第二章 文獻回顧與研究背景
第二節 樓板衝擊音隔音技術與緩衝材
樓板衝擊音為生活燥音，其主要形成因素為生活中人員，於上方生活空間之 人員因搬動家具、人員行走等直接衝擊於樓板產生之噪音，其為經樓板構造物傳 遞，傳遞路徑屬於固體傳音。鑒於上述之音源特性，樓板緩衝材設計主要考慮之 性能需能阻絕衝擊音於建築結構中之固體傳播，消散衝擊震動之能量。
一、樓板衝擊音隔音技術
樓板衝擊音之音源由來主要為上方居住人員走動衝擊樓板所致，衝擊音於衝 擊源直接衝擊於樓板表面或者試體面，其波動之傳遞透過固體介質進行傳播，同 時造成樓板結構體之震動，藉由此震動而形成固體與空氣介質間之固體-空氣間 之耦合而可視為新的振動噪音源，此新振源則會將衝擊音能量化為空氣音震動而 傳播至下層住戶空間中而形成樓板衝擊音。
(一)衝擊聲源類型與音源特性
實際之行走衝擊型態因每個人之走行方式、體重、步態、行走之速度快慢等 而有所變化與不同，Vian and Drouin等人曾對40個不同性別與步行狀態的人，於 14cm厚之混凝土樓板上進行實際之行走衝擊音量測，並求取其最大聲壓之時間 (t=35 ms)平均值，其量測結果可看出不同之人員腳步造成之衝擊音雖然於各頻帶 區域內具有類似的趨勢，但仍無一致之相關性，故無任何一種標準的步伐或行走 方式可精準的代表樓板衝擊音音源，經研究包含性別、體重、步態、腳所穿的鞋 子類型及腳部衝擊樓板時之速度等皆對衝擊音大小值有一定之影響。實驗上為了 克服前述衝擊源不易標準化之問題，及為了容易鑑別與檢測樓板衝擊音，後續才 由ISO組織建立ISO標準，並採用標準聲源(衝擊器Tamping machine)，對衝擊錘 之速度、落下高度、打擊的頻率等作定量之規定，以作為量測之標準衝擊聲源。
(二)樓板衝擊音於建築物中之傳播特性
關於衝擊音影響因子部分，依據呂奇穎等人相關研究指出樓板衝擊音之影響 因子可分為衝擊源、震動反應特性及音響放射(輻射)特性等3大部分，如圖2.3所 示，若以衝擊音阻絕之觀點來看，衝擊源特性實際上樣式變化頗大，主要可由震
動反應特性與音響放射特性來進行防治，其中又以震動反應特性為較有效之方式
圖 2- 4 樓板衝擊音影響因子 (資料來源: 呂奇穎等)
由於室內之聲音傳播路徑主要在兩室內空間內傳播，而室內兩空間內除隔間牆之 外，另外尚有地板及天花板兩者間影響，故依據ISO15712-1主要之聲音傳播路徑 約可分為4大路徑，如圖2.4所示
圖 2- 5 室內聲波傳播路徑 (資料來源: ISO15712-1)
傳播路徑可分為直接傳播路徑Dd、Fd及側向傳播路徑Df與Ff，其中直接傳播路 徑Dd為聲音直接由左側之聲源所在空間直接透過分間牆向右側之房間傳播，另 一種方式之直接傳播路徑Fd則聲音藉由左側之天花板為路徑，傳播至分間牆後再 透過分間牆傳播至另外一室內，與前者之差別除聲波通過之區域不同外，Fd路徑 並經過牆版構造物間接頭區域。
