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不同類型樓板緩衝材對室內整體衝擊音之影響

前面之研究已經針對室內空間樓板衝擊音整體評估方法進行探討,同

時也分別對上下相鄰、左右相鄰等不同空間建立樓板衝擊音室內評估計算 流程,由於樓板緩衝材之多樣化與不同地域所使用之材料不同,對於室內 相鄰空間之緩衝性能影響量皆有所相異,依據本所 103 年國內目前對於國 內樓板緩衝材隔音性能之相關研究,目前國內常用之樓板緩衝材料可分為 橡膠毯類緩衝材、減震桶/減震塊類緩衝材、高分子或塑膠類緩衝材及多纖 維孔隙類緩衝材等 4 類。

本節將由以往之樓板緩衝材料實驗室之實測結果,選取不同之實測案 例來進行室內相鄰空間樓板緩衝計算,案例部分分別選擇木地板、花崗岩 地板加設彈性墊、木地板 RC 表面層加設彈性墊,及架高木地板 RC 表面 層加設彈性墊等 4 個實測案例進行分析

(一) 實測案例 1-木地板 8 mm

本案例為國內建築常見之樓板構造,為 12 cm 厚 RC 樓板上面鋪設 8 mm 厚之木地板,於性能實驗中心 R2/R3 樓板衝擊音實驗室鋪設完成後以 ISO 140-6 測試規範進行實測,如圖 5.1 所示

圖 5.1 案例 1-8 mm 厚木地板測試情形(資料來源:本研究整理)

經由測試後其衝擊音隔音性能實驗室測試結果如下所示

頻率 (Hz)

100 125 160 200 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000 2500 3150 4000 5000

Ln 61.7 64.5 64.8 62.2 62.2 62.7 63 63.6 61.4 58.1 53.1 47.4 43.8 38.7 34.9 31.6 29.4 24.8

其單一數值性能為 Ln,w(CI)= 59(-1) dB

樓板包含 RC 及木地板其單位面積重量為

294.75 kg /m

2

接下來續計算上下分隔樓板、內部牆體構件及外部牆體構件之衝擊音隔音 性能值

(1)上下兩室分隔樓板

上下兩室分隔樓板

m

/

 294 . 75 kg / m

2

f

c

 134 Hz

s

20m2

可由實驗結果將分隔樓板參數計算如下表所示

表 5.1 上下兩室分隔樓板計算表(本研究整理)

輸入值

45.13 39.49 40.58 50.73 59.13 65.89 dB

2.各節點輸入參數整理及化算為現場性能值

牆體:

a

situ(由式 3.15) 2.91 3.44 4.19 5.25 6.75 8.88

situ

situ

R

f, (由表 5.2) 35.55 31.97 28.79 36.31 44.61 46.4 dB

situ Df

D

V, , (由表 5.5) 11.71 11.85 12.03 12.29 12.62 13.05 dB

) / lg(

5 S

i

S

j 1 1 1 1 1 1 dB

Df

L

n, (由式 3.19) 58.94 57.35 63.32 53.3 38.6 25.9 dB

(3)透過外部構件之側向傳播路徑傳播之聲音能量 由式(3.19)可得到下列結果

表 5.9 透過外部構件側向傳播路徑衝擊音參數計算表(資料來源:本研 究整理)

頻率 125 250 500 1k 2k 4k Hz

situ

L

n, (由表 5.1) 61.5 59.4 60.9 50.6 36.5 27.5 dB

L

situ

(由表 5.2) 0 0 0 0 0 0 dB

建築室內相鄰空間樓板衝擊音整體評估之研究

situ

R

i, (由表 5.1) 55.8 53.5 59.7 68.3 76.1 71.3 dB

situ

R

f, (由表 5.3) 45.13 39.49 40.58 50.73 59.13 65.89 dB

situ Df

D

V, , (由表 5.5) 11.71 11.85 12.03 12.29 12.62 13.05 dB

) / lg(

5 S

i

S

j 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 dB

Df

L

n, 53.62 53.05 56.93 45.59 30.86 15.65 dB

(4)整合直接及側向傳播路徑傳播之聲音總能量

透過式(3.9)綜合考量透過樓板自身傳導之衝擊音直接傳播路徑,及透過外 部與內部構件傳播之側向傳播路徑之各衝擊音能量,最後可將建築整體構 造之衝擊音整理如下表所示

