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纯技术角度谈楼上噪音问题

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看了很多吧里的血泪之诉,作为一个普通工程人员,感觉这个问题有必要好好研究一下,而且自己也住高层,虽然不多,但是偶尔也会受噪音影响。网上看了不少资料,也查了很多知网的论文,简单谈谈我对这个问题的分析,毕竟搞清楚问题是解决问题的第一步。
所谓“楼上噪音”准确讲并不是一个“噪音”问题,而是一个隔声问题。房屋建筑的基本功能之一就是隔绝户外的声音,而日常生活中隔声分为两种,空气隔声和撞击隔声。空气隔声很简单,就是隔绝其他房间通过空气传播的声音,比如说话声、电视声等等。撞击隔声,就是隔绝其他住户因撞击产生的声音,如走路声、关门声、跑跳声等等。吧里抱怨说话声、电视声这类噪音的很少,绝大多数都是撞击声,尤其是小孩跑跳,拖桌椅这一类。 其中原因就是跟现在的建筑材料有关——混凝土。


IP属地:天津1楼2021-02-10 14:28回复
    以前房屋都不高,一般6层左右,这类楼房的主体材料是砌体,也就是砖。一般砖墙作为承重墙,楼板采用混凝土板,我之前住的就是这种。空气隔声基本取决于材料的厚度,只要墙体、楼板够厚,声音就传不过来。而撞击隔声则不同,与材料性质有很大关系,越是松散、分散的材料越不容易传播撞击声。
    首先砖是一块一块砌起来的,中间又有砂浆灰缝,整个墙体是拼接起来的,各个方向性质不同,远不是个理想的弹性体,所以墙体基本不会传递撞击声。能传递撞击声的只有混凝土楼板,这大大减少了撞击噪音的严重程度,也不是完全没有噪音问题,但会小很多。
    而现在很多都是高层,动辄二三十层,建筑重量比以往的6层砖楼大得多,因此对材料的强度、刚度的要求也提高了。于是砌体结构被混凝土结构取代了,更准确的说是混凝土剪力墙结构,因为所有的承重墙体都是混凝土,这样才能保证承载几十层的重量。混凝土的强度、刚度远远超过砌体砖头,而且是整体浇筑,各向性质均匀,这样才能保证结构的受力。但是同样的,混凝土更接近理想的弹性材料,也就意味这它更有利于振动的传递。
    这方面钢铁其实是比混凝土更理想的材料,强度更高,传递振动的能力也更强,寺庙的钟声大家都知道。但是因为钢铁比混凝土贵得多,所以只能作为钢筋,少量的放在混凝土里,增加结构强度。试想所有墙体都用钢铁浇筑,那么我们就是住到了一口大钟里边,咳嗽一声都能振半天。


    IP属地:天津2楼2021-02-10 14:53
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      所以高层结构其实可以看成一个混凝土大钟,振动会通过楼板到墙体,一直传递下去,所以有时会发生你听到的其实不是楼上的声音,而是楼下的、甚至是更远处的。而混凝土墙体、楼板对空气隔声的能力都较强,所以楼上的说话声远远没有撞击声的影响那么大。
      原理搞清楚了,解决思路就有了,要想敲一口钟又不让它响怎么办呢?一类方法是堵住自己的耳朵,或者把自己包在一个密封隔音的空间里,或者不让别人去敲钟。这基本是就是贴吧里尝试的所有方式,但是常识和实践表明这似乎不是一个有效的办法。
      另一类方法就是反过来,把钟包住,或者把你总是容易敲的那部分包住,比如垫一层棉花再去敲,声音就会小很多。结合到实际情况,就是不要直接撞击混凝土,而是再上边做一层减振垫。这样撞击的能量大部分都会被垫子吸走,那么撞到混凝土并发出声音的能量就会小很多,声音自然也就小了。


      IP属地:天津3楼2021-02-10 15:08
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        撞击产生的声音也有定量的指标,称为“撞击声压级”。我查了国家规范以及知网的论文,早在06年就有这方面的研究了,并有一个大致的量化指标。

        光板混凝土的撞击声压一般为80db,而如果是直接在上边做地砖的话,因为地砖与混凝土是同一类材质,撞击声压基本不会有改善。而要基本达到65db,才能达到比较满意的程度。