在衝擊音部分，由圖2-5、圖2-6所示依照構造物配置方式可分為兩類之建 築構件，分別為左圖之上、下相鄰空間以及右圖所示之左、右相鄰空間2種形式，
其中左圖中之路徑d為表示衝擊音直接透過樓板(分隔構件)傳播至下方接收室，
樓板橡膠緩衝材動態剛性性能分析之研究
此為直接傳播路徑，另外上圖中路徑
f 、
1f 等路徑則屬於側向傳播路徑，此時
2 衝擊音並非透過兩室間分隔構件直接傳播，而是藉由側向之牆體或樓板間之第2 個構造間接傳播到接收空間內，此時稱之為側向傳播路徑圖 2- 6 樓板衝擊音於建築兩相鄰空間之傳播路徑圖 (資料來源: ISO15712-1)
(三) 樓板構造類型與衝擊音之特性
樓板衝擊音之影響因素及特性，包含衝擊源(搬動物品、走路或物品掉落)之特性，
依據國外相關研究，樓板之構造組合隔音構造類型約可分為硬質表面材+緩衝材 類型構造、軟質表面材+緩衝材類型構造等2大類型，其衝擊音隔音特性亦有所不 同。
(1)硬質表面材+緩衝材類型構造
此類之表面材為如混凝土、磁磚、石英磚、磁磚等，搭配下方之緩衝材設計 阻絕衝擊音之傳播，據Warnock等人之研究，此類之樓板構造衝擊音傳播特性為 主要之能量傳播為高頻區域，亦即1k Hz以上之區域能量傳播是最大，故此類樓 板衝擊音下方居室所聽到衝擊音為較尖銳之衝擊聲，相關衝擊音能量特性如圖 2-7 所示。依據Warnock等人之研究指出此類樓板特性為高頻之聲音能量穿透比 率為較高，跟圖中之ASTM標準曲線比較之下，高頻區域穿透之能量形成不利偏 差，故降低了此類樓板之評定性能。前述之研究內容雖採ASTM衝擊音測試方法，
但因其試驗原理與國內常用之ISO/CNS方法相同，故具直接參考應用價值。
圖 2- 7 硬質表面材+緩衝材類型構造衝擊音特性圖 (資料來源: A. C. C. Warnock et. al.)
(2)軟質表面材+緩衝材類型構造
此類之樓板構造為採用如木質地板、硬木面材、等接合式表面材，其下鋪設 緩衝材料之樓板構造，此類型之樓板構造其衝擊音特性為主要傳播能量在低頻區 域(約略在250 Hz以下)，其構造之衝擊音特性如圖2-8 所示，因此如果要提升此 類構造之隔音性能，除了於下方填充纖維狀材料以削減高頻衝擊能量外，需另行 考量如何針對250 Hz以下低頻之能量削減。如前述之圖形衝擊音能量分布所示，
與ASTM標準曲線比較下可知，於63~250 Hz區域內之衝擊音傳播能量為主要影 響此類樓板隔音性能之主因。
圖 2- 8 軟質表面材+緩衝材類型構造衝擊音特性圖 (資料來源: A. C. C. Warnock et. al.)