表 5.10 整合之傳播路徑衝擊音參數計算表(資料來源:本研究整理) 頻率 125 250 500 1k 2k 4k Hz

L

直接傳播 61.5 59.4 60.9 50.6 36.5 27.5 dB

內部構件 間接傳播,

L

58.94 57.35 63.32 53.3 38.6 25.9 dB

間接傳播,外部構件

L

53.62 53.05 56.93 45.59 30.86 15.65 dB

建築物整體衝擊音 66.01 64.32 69.12 58.99 44.4 32.47 dB

(二) 實測案例 2-花崗岩地板 20 mm 下鋪設 3.5 mm 彈性墊

本案例為國內建築常見之樓板構造,為 12 cm 厚 RC 樓板上面鋪設 20 mm 厚之花崗岩地板,緩衝層部分為 3.5 mm 之軟質彈性墊,於性能實驗中 心 R2/R3 樓板衝擊音實驗室鋪設完成後以 ISO 140-6 測試規範進行實測,

如圖 5.2 所示

圖 5.2 案例 2-20 mm 厚花崗岩地板加軟質彈性墊測試情形(資料來源:本 研究整理)

經由測試後其衝擊音隔音性能實驗室測試結果如下所示

頻率 (Hz)

100 125 160 200 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000 2500 3150 4000 5000

Ln 67.1 72 67.9 68.7 66.2 65.1 64.1 60.9 57.4 55.6 52.5 48.2 45 42 40.5 38.1 35.1 33

其單一數值性能為 Ln,w(CI)= 61(1) dB

樓板包含 RC 及花崗岩地板及彈性墊其單位面積重量為

374.9 kg /m

2

接下來續計算上下分隔樓板、內部牆體構件及外部牆體構件之衝擊音隔音 性能值

(1)上下兩室分隔樓板

可由實驗結果將分隔樓板參數計算如下表所示

頻率 125 250 500 1k 2k 4k Hz

結果

R

f,situ(公式 3.10.2)

45.13 39.49 40.58 50.73 59.13 65.89 dB

2.各節點輸入參數整理及化算為現場性能值

表 5.15 外部牆體構件節點衝擊音參數計算表(資料來源:本研究整理)

表 5.17 直接傳播路徑衝擊音參數計算表(資料來源:本研究整理)

L

situ

0 0 0 0 0 0 dB

situ

R

i, 56.82 54.4 60.6 69.13 76.78 71.85 dB

situ

R

f, 32.76 33.44 30.01 37.3 45.39 47 dB

situ Df

D

V, , 12.57 13.01 13.53 14.15 14.87 15.68 dB

) / lg(

5 S

i

S

j 1 1 1 1 1 1 dB

Df

L

n, (由式 3.19) 66.22 60.77 59.86 51.59 40.3 29.49 dB

(3)透過外部構件之側向傳播路徑傳播之聲音能量 由式(3.19)可得到下列結果

表 5.19 透過外部構件側向傳播路徑衝擊音參數計算表(資料來源:本 研究整理)

頻率 125 250 500 1k 2k 4k Hz

第五章 不同類型樓板緩衝材對室內整體衝擊音之影響

situ

L

n, 61.5 59.4 60.9 50.6 36.5 27.5 dB

L

situ

0 0 0 0 0 0 dB

situ

R

i, 56.82 54.4 60.6 69.13 76.78 71.85 dB

situ

R

f, 36.07 30.91 32.61 43.47 52.67 60.3 dB

situ Df

D

V, , 12.64 12.78 12.97 13.23 13.57 14 dB

) / lg(

5

S

i

S

j 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 dB

Df

L

n, 66.25 61.76 58.62 48.93 37.47 24.02 dB

(4)整合直接及側向傳播路徑傳播之聲音總能量

透過式(3.9)綜合考量透過樓板自身傳導之衝擊音直接傳播路徑,及透過外 部與內部構件傳播之側向傳播路徑之各衝擊音能量,最後可將建築整體構 造之衝擊音整理如下表所示