        IP属地:天津5楼2021-02-10 15:21
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          下班了,接着写。
          06年的这篇论文《“健康住宅”楼板隔声技术探讨》里提到了一种工程上的解决方案——浮筑楼板(floating floor),在当时的健康住宅的两个试点小区做了尝试。采用的就是我上边提到的加减振垫的做法,在混凝土楼板施工完毕后,先铺上一层减震垫,15mm~20mm,然后再做面层铺地砖等等。效果很不错,测试结果声压级为60db左右,已经达到日本的标准。
          但很遗憾,从结果看,这个方法并没有被大面积推广。文中介绍减振材料为玻璃石棉或者挤塑聚苯板(俗称泡沫板),成本并不高,算上施工等综合成本每平米几十元左右。我想没有推广的原因,一方面虽然单价成本不高,但是一个小区算下来总数目就大了。另一方面像北方,本来地面就要铺设地暖层,再加上一个减振层,如果要保证房屋净高,总高度就要增加,也会增加建设成本,对精打细算的开发商来说,还是过于“奢侈”。
          国家对于房屋质量方面的关注,主要还是房子的安全性,对于北方还有房屋的保暖节能。冬天北方高层普遍比普通楼房暖和就是保暖节能这方面做得好,一方面采用地暖,而且房子外面包了一层保温层,就像穿了层棉大衣,保温效果确实没的说。但是撞击隔音这方面显然还没有提到日程上,这跟国家经济发展水平有一定关系,撞击噪音不像采暖,关系到每一个人,而是很大程度上跟你楼上邻居的人口年龄、生活习惯有关。比如我们这栋楼,一共28层,闹得最厉害其实只有两户,一家楼上一家楼下,楼上这家有小孩,经常跑跑跳跳。我家楼上是老两口,小朋友不常来,如果挺到比较大的声音,基本就是小朋友来串门了。所以国家虽然有相关规范,但是并没有强制要求,我目前查到的都是一些地方性的规范或图集,比如江苏、广西,有比较详细的隔声垫层的做法。


          IP属地:天津9楼2021-02-10 17:13
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            但对于赶上这种噪音骚扰的住户,确实挺痛苦的,偶尔楼上剁饺子馅,我也能体会这种感受。而且实话说从技术角度看,隔声措施是应该放到工程建设中统一考虑的,因为每户的减振隔声措施其实是为了你的下层,有很强的公共性,在房屋建设中解决是最合适的。
            而目前把这部分转嫁到住户身上,一方面住户没有相关知识,如果铺地板时铺设了质量比较好的地垫,还有一定的效果,如果是铺地砖,则隔声性跟普通混凝土没有区别。而楼上的这层减震垫,是楼下采用再多隔声措施也无法相比的。还是那个比喻,把钟敲响了在堵耳朵,远不如敲钟的时候垫上一层棉花。而楼上的这层减震垫,就是给混凝土楼板铺上一层棉花。如果每家都铺设,那么就相当于对所有声音源头做了处理,整栋楼也会安静很多。
            所以从技术上看,解决自己家的噪音问题,最根本的解决楼上的减振问题,但这个确实很难操作。装修是个低频次事件,成本又高,谁家也不愿意为了别人重新做一遍地面。但从原理分析以及现有资料看来,技术上看不到更为根本的解决方案。


            IP属地:天津11楼2021-02-10 17:42
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              参考文章列一下:
              “健康住宅”楼板隔声技术探讨, 2006;
              GB50118-2010 民用建筑隔声设计规范;
              DB32/T 3921-2020 居住建筑浮筑楼板保温隔声技术规程,江苏省地方标准;
              T/CECS 672-2020 浮筑楼板隔声保温系统应用技术规程;
              08J931 建筑隔声与吸声构造


              IP属地:天津13楼2021-02-10 17:58
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                再聊聊我对减振与隔音区别的理解,以及减振为什么比隔音更重要。声音的本质是振动,振动越大声音就越大。但是撞击本身并非一定会造成振动,比如敲棉花,就没有振动,也没多大声音。但是如果敲一块铁,就会当当响。减振的本质,就是让撞击产生的能量尽可能被减振材料吸收。比如浮筑楼板设置的减震垫,减振垫吸收了绝大部分撞击能量,只有很少一部分转化为混凝土的振动。混凝土楼板和墙体的振动小了,声音自然就小了。
                隔音的本质隔绝振动,就是撞击的能量已经转化为振动了,只是尽可能把这些振动隔绝在隔音层之外。这个难度想想就知道,撞击一旦完全转化为振动,将会随着混凝土楼板传递到混凝土剪力墙,即使楼板做了吸音吊顶,墙的振动怎么办。不是说没有用,但效果肯定是打折扣的。房屋隔音本质上与隔音耳塞是一样的,只不过耳塞是包住你的耳膜,而隔音是包住你的家。这个包围的范围越大,成本越高,密封起来也越难。
                很多人都关注隔音其实是因为让楼上邻居做减振地面实在是太难了,不得已退而求其次,但从技术分析和吧里很多人的实践来看,隔音不会完全没用,但是不要期望太高。


                IP属地:天津18楼2021-02-10 21:51
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                  今天又听到了剁饺子馅的声音,特意把耳朵贴到墙上,可以明显听到清脆的声音,而且里屋墙和外屋墙都有听到,可见混凝土墙体的传音多么厉害。


