這個單元是緩衝材「動態剛性」系列的第8篇。主題是:為什麼「緩衝材」的「動態剛性」可以做為「樓板」「衝擊音隔音」的「評估指標」?
首先,針對主題的重要關鍵詞拆解來看:
1. 「樓板」:建築物置放機械設備空間與上層或下層居室分隔之樓板,簡單說就是:樓層之間的分戶樓板。建築樓板的「緩衝材」組成,可以參閱圖示右上方的樓板「實際結構」示意圖,由上而下為:混凝土板+緩衝材+RC樓板,加入「緩衝材」的目的,主要在降低樓板的衝擊噪音。
2. 「衝擊音隔音」的「評估指標」:在我國法規【建築技術規則建築設計施工編】有定義了3種「評估指標」。
3種「樓板」「衝擊音隔音」的「評估指標」,及其對應的CNS國家標準,說明如下:
1. 「樓板衝擊音指標」𝑳𝒏,𝒘:CNS 15160-6:聲學
- 建築物及建築構件之隔音量測 - 樓板衝擊音隔音之實驗室量測。
2. 「樓板表面材衝擊音降低量指標」∆𝑳𝒘:CNS 15160-8:聲學
- 建築物及建築構件之隔音量測 - 重質標準樓板表面材之衝擊音降低量實驗室量測。
3. 「動態剛性」s’:CNS 16022:聲學–動態剛性測定方法–用於住宅浮式地板下之材料。
在先前單元:#237,【應用FSMIVCI思維流程於ISO 9052-1之動態剛性測定及隔音性能評估】,所提到的【F-S-M-I-V-C-I】思維流程,彙整如下:
1. Function:樓板「衝擊音隔音」。
2. Sensor:CNS國家標準有對應的規定。
3. Measurement:CNS國家標準有對應的規定。
4. Index:樓板「衝擊音隔音」的「評估指標」有3種:𝑳𝒏,𝒘、∆𝑳𝒘、s’。
5. Value:「評估指標」對應的「數值」。
6. Criterion:各個「管制標準」都有其對應的附屬規定。
7. Improvement:超出「管制標準」,就需要啟動改善作業,提出改善對策。
在此,特別需要注意的是,三個層次的思維:Index、Value、Criterion。知道了3個樓板「衝擊音隔音」的「評估指標」Index,當然就要瞭解對應的「管制標準」Criterion。在【建築技術規則建築設計施工編】有關樓板衝擊音隔音構造,有對應的相關規定,以下僅列出對應「評估指標」Index的「管制標準」Criterion,讀者應注意與瞭解,各個「管制標準」都有其對應的附屬規定。
1. 「樓板衝擊音指標」𝑳𝒏,𝒘:𝑳𝒏,𝒘 < 58 dB、𝑳𝒏,𝒘
< 50 dB。設計需求:𝑳𝒏,𝒘
越小,衝擊音的隔音越好。
2. 「樓板表面材衝擊音降低量指標」∆𝑳𝒘:∆𝑳𝒘
> 17 dB、∆𝑳𝒘
> 20 dB、∆𝑳𝒘
> 25 dB。設計需求:∆𝑳𝒘越大,衝擊音的隔音越好
3. 「橡膠緩衝材」「動態剛性」s’: s’ < 50 MN/m^3、s’ < 55 MN/m^3、s’ < 40 MN/m^3。設計需求:s’ 越小,衝擊音的隔音越好。特別注意:「動態剛性」只限於「橡膠緩衝材」。
這個單元要討論的重點,為什麼「緩衝材」的「動態剛性」可以做為「樓板」「衝擊音隔音」的「評估指標」?
可以看到3個樓板「衝擊音隔音」的「評估指標」,其中,「樓板衝擊音指標」𝑳𝒏,𝒘
和「樓板表面材衝擊音降低量指標」∆𝑳𝒘,從指標名稱,就可以明確得知,確實都和「衝擊音隔音」的性能直接相關,但是,「動態剛性」s’ 就看不出來有甚麼關聯性了?