表 5.20 整合之傳播路徑衝擊音參數計算表(資料來源:本研究整理) 頻率 125 250 500 1k 2k 4k Hz

L

直接傳播 72 66.2 60.9 52.5 42 35.1 dB

內部構件 間接傳播,

L

66.22 60.77 59.86 51.59 40.3 29.49 dB

間接傳播,外部構件

L

66.25 61.76 58.62 48.93 37.47 24.02 dB

建築物整體衝擊音 75.14 69.66 66.87 58.38 47.29 37.9 dB

(三) 實測案例 3-架高木地板與混凝土表面層,及下鋪設 15 mm 厚彈性墊 緩衝層

本案例架高木地板及 RC 表面層,其為 15 mm 厚木質地板及下方鋪設

15.73 mm 之軟質彈性墊,為複層設計之緩衝樓板,於性能實驗中心 R2/R3 樓板衝擊音實驗室鋪設完成後以 ISO 140-6 測試規範進行實測,如圖 5.3 所示

圖 5.3 案例 3 20 mm 厚架高木地板含混凝土加軟質彈性墊樓板緩衝材測 試情形(資料來源:本研究整理)

經由測試後其衝擊音隔音性能實驗室測試結果如下所示

頻率 (Hz)

100 125 160 200 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000 2500 3150 4000 5000

Ln 59.2 54.8 52.2 51.4 46.7 44.9 39.3 31.9 25 22.7 19.1 15.3 12.6 10.7 9.1 8.6 8.6 9.3

其單一數值性能為 Ln,w(CI)= 45(2) dB

樓板包含 RC 層、高架木地板及彈性墊緩衝層,其單位面積重量為

290 kg /m

2

(1)上下兩室分隔樓板

表 5.22 內部牆體衝擊音參數計算表(本研究整理)

現場值

45.13 39.49 40.58 50.73 59.13 65.89 dB

2.各節點輸入參數整理及化算為現場性能值

由節點兩側之質量比值

m

i

/ m

i

 190 / 290

,

K

Df

 7 dB

,可得到節點性能如下

(2)透過內部構件之側向傳播路徑傳播之聲音能量 由式(3.19)可得到下列結果

表 5.27 透過內部構件側向傳播路徑衝擊音參數計算表(資料來源:本研究 整理)

頻率 125 250 500 1k 2k 4k Hz

situ

L

n, 51.71 43.75 29.12 16.53 8.38 6.56 dB

L

situ

0 0 0 0 0 0 dB

situ

R

i, 55.71 53.35 59.62 68.23 75.98 71.16 dB

situ

R

f, 37.26 33.44 30.01 37.3 45.39 47 dB

situ Df

D

V, , 12.65 13.08 13.60 14.22 14.93 15.74 dB

) / lg(

5 S

i

S

j 1 1 1 1 1 1 dB

Df

L

n, (由式 3.19) 47.28 39.62 29.32 16.78 7.75 1.9 dB

(3)透過外部構件之側向傳播路徑傳播之聲音能量 由式(3.19)可得到下列結果

表 5.28 透過外部構件側向傳播路徑衝擊音參數計算表(資料來源:本 研究整理)

頻率 125 250 500 1k 2k 4k Hz

situ

L

n, 51.71 43.75 29.12 16.53 8.38 6.56 dB

L

situ

0 0 0 0 0 0 dB

situ

R

i, 55.71 53.35 59.62 68.23 75.98 71.16 dB

situ

R

f, 36.07 30.91 32.61 43.47 52.67 60.3 dB

建築室內相鄰空間樓板衝擊音整體評估之研究

situ Df

D

V, , 12.72 12.86 13.04 13.29 13.63 14.06 dB

) / lg(

5 S

i

S

j 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 dB

Df

L

n, 47.31 40.61 28.08 14.12 4.91 0 dB

(4)整合直接及側向傳播路徑傳播之聲音總能量

透過式(3.9)綜合考量透過樓板自身傳導之衝擊音直接傳播路徑,及透過外 部與內部構件傳播之側向傳播路徑之各衝擊音能量,最後可將建築整體構 造之衝擊音整理如下表所示

表 5.29 整合之傳播路徑衝擊音參數計算表(資料來源:本研究整理) 頻率 125 250 500 1k 2k 4k Hz

L

直接傳播 54.8 46.7 31.9 19.1 10.7 8.6 dB

內部構件 間接傳播,

L

47.28 39.62 29.32 16.78 7.75 1.9 dB

建築物整體衝擊音 57.13 49.33 36.77 23.98 15.15 10.91 dB

(四) 實測案例 4-樓板材仍使用案例 1 之木地板 8 mm,但外牆改用 4 吋磚 牆配置,樓板構造細部為 12 cm 厚 RC 樓板上面鋪設 8 mm 厚之木地板,

