《振動噪音科普專欄》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?

 

這個單元是緩衝材「動態剛性」系列的8。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,𝒘CNS 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𝑳𝒘CNS 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sCNS 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.      SensorCNS國家標準有對應的規定。

3.      MeasurementCNS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,𝒘𝑳𝒘s

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:IndexValueCriterion。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,𝒘𝑳𝒏,𝒘 < 58 dB𝑳𝒏,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𝑳𝒘𝑳𝒘 > 17 dB𝑳𝒘 > 20 dB𝑳𝒘 > 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^3s < 55 MN/m^3s < 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 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, ISBN978 -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 s關聯性探討】以及【𝑳𝒘 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 s,以及 𝑳𝒘 s,有良好的對應關係。

3.      由合併繪製的評估指標𝑳𝒏,𝒘 s 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 s 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s70 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,𝒘𝑳𝒘s

2.      分別探討了【𝑳𝒏,𝒘 s 關聯性】以及【𝑳𝒘 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 𝑳𝒘 仍有可能會符合法規的「管制標準」。

4.      𝑳𝒏,𝒘 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評估指標」,是屬於選項性質,不必要同時符合3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

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