土12mm 厚纸面石膏板
[1**********]8
88+7088+70结构形式有10mm 厚空气
层双层墙有30mm 厚空气
层双层墙
00
在评价墙体的隔声性能时，通常研究人耳比较敏感的频带范围，即100~3150Hz 。如果墙体材料的吻合临界频率位于这段频段内，则对墙体的计权隔声量指标产生很大影响。图2中由于吻合谷位于测试频率范围内，使得该墙体隔声性能大大降低。由表5可知，质量较大的墙体，如砖墙、钢筋混凝土墙等的临界频率位于频段的下端；而质量较小的薄板墙体，如12mm 厚纸面石膏板等的临界频率位于频段的上端；常用的轻质隔墙如100mm 厚加气混凝土等的临界频率正好位于频段的中间，因此其隔声性能大受影响。
吻合效应是不可避免的，但可采取合理的结构减弱吻合效应对于墙体隔声性能的影响。设某单层轻质墙体的吻合频率为a 1Hz ，如果用同样的墙体与其叠合，两层墙的吻合谷重合，使低谷的凹陷加深，墙体在
160180
4750
双层墙提高隔声能力的主要原因是：声波入射到第1层墙时，使墙板发生振动，该振动通过空气层传到第2层墙时，被空气层“弹簧”的减振作用削弱，减少了向第2层墙的传递，带空气层的双层墙体较无空气层的墙体的隔声量得到提高。因此，当在现场遇到厚度允许、墙体质量允许要求隔声量较高的情况时，可考虑将单层墙设计成带有空气层的双层墙，且每层墙的面密度不同，从而提高轻质墙体的隔声性能。
为提高墙体的隔声性能，还可采取多层叠合构造。对于多层叠合构造墙体的隔声性能，在这里笔者以玻璃窗的隔声测试数据加以说明。对于实际工程，则要根据工程复杂程度来考虑是否可采用此种结构。2种双扇平开窗的隔声性能如表7所示。表中，带有A 标识的数据表示空气层厚度。
表7
规格型号/
a 1Hz 频率的隔声量下降很多。如果采用厚度或材料与第1层墙不同的墙体（设其吻合频率为a 2Hz ，a 2与a 1相距较远。）与第1层墙叠合，由于两层墙的吻合谷错开，使得吻合谷凹陷不大。
3.3改善轻质墙体隔声性能的途径（1）
把单层墙设计成双层墙及多层叠合构造墙体根据质量定律，靠增加墙体的厚度来提高隔声量是
2种双扇平开窗的隔声性能
结构形式中空玻璃
mm ×mm ×mm 1470×1470×50，开启面积0.83m 21470×1470×58，开启面积0.88m 2
面密度/（kg ·m -2）计权隔声量/dB
既不经济也不合理[5]。如果把单层墙分成与单层墙同样重量的含有空气层的双层墙，其隔声量却可大大增加。
由于吻合效应的作用，对于双层相同材料、厚度的
3035
4+9A+5mm 中空玻璃
3938
5+9A+4+6A+
5mm
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从表7中看出，对于双扇平开窗，由于所用玻璃采用了多层叠合构造，使得窗的面密度只增加9kg 的情况下，其隔声量却增加了3dB 。由此，采用多层叠合构造墙体也是改善轻质墙体隔声性能的手段，在工程实际墙体的隔声设计中可考虑这种结构。
（2）
采用特殊结构的材料改善隔声性能这种墙体材料制品采用了一种“夹芯”的办法，在制品的空隙中填入具有吸声或增加隔声性能的材料，在不增加制品厚度、质量增加不多的情况下，提高轻质墙体的隔声性能。复合结构墙体材料的隔声性能如表
表9
产品名称
Audio Engineerin
2种结构形式纸面石膏板隔墙的隔声量
石膏板厚度/mm
空腔/mm
填充材料及计权隔声厚度/mm无
量/dB
龙骨形式
纸面石膏单层75×50板隔墙
轻钢龙骨
8+875
4350
50厚岩棉
（4）声性能
加强施工管理，提高工程质量保证墙体的隔
提高轻质墙体的隔声性能，仅是从材料、结构上考虑是不充分的。施工质量严重影响着墙体的隔声性能。在这方面，一是要重视墙体施工细节，如：灰缝是否饱满、抹灰后是否有裂缝、是否严格按照有关技术规范施工等等。二是要重视合理布置线盒位置，避免在同一面
8所示。
表8
产品名称大孔轻集料填充墙砌块轻集料砼小型空心砌块产品名称
复合结构墙体材料的隔声性能
制品厚度/
面密度/（kg ·m -2）
规格型号/mm×mm ×mm
墙同一位置的两侧同时安装线盒，安装线盒后应采取合理的修补方式，重视墙中管线安装时的开槽方式及开槽后对墙体的修补。如：对于轻质的板材、砌块墙体开槽宜使用电钻等工具，而使用锤子剔槽会导致墙体被震裂，降低墙体的隔声性能。安装管线后应用砂浆填实抹平并压好增强网防止开裂。三是要重视合理安排施工进度及各工种的配合。对于轻质的板材、砌块墙体，应在砌筑一定时间后，墙体有了一定的强度，再安排进行其他工种施工，以尽量避免因工序不合理对墙体的破坏。
mm [1**********]0
400×200×190400×190×200390×190×190390×190×190抹灰厚度/mm
墙体厚度/
[1**********]5结构形式
mm [1**********]5
计权隔声
量/dB
大孔轻集料填充墙砌块
5+5水泥砂浆5+5水泥砂浆
465146
/填充了发泡石膏
20+20水泥砂浆
轻集料砼小
声源+15水泥
型空心砌块20
砂浆
/
51（-1；-4）填有岩棉
4
结论
现行的规范和产品标准对于墙体的隔声要求有一
由表8实验数据可看出，这种砌块填充了发泡石膏后，面密度增加仅50%，轻质墙体的隔声性能却提高了5dB 。因此，在工程中采用复合结构墙体材料砌成墙，对于提高轻质墙体隔声性能帮助很大。
（3）
采用复合结构的墙体改善隔声性能由于轻质墙体比较轻，根据质量定律，其隔声性能往往不很理想。此外，由于其临界频率大多在300~
定局限性，而且受重视程度尚需提高。改善墙体的隔声性能要从墙体的单位面积质量、厚度和造价方面综合考虑。改善轻质墙体的隔声性能可以采取以下对策：
（1）可将单层墙设计成双层墙及多层叠合构造墙体，改善隔声性能；（2）采用特殊结构材料改善隔声性能；（3）采用复合结构的墙体改善隔声性能；（4）加强施工管理，提高工程质量保证墙体的隔声性能。
参考文献
1200Hz 范围，其隔声性能受吻合效应影响较大。但由于其具有轻质、安装方便等优点，轻质墙体被广泛应用于各类建筑。为了提高其隔声性能，多采用复合墙体结构，通过不同材料组合和隔声构造要以有效提高轻质墙体的隔声效果。典型的复合轻质墙体是纸面石膏板隔墙。2种结构形式纸面石膏板隔墙的隔声量如表9所示。
由此，改善轻质墙体的隔声性能还可考虑采用复合结构的墙体。加入吸声材料会导致造价升高，要在造价容许的情况下使用吸声材料。
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应用[M].北京：机械工业出版社，2006.
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民用建筑隔声设计规范[S].北京：中国计划出版社，1989.
[责任编辑]史丽丽[收稿日期]2009-04-20
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