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樓板衝擊音之實驗室量測分析與隔音構造施工

第 一 節 樓 板 衝 擊 音 實 驗 室 量 測 方 法

壹 、 樓 板 衝 擊 音 量 測 分 析 方 法 概 述

本研究依CNS 15160-6樓板衝擊音量測法、CNS 15160-8樓板衝擊音降低量量測 法標準,於實驗室進行樓板衝擊音隔音性能之量測,依照量測結果計算平均衝擊聲 壓位準L,並求得正規化衝擊聲壓位準值Ln,最後計算衝擊聲壓位準降低量值ΔL。並 依CNS 8465-2轉換為單一數值參量進行衝擊音隔音等級評定,計算加權正規化衝擊 聲壓位準Ln,w值及加權衝擊聲壓位準降低量ΔLw

就本所100年度建築隔音性能基準及法制化研究之隔音法規建議草案中列舉之 樓板構造,於本所建築音響實驗館進行樓板衝擊音及降低量量測與性能評定,並探 討其施工條件,符合CNS規定之標準試體(面積10.6 m2);另選定多組具代表性之樓 板構造小試體(面積0.36 m2),進行衝擊音降低量相對差值之實驗探討,作為樓板衝 擊音隔音隔音構造設計指引之參考。

貳 、 樓 板 衝 擊 音 隔 音 量 量 測 相 關 規 範

本研究參照CNS 15160-6、CNS 15160-8 於標準實驗室進行各種樓板試體組構方 式之量測,並建立標準量測程序,其詳細規範如表 3-1.1。

參 、 實 驗 境 界 與 條 件

1. 實驗場地為本所(ABRI)性能實驗中心音響實驗館,此測試實驗室由上下兩間相 鄰之實驗室所組合而成(R2:聲源室,R3:接收室),如表 3-1.1。

2. R2/R3 兩迴響室均採用七面體之結構形式設計,各邊尺寸為非整數比,開面積 為10.6 m2(尺寸為 4.06 m 2.6 m),實驗室備有厚度 120 mm、140 mm、及 150 mm 之標準RC 裸樓板各一組。

3. 實驗室目前取得 ISO 140-6 、ISO 140-8 、ASTM E492 、JIS A1418-1 、JIS A1418-2 等項測試規範之 TAF 認證,可量測之最大隔音量 R’max 為 78 dB,隔 音等級宣告以ISO 717-2、CNS 8465-2 之隔音等級 Ln,w及減音量ΔLw為基準。 4. 衝擊音之產生方式可分為輕量衝擊音與重量衝擊音兩種,輕量衝擊音產生方式

採用Tapping machine 連續敲擊以發出高頻衝擊音,重量衝擊音產生方式則採用 Impact Ball 掉落以發出低頻衝擊音。

表 3-1.2 R2、R3 迴響室內容概要

項目 內容

實驗室名稱 R2 迴響室(聲源室) R3 迴響室(受音室)

室容積 220 m3 250 m3

量測頻率範圍 100~5000 Hz 100~5000 Hz

標準規範適用情形

此實驗室目前取得ISO 140-6 、ISO 140-8 、ASTM E492 、JIS A1418-1 、 JIS A1418-2 等項測試規範之 TAF 認證,可量測之最大隔音量 R’max 為 78dB

隔音等級宣告基準 ISO 717-2、CNS 8465-2 之隔音等級 Ln,w及降低量ΔLw

(資料來源:ABRI)

圖 3-1.1 R2 迴響室平面圖 (資料來源:ABRI)

圖 3-1.2 R2、R3 迴響室剖面示意圖 (資料來源:ABRI)

聲源室

受音室

肆 、 樓 板 衝 擊 音 量 測 程 序 與 評 定 方 式

樓板衝擊音之隔音性能量測之衝擊源可分為輕量衝擊源和重量衝擊源,其衝擊源則 依照標準,如表3-1.3,量測系統示意圖如圖 3-1.3。輕量衝擊其頻譜特性近似於高跟鞋 走動及小物體掉落,而重量衝擊源則是模擬小孩跳動之衝擊音。

表 3-1.3 輕量及重量衝擊源相關規範

輕量衝擊源 重量衝擊源

(1) 輕量衝擊源應有 5 個錘處於同一線上。

(2) 相鄰錘頭之中線間隔距離應為 100 ± 3 mm。

(3) 錘頭具有 500 g 之有效質量,且由 40 mm 高度 自由落下。

(1) 為橡膠空心球,直徑 180 mm,厚度為 30 mm。

(2) 有效質量 2500 ± 100 g,由 1 m 高度自由落 下。

(資料來源:本研究整理)

圖 3-1.3 R2、R3 量測系統示意圖

(資料來源:本研究整理)

