浮式樓板緩衝材之動態剛性量測方法與衝擊音降低效果研究

內政部建築研究所

創新低碳綠建築環境科技計畫

協同研究計畫

第 2 案「浮式樓板緩衝材之動態剛性量測

方法與衝擊音降低效果研究」

資 料蒐集 分析 報告

內 政 部建 築研 究 所協 同研 究 報告

中華民國 104 年 12 月

內政部建築研究所

創新低碳綠建築環境科技計畫

協同研究計畫

第 2 案「浮式樓板緩衝材之動態剛性量測

方法與衝擊音降低效果研究」

資 料蒐集 分析 報告

計畫主持人：廖慧燕

協同主持人：林芳銘

研 究 員：王栢村

研究助理：馮俊豪

研究助理：余易璋

內 政 部建 築研 究 所協 同研 究 報告

中華民國 104 年 12 月

目次

目次

目 次

... I

表 次 ... III

圖 次 ... V

摘 要 ... IX

第 一 章 緒 論 ... 1

第 一 節 研 究 背 景 與 目 的 ... 1

第 二 節 研 究 方 法 及 流 程 ... 4

第 三 節 研 究 架 構 及 預 期 成 果 ... 7

第 二 章 蒐 集 資 料 及 文 獻 分 析 ... 11

第 一 節 浮 式 樓 板 緩 衝 材 動 態 剛 性 量 測 相 關 文 獻 . 11

第 二 節 住 宅 樓 板 衝 擊 音 隔 音 相 關 規 定 條 文 ... 17

第 三 章 浮 式 樓 板 緩 衝 材 動 態 剛 性 及 衝 擊 音 降 低 量 量 測

方 法 ... 25

第 一 節 浮 式 樓 板 緩 衝 材 動 態 剛 性 量 測 方 法 ... 25

第 二 節 浮 式 樓 板 緩 衝 材 衝 擊 音 降 低 量 量 測 方 法 . 31

第 四 章 浮 式 樓 板 緩 衝 材 動 態 剛 性 及 衝 擊 音 降 低 量 量 測

結 果 ... 37

第 一 節 浮 式 樓 板 緩 衝 材 動 態 剛 性 量 測 分 析 系 統 建

構 ... 37

第 二 節 浮 式 樓 板 緩 衝 材 動 態 剛 性 量 測 結 果 分 析 . 57

第 三 節 浮 式 樓 板 緩 衝 材 衝 擊 音 降 低 量 量 測 結 果 分

析 ... 63

第 四 節 浮 式 樓 板 緩 衝 材 動 態 剛 性 與 衝 擊 音 降 低 量

相 關 性 分 析 ... 79

第 五 節 聲 學 -動 態 剛 性 測 定 法 -用 於 住 宅 浮 式 地 板

下 之 材 料 （ 草 案 ） 之 研 擬 ... 81

第 五 章 結 論 與 建 議 ... 89

第 一 節 結 論 ... 89

第 二 節 建 議 ... 91

附 錄 一 評 選 審 查 意 見 及 回 應 一 覽 表 ... 93

附 錄 二 期 中 審 查 意 見 及 回 應 一 覽 表 ... 95

附 錄 三 期 末 審 查 意 見 及 回 應 一 覽 表 ... 99

附 錄 四 聲 學 -動 態 剛 性 測 定 法 -用 於 住 宅 浮 式 地 板 下 之

材 料 （ 草 案 ） ... 103

附 錄 五 ISO9052-1 量 測 動 態 剛 性 之 作 業 程 序 書 ... 109

附 錄 六 浮 式 樓 板 緩 衝 材 動 態 剛 性 量 量 測 數 值 ... 131

附 錄 七 浮 式 樓 板 緩 衝 材 衝 擊 音 隔 音 降 低 量 量 測 數 值 ... 137

參 考 書 目 ... 185

表次

表次

表 1-1.1 第 46 條隔音條文增修訂參照之標準規範 ... 2

表 1-3.1 研究進度及預期完成之工作項目 ... 9

表 2-2.1 防音增修訂條文樓板衝擊音隔音規定（研議中部分條文）

... 20

表 2-2.2 防音增修訂條文樓板衝擊音隔音規定（研議中部分條文）

... 21

表 2-2.3 住宅性能評估基準之樓板構造 ... 22

表 2-2.4 新建住宅樓板隔音評估基準 ... 22

表 2-2.5 既有住宅樓板隔音評估基準 ... 23

表 3-1.1 浮式樓板緩衝材動態剛性量測方法 ... 25