(3)建築技術規則設計施工編第46條之樓板衝擊音隔音構造
國內建築技術規則於105年修正後，針對建築樓板衝擊音之防治提出新的規 定，法規設計上除性能式的規範外，另外亦參酌國內業界常用之材料於法規第 46-6條列舉6項之列舉式構造以供業界可以直接選用，本研究將構造其整理如表 2-2 所示
表 2- 1 建築技術規則防音規定「列舉式構造」表
法規編號 表面材 壓層 緩衝材 裸樓板
46-6 (一)
不受限 混凝土造地板
(厚度≧5 cm，
以鋼筋或鋼絲 網補強)
A RC 樓板 15 cm/鋼 承鈑式 RC 樓板 19 cm
46-6 水泥砂漿含地磚(厚度≧6 cm) A 同上
(二)
測結果中各頻帶隔音性能為資料庫，並選擇緩衝材厚度及表材厚度等2項主要影 響緩衝隔音性能之因子，來進行統計分析後發現目前橡膠墊類之影響主要因子為 緩衝材厚度，其次為表面材厚度；關於橡膠緩衝材性能曲線分析結果可知增厚橡 膠墊主要可對中頻及高頻率區段（315~1000Hz、1000~4000Hz）有明顯之提升隔 音性能效果，但對於低頻段315Hz以下區域則不顯著，而若配置方式以橡膠墊類 為緩衝吸收層，面材部份與前類不同採用室內常用之木地板表面層，由分析結果 發現木地板面材搭配橡膠隔音墊時，加厚緩衝材厚度僅部分提升2000Hz以上之隔 音量，其他差異較小，而如採用較薄的緩衝材（3.55mm）搭配稍厚之木地板（10mm）， 觀察其隔音曲線發現低頻帶因緩衝材較薄性能不足，搭配上木地板面材而有放大 噪音特性，但於其他頻帶隔音性能不錯，故橡膠墊之厚薄對低頻帶隔音性能有一 定之影響不同之趨勢。而於橡膠墊類緩衝材-無表面材類，配置方式以橡膠墊類 為緩衝吸收層，面材部份則不配置而使衝擊外力直接與緩衝材接觸，各測試結果 雖於中、高頻區域性能有變化，但對於315Hz以下之低頻區域此類配置緩衝性能 不佳，另外各試件間緩衝材料雖材質不同，但測試出來隔音曲線之形狀具有相當 類似之情形，此也可知相類似材料在同樣測試法下顯示出雷同之緩衝材行為，各 製造廠商不同雖無法量化評估其材料特性，但最後之 值相同厚度者差距約在
L
W 3 dB左右，此可供實務應用上之參考。另本研究統計自國內建築技術規則於105年修正後，由106年以來實驗室樓板 衝擊音之檢測案件構造案例，截至109年5月已通過測試之樓板「衝擊音隔音性能」， 適用防音規定隔音基準(ΔLw≧17 dB)之案例，合計共177件(測試業者共107家)，
經分析前面案例之構造類型，案例使用之表面材分別表面材包括水泥砂漿、混凝 土、架高木地板及木質地板等類型，另緩衝材包括橡膠、玻璃棉及岩棉等類型。
經分析前述之測試案件後，表面材共包含木地板、塑膠磚、地磚或石英磚等12 類，如圖2-9 所示，另分析表面材之使用比率如圖2-10 ，其中以使用水泥砂漿 及木地板類為大宗，分別佔28%及29%，第二多之類型為SPC石塑地板及磁磚或石
英磚，其佔比分別為14%及12%
(資料來源:本研究整理)
另除表面材外，本研究亦就攸關衝擊音隔音性能之緩衝材部分做分析，目前於個 案例中緩衝材之使用類型經統計為共10類，如圖2-11 所示，
圖 2- 11 適用防音規定隔音基準樓板構造-緩衝材分類統計圖 (資料來源:本研究整理)
其中以採用橡膠緩衝材為最多，發泡墊及纖維類則次之，另就使用比率分析如圖 2-12 所示，由前圖可知道緩衝材使用比率分別為橡膠墊佔48%，發泡墊佔14%，
隔音墊佔13%，發泡棉佔10%，纖維墊佔8%等，其他還有諸如PE/PU墊、複合材墊 等則佔較少之比率。由統計分析結果除橡膠墊使用比率占48%外，發泡墊、隔音 墊共計27%，可知自105年防音規定施行後，國內業界針對新規定亦投入相關研發 能量，研究產製多元類型之樓板緩衝材以因應法規及未來樓板隔音需求，帶動國 內建築產業之發展。
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
橡膠墊 發泡棉 隔音墊 發泡墊 波特板 避震塊 複合材墊 PU/PE墊 纖維墊 玻璃棉
件數
緩衝材
隔音構造緩衝材類型統計圖
圖 2- 12 適用防音規定隔音基準樓板構造-緩衝材分類統計圖