一、輕量衝擊源樓板衝擊音及降低量實驗室量測程序 13331 規定之音壓校正器(B&K 4231, sn/2402631),符合 IEC 61260 規定之功率擴大 器及配屬之無指向性聲源功率放大器,輕量衝擊器,實驗儀器詳細規格整裡於下表 3-1.4。

表 3-1.4 實驗儀器規格

項目 內容

輕量衝擊源 Tapping Machine B&K 3207, sn/2403147

頻譜分析儀 Pulse-3560E, sn/2411723

音效校正器 B&K 4231, sn/2402631

無指向性聲源系統 B&K 4296

無指向性聲源功率放大器 B&K 2716, sn/2372892

微音器 B&K 4943 6

放大器 B&K 2669

電腦系統 HP Compaq d330uT, sn/SGH-41002DC

衝擊音隔音量測試軟體 B&K 7842-TW-003

風記錄受音室之衝擊聲壓位準,由分析儀器顯示受音室之位準值,量測相關規定如 下:

(一)儀器較正

以聲壓校正器進行麥克風校正。

(二)聲源位置設定

受音室迴響時間量測應於受音室設定1 個聲源位置,距離室邊界 1.5 m 以上;

衝擊音須由輕量衝擊源產生,平均分布 5 個位置在樓板上,衝擊錘連成之線與邊界 方向成45°並與樓板邊界距離 0.5 m 以上;敲擊開始後,須等噪音位準穩定後再開始 進行量測。

(三)麥克風位置設定

受音室迴響時間量測於受音室設定6 個麥克風位置,與聲源離 1.0 m 以上,任 一麥克風距離0.7 m 以上,各測點取 3 次量測平均值。受音室背景噪音量測於受音 室設定6 個麥克風位置,任一麥克風距離 0.7 m 以上,各點量測 3 次取平均值。受 音室聲壓位準量測時,受音室之麥克風須配合5 個聲源位置,設定 6 個位置之測點,

且任一麥克風距離0.7 m 以上,與試體須距離 1 m 以上。

(四)小試體分佈位置

本實驗採用之小試體尺寸為0.6 m 0.6 m,符合可乘載輕量衝擊源之規定,並 均勻分布於標準樓板之上5 處與邊界方向成 45°並與樓板邊界距離 0.5 m 以上。

(五)構造隔音性能之評定

結果數值計算後,依CNS 8465-2 衝擊音隔音等級評定方法轉換為單一數值參量,

分別計算加權正規化衝擊聲壓位準 Ln,w及將裸樓板之各頻率值減有表面材之 Ln值取 得差值後,將CNS 8465-2 中所規範之裸樓板各頻率值減去上述所得之差,相減後之 各頻率值利用不利偏差計算 Ln,r,w,再使用規範中規定之78 dB 減去 Ln,r,w求得 Lw

Lw詳細計算內容如以下公式1~4。其中, , 之值,依據 CNS 8465-2 規範平

移不利偏差,不利偏差總和需小於32 dB,求得 Ln,r,w

二、重量衝擊源樓板衝擊音隔音性能實驗室量測程序

使用垂直緊鄰之兩室,上室為聲源室,下室為受音室。兩室之間供有安裝測試 樓板表面材之標準樓板隔開,本實驗使用之標準樓板厚度為120 mm。衝擊源敲擊後,

於受音室接收穩定聲源之後,將由微音器作記錄器,由分析儀顯示受音室之聲壓位 準,以1/1 倍頻帶進行量測,中心頻率涵蓋範圍為 63 ~ 1000 Hz,結果運算頻率為 63 ~ 500 Hz。

量測儀器包括符合CNS 7129 及 CNS 13583 規定之 10 頻道分析儀,符合 CNS 13331 規定之音壓校正器(B&K 4231, sn/2402631),符合 IEC 61260 規定之功率擴大 器及配屬之無指向性聲源功率放大器及重量衝擊器,實驗儀器詳細規格整裡於下表 3-1.6。

表 3-1.6 實驗儀器規格

設備儀器 型號

重量衝擊源 Rubber Ball RION YI-01, sn/010055B

頻譜分析儀 Pulse-3560E, sn/2411723

音效校正器 B&K 4231, sn/2402631

無指向性聲源系統 B&K 4296

無指向性聲源功率放大器 B&K 2716, sn/2372892

微音器 B&K 4943 6

放大器 B&K 2669

電腦系統 HP Compaq d330uT, sn/SGH-41002DC

衝擊音隔音量測試軟體 B&K 7842-TW-003

(資料來源:ABRI)