                  IP属地:天津27楼2021-02-11 13:00
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                    春节居家过年,没什么事,又研究了一下,汇报一下新的成果。
                    在知网上又找到了一篇论文,《浮筑楼板隔声问题的探讨》,这篇更早,1996年的,作者是大学建筑系的教师。文章内容跟我的分析看法基本一致,写的更全面严谨,因为年代早,这篇论文已经免费了,大家可以下载来看一下。为了方便大家,我把一些我认为重要的部分截图发上来:


                    IP属地:天津38楼2021-02-14 16:28
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                      IP属地:天津39楼2021-02-14 16:49
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                        大家注意,上边图片左边那个就是常见的浮筑楼板作法,注意红色圆圈的部分,用于隔振的弹性层到了墙边要顺着墙边立起来一定的高度。这样做的目的就是为了将二次装修的地面与混凝土楼板和墙体彻底的隔绝开,避免形成‘’声桥‘’。所谓声桥,就是两个物体之间的硬性连接,可以在物体间传递振动,起到了“桥”的作用。
                        图中的这个做法非常重要,但是如果这样做,房子的周圈就会露出这个弹性隔震层,无论是泡沫板还是橡胶垫,这个用很薄的踢脚板是很难遮挡住的,我想这是这个作法没有普遍化的一个重要原因。


                        IP属地:天津40楼2021-02-14 17:03
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                          IP属地:天津42楼2021-02-14 17:09
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                            这篇文章基本上吧里讨论的问题基本都提到了,总而言之就是:
                            每层地面做隔振的效果,远好于每层屋顶做隔声吊顶;另外地面做隔振,一定注意将地面面层与楼板和墙体彻底隔绝,避免形成声桥,不然前功尽弃。
                            这篇文章作者是建筑系的,实际工程中隔声的设计内容也是放在建筑专业的,《民用建筑隔声设计规范》也是建筑规范。不知道吧里有没有建筑师,有没有考虑过这个问题?本人也是设计人员,但不是建筑专业,也很少涉及民用领域。但是既然我可以查到这些资料,建筑专业从业人员肯定比我更了解,不知道为什么忽视了。


                            IP属地:天津43楼2021-02-14 17:19
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                              聊聊背锅的问题,吧里很多人因为噪音问题长期得不到解决,非常难受,迁怒于zf或kfs。但是这两天查资料,发现至少在北方,有地暖的高层,这个锅不该都让kfs背。
                              因为国家对采暖及节能的重视,北方高层的地暖基本是标配了,我家是天津,我查了一下本地的地暖作法图集,12J1《天津市建筑设计标准图集》,是一般工程中通常采用的做法,见下图:

                              在地暖层下面,混凝土楼板之上,是有一层20mm厚的泡沫板的,这个是保温板,防止地暖热量散失的。但是这层板也是非常好的隔振材料,20mm已经足够厚了,2006年《“健康住宅”楼板隔声技术探讨》这篇论文的隔振垫层就是这个厚度,隔声效果非常好,62db,已经达到日本的标准。
                              现在施工验收是很严格的,一般不会偷工减料,而且泡沫板这东西也很便宜,犯不上。那么为什么做了隔振层,怎么没有产生浮筑楼板的效果呢?我认为重要原因就是因为“声桥”。

                              40楼说过这个问题,上图更直观一些,图中绿色的是隔音垫,也就是这层20mm的泡沫板,注意它并不只是楼板上有,墙的侧面也必须有,图里的隔音垫翻边基本跟最终的精装底板齐平。这样才能将由地暖层和二次装修地面组成的"浮筑层"与混凝土楼板和墙体彻底隔绝开,楼板上的所有振动都被隔音垫吸收,既不会传到楼板,也不会传到墙体。
                              但是至少我在当时收毛坯房时没有看到这圈墙边的隔音垫,如果有的话它应该高出室内地面,即使跟地面一样高的话应该也可以看到。所以我认为这20mm的泡沫板只在地暖层下面做了,而墙边这一圈没有做,这样地暖层以及二次装修的地面,至少80mm左右,是与混凝土墙体紧密连接的。这层地面很厚,而且是很硬的刚性地面,其与混凝土墙之间形成“声桥”,地面的振动虽然在垂直方向被泡沫板阻断了,但是却可以水平方向传递到混凝土墙上,通过墙体向各层传递。过年期间我在全屋各个房间的墙上都可以听到剁馅的声音,楼板太高不方便听,我认为墙体是主要的传音途径,楼板很可能根本没有传音,有机会我会尝试验证一下。
                              这层泡沫板虽然是为了保温,但是同样可以兼做隔振层,如果只是因为墙体周圈没有放泡沫板形成“声桥”,造成这层泡沫板没发挥作用,感觉实在太浪费了。这个我会再验证一下,咨询下建筑设计人员,是否设计了这一圈翻边。这个从工程上看很容易实现,全屋泡沫板都铺了,不差这一圈翻边。如果是设计失误或重视不够疏忽了,那么建筑设计方是要背这个锅的。


                              IP属地:天津47楼2021-02-14 19:50
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