要降低「樓板」的「衝擊音」,典型的隔音構造,如圖示的右上方的樓板「實際結構」示意圖,由上而下為:混凝土板+緩衝材+RC樓板,加入「緩衝材」在混凝土板和RC樓板之間,會有隔振、吸振的效果,進而可以降低樓板的衝擊噪音。
在此,引用內政部建築研究所的報告:【廖慧燕,林芳銘,王栢村,馮俊豪,余易璋,2015,浮式樓板緩衝材之動態剛性量測方法與擊音降低效果研究,內政部建築研究所, ISBN:978 -986 -04 -6876 -2。】筆者也是作者之一。
筆者王栢村教授負責「動態剛性」s’ 的測定方法與評估,而屏科大林芳銘教授負責「樓板衝擊音指標」𝑳𝒏,𝒘
及「樓板表面材衝擊音降低量指標」∆𝑳𝒘的測定方法與評估。
在前述的研究報告,分別有【𝑳𝒏,𝒘 和s’ 關聯性探討】以及【∆𝑳𝒘 和s’ 關聯性探討】,摘錄如圖示左下方的兩個圖示,並將「評估指標」對應的「管制標準」合併繪製,討論說明如下:
1. 兩個圖示,水平軸都是「動態剛性」s’,垂直軸則分別是「樓板衝擊音指標」𝑳𝒏,𝒘
及「樓板表面材衝擊音降低量指標」∆𝑳𝒘。
2. 由圖示曲線,以及相關係數分析,可以知道:𝑳𝒏,𝒘
和s’,以及 ∆𝑳𝒘
和s’,有良好的對應關係。
3. 由合併繪製的「評估指標」𝑳𝒏,𝒘
和s’ 所對應的「管制標準」,可以知道 𝑳𝒏,𝒘
越小,衝擊音的隔音越好,s’ 越小,衝擊音的隔音越好。最嚴格的區間是圖示的橘色區間。
4. 由合併繪製的「評估指標」∆𝑳𝒘 和s’ 所對應的「管制標準」,可以知道 ∆𝑳𝒘
越大,衝擊音的隔音越好,s’ 越小,衝擊音的隔音越好。最嚴格的區間是圖示的橘色區間。
由兩個圖示的討論,就可以發現,「動態剛性」s’ 和「樓板衝擊音指標」𝑳𝒏,𝒘
及「樓板表面材衝擊音降低量指標」∆𝑳𝒘,確實有明確的關聯性與對應關係,所以【建築技術規則建築設計施工編】就定義了對應的「管制標準」。
再觀察兩個圖示中,以圓圈所標示的兩個案例,其「動態剛性」s’ 是70 MN/m^3,已經超出法規的「管制標準」。不過呢,不管是「樓板衝擊音指標」𝑳𝒏,𝒘
或「樓板表面材衝擊音降低量指標」∆𝑳𝒘,卻都在法規的「管制標準」之內。換言之:如果,「動態剛性」s’ 超出法規的「管制標準」,「樓板衝擊音指標」𝑳𝒏,𝒘
或「樓板表面材衝擊音降低量指標」∆𝑳𝒘,仍有可能符合法規的「管制標準」。
最後,綜合本單元的討論:為什麼「緩衝材」的「動態剛性」可以做為「樓板」「衝擊音隔音」的「評估指標」?統整如下:
1. 回顧了主要的3個「樓板」「衝擊音隔音」的「評估指標」:𝑳𝒏,𝒘、∆𝑳𝒘、s’。
2. 分別探討了【𝑳𝒏,𝒘 和s’ 關聯性】以及【∆𝑳𝒘 和s’ 關聯性】,有確實的相關與對應。
3. s’ 不符合法規的「管制標準」,𝑳𝒏,𝒘
和 ∆𝑳𝒘 仍有可能會符合法規的「管制標準」。
4. 𝑳𝒏,𝒘
和 ∆𝑳𝒘符合法規的「管制標準」,不代表s’ 也會符合法規的「管制標準」。
在此,也補充說明我國法規【建築技術規則建築設計施工編】的立法精神,對樓板「衝擊音隔音」的3個「評估指標」,是屬於選項性質,不必要同時符合3個「評估指標」的「管制標準」,只要符合其中任何一個「評估指標」的「管制標準」,就符合「衝擊音隔音」的規定。
以上個人看法,請多指教!
王栢村
2021.09.27