外牆 4 吋磚牆之隔音量值則由實驗室實測結果進行輸入,由案例 1 可知樓 板衝擊音實測之隔音量結果如下表所示

經由測試後其衝擊音隔音性能實驗室測試結果如下所示

頻率 (Hz)

100 125 160 200 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000 2500 3150 4000 5000

Ln 61.7 64.5 64.8 62.2 62.2 62.7 63 63.6 61.4 58.1 53.1 47.4 43.8 38.7 34.9 31.6 29.4 24.8

其單一數值性能為 Ln,w(CI)= 59(-1) dB

樓板包含 RC 及木地板其單位面積重量為

294.75 kg /m

2

接下來續計算上下分隔樓板、內部牆體構件及外部牆體構件之衝擊音隔音 性能值

(1)上下兩室分隔樓板

上下兩室分隔樓板

m

/

 294 . 75 kg / m

2

f

c

 134 Hz

s

20m2

可由實驗結果將分隔樓板參數計算如下表所示

表 5.31 上下兩室分隔樓板計算表(本研究整理)

輸入值

2.各節點輸入參數整理及化算為現場性能值

樓板:

a

situ(由式 3.15)

(3)透過外部構件之側向傳播路徑傳播之聲音能量

Df

L

n,

54.96 49.16 51.59 42.14 29.14 15.24 dB

(4)整合直接及側向傳播路徑傳播之聲音總能量

透過式(3.9)綜合考量透過樓板自身傳導之衝擊音直接傳播路徑,及透過外 部與內部構件傳播之側向傳播路徑之各衝擊音能量,最後可將建築整體構 造之衝擊音整理如下表所示

表 5.39 整合之傳播路徑衝擊音參數計算表(資料來源:本研究整理) 頻率 125 250 500 1k 2k 4k Hz

L

直接傳播

61.5 59.4 60.9 50.6 36.5 27.5

dB

內部構件 間接傳播,

L

58.70 56.75 62.32 51.87 36.75 23.59

dB

間接傳播,外部構件

L

54.96 49.16 51.59 42.14 29.14 15.24

dB

建築物整體衝擊音

65.97 63.75 68.12 57.73 42.89 31.07

dB

圖 5.4 Case1~4 衝擊音評估結果隔音量圖(資料來源:本研究整理)

由圖 5.1 可觀察得到比較 case1 之木地板表面材與 case2 之花崗岩表面材兩 者之隔音量曲線,可得之花崗岩之硬質表面材對於 250 Hz 以下低頻音具有 較差之阻絕隔音效果,木質地板於此範圍之阻隔效果則明顯可看出,另外 比較 case1 與 case4 之隔音量曲線可知於 case4 改變外牆為較高單位面積重 量之磚牆,對於建築整體之隔音量有些許之減量,但相關效果幅度不大。

若將各案例之單純樓板隔音性能與評估後之建築物整體性能繪製於同一圖 內,如下面各圖所示

圖 5.5 Case1 樓板與建築物衝擊音隔音量比較圖(資料來源:本研究整理)

由上圖可知建築整體性能較單純樓板之隔音性能於各頻帶區域內均有折 減,約為 3 至 5 dB,此部分為側向傳播之貢獻量所致,而不同型式之緩衝 材(case2~case4)為以下各圖所示

圖 5.6 Case2 樓板與建築物衝擊音隔音量比較圖(資料來源:本研究整理)

圖 5.7 Case3 樓板與建築物衝擊音隔音量比較圖(資料來源:本研究整理)

圖 5.8 Case4 樓板與建築物衝擊音隔音量比較圖(資料來源:本研究整理)

觀察圖 5.3 至 5.5 可看出雖屬不同類型之樓板緩衝材,但其皆與 case1 相同 具有樓板與建築物差距 3 至 5 dB 側向傳播之貢獻量,由此可見側向傳播對 建築物整體隔音量之折減行為類似,且具有相類同之數值,此特性可供實 務上之建築物樓板衝擊音評估使用,另外比較圖 5.2 與圖 5.5 可知相同之樓 板配置型式但改變外牆型式對於建築整體衝擊音性能有些許之影響,但量 約 0.5~1.5 dB 其數值不大,但說明改用較重質的外牆也對建築整體之衝擊 音具有影響。

第六章 結論與建議