表 3-2.1 樓板緩衝材衝擊音隔音降低量量測方法 ... 31

表 3-2.2 重質基準樓板之正規化衝擊聲壓位準 ... 35

表 4-1.1 動態剛性不同量測邊界條件 ... 37

表 4-1.2 緩衝材與載重板之材料參數 ... 39

表 4-1.3 動態剛性與阻尼係數總表 ... 43

表 4-1.4 動態剛性與靜態剛性比較表 ... 45

表 4-1.5 八種不同邊界量測之自然頻率總表 ... 47

表 4-1.6 加速規位置-自然頻率總表 ... 50

表 4-2.1 本研究浮式樓板緩衝材材料（測試面積 0.04m³） ... 57

表 4-3.1 本研究受測之樓板緩衝材 ... 63

表 4-3.2 本研究浮式樓板緩衝材材料（測試面積 0.36 m²） ... 64

表 4-3.3 增修訂草案樓板隔音基準 ... 74

表 4-3.4 浮式樓板橡膠緩衝材衝擊音降低量 ... 75

表 4-3.5 浮式樓板橡膠緩衝材衝擊音降低量（測試面積 0.36 m²）

... 76

表 4-3.6 浮式樓板玻璃棉及岩棉緩衝材衝擊音降低量（測試面積

0.36 m²）... 77

表 4-3.7 浮式樓板其它緩衝材衝擊音降低量（測試面積 0.36 m²）

... 78

表 4-4.1 本研究樓板緩衝材之衝擊音隔音性能與動態剛性 ... 79

圖次

圖次

圖 1-3.1 研究架構圖 ... 7

圖 2-1.1 浮式樓板構造圖 ... 11

圖 2-1.2 動態剛性與重量衝擊源樓板衝擊音降低量相關性 ... 12

圖 2-1.3 穿透損失示意圖 ... 15

圖 2-1.4 緩衝材動態剛性量測理論示意圖 ... 16

圖 2-2.1 英國建築法規浮式地板參考構造 ... 17

圖 2-2.2 澳洲建築法規浮式地板參考構造. ... 18

圖 2-2.3 紐西蘭建築法規參考樓板圖 ... 18

圖 2-2.4 紐西蘭建築法規參考樓板圖 ... 19

圖 3-1.1 浮式樓板緩衝材之動態剛性量測完整概念圖 ... 26

圖 3-1.2 緩衝材動態剛性量測系統之固定盤、載重板 ... 27

圖 3-1.3 受測緩衝材動態剛興試體製作 ... 27

圖 3-1.4 緩衝材動態剛性量測系統示意圖 ... 29

圖 3-1.5 緩衝材動態剛性量測系統實測照 ... 30

圖 3-1.6 聲音與振動量測系統（SVM） ... 30

圖 3-2.1 輕量衝擊源規定 ... 35

圖 3-2.2 浮式樓板緩衝材降低量量測系統示意圖 ... 36

圖 4-1.1 有限元素模型驗證流程 ... 38

圖 4-1.2 實驗與分析模型示意圖 ... 38

圖 4-1.3 載重板及緩衝材實際結構系統圖 ... 40

圖 4-1.4 頻率響應函數圖 ... 43

圖 4-1.5 靜力分析之有限元素模型示意圖 ... 44

圖 4-1.6 垂直位移與 Fz 關係圖 ... 44

圖 4-1.7 八種不同基座量測之頻率響應函數圖 ... 46

圖 4-1.8 緩衝材壓實 12 小時之率響應函數變化圖 ... 49

圖 4-1.9 加速規擺放位置圖 ... 51

圖 4-1.10-丁苯緩衝材動態剛性量測-加速規位置 i=5 之頻率響應

函數圖 ... 51

圖 4-1.11 Regupol@sound 47 –波浪型無石膏之頻率響應函數圖

與動態剛性值 ... 53

圖 4-1.12 Regupol@sound 47 –波浪型鋪石膏之頻率響應函數圖

與動態剛性 ... 54

圖 4-1.13 丁苯緩衝材–平面型無石膏之頻率響應函數圖與動態

剛性 ... 55

圖 4-1.14 丁苯緩衝材–平面型鋪石膏之頻率響應函數圖與動態

剛性 ... 56

圖 4.2.1 GW01 玻璃棉緩衝材動態剛性量測結果 ... 58

圖 4.2.2 PU02 聚氨酯橡膠緩衝材動態剛性量測結果 ... 59

圖 4.2.3 PU03 平面型丁苯橡膠緩衝材動態剛性量測結果 ... 60

圖次

圖 4.2.4 PU04 平面型橡膠顆粒膠合緩衝材動態剛性量測結果 ... 61

