《振動噪音科普專欄》為什麼會採用緩衝材的「動態剛性」做為樓板衝擊音的隔音設計依據？

這個單元是緩衝材「動態剛性」系列的第9篇。主題是：為什麼會採用「緩衝材」的「動態剛性」做為「樓板」「衝擊音」的「隔音設計」依據？

 

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」。

 

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。

 

知道以上的背景資訊，就可以來談：為什麼會採用「緩衝材」的「動態剛性」做為「樓板」「衝擊音」的「隔音設計」依據？主要有兩個理由：

 

1.      s’ 和 𝑳𝒏,𝒘 以及 s’ 和 ∆𝑳𝒘，有確實的相關與對應，可以用於評估「樓板」的「衝擊音隔音」，當然就需要符合法規的「管制標準」。在前一個單元：#239，【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」？】，已有深入的討論。

2.      如果是採用 𝑳𝒏,𝒘 或 ∆𝑳𝒘，做為「隔音設計」依據，在實驗測定上，試體的施工繁瑣、實驗設備門檻及成本高。相對地，若是採用s’ 做為「隔音設計」依據，其實驗測定上，是相對的簡單，雖然，s’ 的測定一點也不容易。

 

要測定 𝑳𝒏,𝒘 或 ∆𝑳𝒘，在樓板上方要有聲源室，下方要有受音室，需要龐大的實驗空間。測試的樓板面積必須 S > 10 m^2，例如：S = LxW = 3.0 m x 3.5 m = 10.5 m^2。這是大面積的樓板衝擊音隔音構造的測定方式。

 

要測定s’ ，「緩衝材」的試體就相對小很多，S = LxW = 0.2 m x 0.2 m = 0.04 m^2，是簡化的小面積的測試方法。在這個緩衝材「動態剛性」系列，已經有多篇的討論，不再贅述。

 

在ISO 9052-1或是CNS 16022之「動態剛性」s’ 測定，並沒有指定何種材料的「緩衝材」，也就是任何材質的「緩衝材」都可進行測定。但是，要注意：根據【建築技術規則建築設計施工編】規定，只限於「橡膠緩衝材」的「動態剛性」，才有被認可。

 

綜合一下這個單元的討論，首先瞭解樓板「衝擊音隔音」的法規【建築技術規則建築設計施工編】，有定義了3個「樓板」「衝擊音隔音」的「評估指標」Index，包括：𝑳𝒏,𝒘、∆𝑳𝒘 和s’，並有對應的「管制標準」Criterion。其次，說明了會採用「緩衝材」的「動態剛性」做為「樓板」「衝擊音」的「隔音設計」依據，有兩個理由：

 

1.      s’ 和 𝑳𝒏,𝒘 以及 s’ 和 ∆𝑳𝒘，有確實的相關與對應性。

2.      「緩衝材」的「動態剛性」s’ 的測定，是簡化的、小面積的測試方法，相對於要測定 𝑳𝒏,𝒘 或 ∆𝑳𝒘，其實驗測定上，是相對的簡單，雖然，s’ 的測定一點也不容易。

 

以上個人看法，請多指教！

 

王栢村

2021.09.28

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