受音室背景噪音量測程序為待量測儀器設後,以麥克風記錄噪音量,由分析儀 顯示背景噪音值;受音室聲壓位準量測程序為輕量衝擊源敲擊後,待受音室充穩定 聲源訊號後,以麥克風記錄受音室之衝擊聲壓位準,由分析儀器顯示受音室之位準 值。量測相關規定如下:

(一)儀器較正

以聲壓校正器進行麥克風校正。

(二)聲源位置設定

受音室迴響時間量測應於受音室設定1 個聲源位置,距離室邊界 1.5 m 以上;

衝擊音須由重量衝擊源產生,平均分布 5 個樓板位置上;須等噪音位準穩定後再進 行量測,衝擊源落下高度介於0.9 m~1 m 間,衝擊源相關規範如表 3-2.5。

(三)麥克風位置設定

受音室之背景噪音量測,於受音室中設定6 個麥克風位置,任一麥克風距離 0.7 m 以上,各點量測 2 次取平均值。受音室聲壓位準量測時,受音室之麥克風須配合 5 個聲源位置,設定 6 個位置之測點,且任一麥克風距離 0.7 m 以上,與試體須距離 1 m 以上。

(四)小試體分佈位置

本實驗採用之小試體尺寸為0.6 m 0.6 m,並均勻分布於標準樓板之上 5 處與 邊界方向成45°並與樓板邊界距離 0.5 m 以上。

(五)構造隔音性能之評定

結果數值計算後,依 JIS-1419-2 衝擊音隔音等級評定方法轉換為單一數值參量 分別計算 Li,Fmax,r,H(2)Lr

第 二 節 試 體 組 構 方 式 與 量 測 裝 置

實驗於本所性能實驗中心音響實驗館進行,受音室中一共架設 6 組微音器如圖 3-2.1,及 1 組無指向性聲源系統,圖 3-2.2 為無指向性聲源系統,其用途為量測受 音室之迴響時間。

圖 3-2.1 受音室微音器架設

(資料來源:本研究整理)

圖 3-2.2 無指向性聲源

(資料來源:本研究整理)

本次實驗採用 CNS15160-8 進行量測與評定,故須在試體放置及量測之前先進 行裸樓板之量測,以便後續評定△ Lw,下圖3-2.3 為裸樓板量測現況圖,衝擊源依 照圖3-2.4 所標註之位置進行擺放。

圖 3-2.3 裸樓板之輕量衝擊源量測

(資料來源:本研究整理)

圖 3-2.4 衝擊源擺放位置

(資料來源:本研究整理)

壹 、 小 試 體 (面 積 0.36 m2)之 組 構 與 樓 板 衝 擊 音 量 測 裝 置 一、 直鋪浮式地板(面積 0.36 m2)之組構與量測裝置

此實驗組主要為常用之直鋪木地板加上緩衝層後,對於樓板衝擊音之降低效果,

並且以此構造為模組,進行多項緩衝層變因試驗。圖3-2.5 為小試體構造示意圖。圖 3-2.6 為實際量測情形。

圖 3-2.5 直鋪式木地板試體構造圖例

(資料來源:本研究整理)

圖 3-2.6 直鋪式木地板樓板衝擊隔音性能實驗室量測情形

(資料來源:本研究整理)

二、 架高浮式地板之組構與量測裝置

架高地板小試體實驗組分別採用 3 種高度進行量測,除了探討架高高度對於衝 擊音之影響外,也將其設計成浮式構造分析 3 者有無緩衝層後之差異,而角材間距 約為60 cm。圖 3-2.7 為小試體構造示意圖。圖 3-2.8 為實際量測情形。

圖 3-2.7 架高地板試體構造圖例

(資料來源:本研究整理)

圖 3-2.8 架高地板樓板衝擊隔音性能實驗室量測情形

(資料來源:本研究整理)

三、 RC 浮式地板(面積 0.36 m2)之組構與量測裝置

此為RC 構造為表面材之浮式地板,用來對照與分析其與木質表面構造之差異,

並且探討 RC 表面材厚度對於衝擊音之影響,以及合板置放位置對於衝擊音是否有 板置放位置對於衝擊音是否有造成任何變化。圖3-2.9 為小試體構造示意圖。圖 3-2.10 為實際量測情形,混凝土浮動層上設置鋪面主要為模擬實際應用時之表面裝修,而 於緩衝層上設置合板則是探討不同構造施工條件對衝擊音性能之影響。

並且探討 RC 表面材厚度對於衝擊音之影響,以及合板置放位置對於衝擊音是否有 板置放位置對於衝擊音是否有造成任何變化。圖3-2.9 為小試體構造示意圖。圖 3-2.10 為實際量測情形,混凝土浮動層上設置鋪面主要為模擬實際應用時之表面裝修,而 於緩衝層上設置合板則是探討不同構造施工條件對衝擊音性能之影響。

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