圖 4-3.1 GW01-01~ GW01-03 正規化衝擊聲壓位準及降低量量

測結果 ... 65

圖 4-3.2 GW01-11~ GW01-13 正規化衝擊聲壓位準及降低量量

測結果 ... 66

圖 4-3.3 PU01-01~PU01-02 正規化衝擊聲壓位準及降低量量測

結果 ... 67

圖 4-3.4 PU02-01 正規化衝擊聲壓位準及降低量量測結果 ... 68

圖 4-3.5 PU03-01~PU03-03 正規化衝擊聲壓位準及降低量量測

結果 ... 69

圖 4-3.6 PU03-11~PU03-13 正規化衝擊聲壓位準及降低量量測

結果 ... 70

圖 4-3.7 PU04-01~PU04-03 正規化衝擊聲壓位準及降低量量測

結果 ... 71

圖 4-3.8 PU04-11~PU04-13 正規化衝擊聲壓位準及降低量量測

結果 ... 72

圖 4-3.9 LDPE01-01~ LDPE01-02 正規化衝擊聲壓位準及降低

量量測結果 ... 73

圖 4-4.1 動態剛性與樓板衝擊音隔音指標及降低量之相關性 ... 80

圖 4-5.1 載重板激振-載重板振動量測 ... 84

圖 4-5.2 載重板激振-載重板與固定盤（底座）振動量測 ... 84

圖 4-5.3 固定盤（底座）激振-載重板與固定盤（底座）振動量

測 ... 84

摘要

摘要

關鍵詞：樓板緩衝材、動態剛性、樓板衝擊音降低量 一 、 研 究 緣 起 因應國內集合住宅住戶對分戶樓板之衝擊音困擾與陳情訴訟案件日增之問題， 營建署已進行「建築技術規則」設計施工編第 46 條之隔音性能基準及相關隔音條文 增修訂草案法制化作業。其中樓板衝擊音依據國內外研究及本所樓板隔衝擊音試材 檢測資料已訂定隔音基準及可行之參考構造草案，但參考構造中規定浮式樓板構造 採用之緩衝材動態剛性可供參照之量測方法為 ISO 標準，為利於法規之推動亟需進 一步研擬國內 CNS 相關標準供設計者依循。 二 、 研 究 方 法 與 過 程 本研究依 ISO 標準藉由國內實驗室進行緩衝材動態剛性實驗量測分析，驗證實 驗作業程序，並研擬浮式樓板緩衝材動態剛性量測標準草案。除此，本研究藉由浮 式樓板構造及緩衝材對樓板衝擊音隔音性能之變因探討，比較分析其兩者相關性， 累積本土化資料，作為後續隔音條文增修訂草案法制化作業參考依據。 三 、 研 究 成 果 1. 本研究因應營建署「建築技術規則」設計施工編第46條新制防音條文之規定， 引用動態剛性相關ISO標準，完成研擬CNS聲學-動態剛性測定法-用於住宅浮式 地板下之材料（草案）（附錄四）。 2. 本研究依據ISO 9052-1建構浮式樓板緩衝材之動態剛性量測分析系統，藉由單 件橡膠緩衝材測試以建立標準作業程序（附錄五），並驗證量測分析系統之適 用性，可作為未來相關測試人員之參考依據。 3. 本研究完成23件小試體浮式樓板緩衝材動態剛性及衝擊音降低量實驗，並與緩 衝材動態剛性結果數值進行相關性分析，結果顯示當緩衝材動態剛性越小對樓

板衝擊音隔音效果越佳，衝擊音改善量越大。此外，由標準試體實驗結果顯示， 當橡膠類緩衝材厚度於8 mm以上，其動態剛性及衝擊音降低量數值符合我國 新制防音條文之要求。 四 、 主 要 建 議 事 項 （一）立即可行建議 建議一：為因應國內建築新制防音條文之推動，建議進行 CNS 聲學-動態剛性測定 法-用於住宅浮式地板下之材料（草案）法制化作業 主辦機關：內政部建築研究所 協辦機關：經濟部標準檢驗局 本研究目前依據 ISO 9052-1 量測規範，完成 CNS 聲學-動態剛性測定法-用於住 宅浮式地板下之材料（草案）研擬，故建議提供經濟部標準檢驗局進行 CNS 聲學標 準量測法之法制化作業，作為「建築技術規則」設計施工編第 46 條防音新制條文緩 衝材動態剛性規定之依循。 （二）中長期性建議 建議二：為有效提升國內建築相關產業防音技術及落實新制規定之推行，建議進行 「建築防音法規解說及設計技術指引（草案）」之研擬 主辦機關：內政部建築研究所 協辦機關：無 建築新制防音條文規定分戶牆、分間牆空氣音隔音性能基準及分戶樓板衝擊音 隔音性能基準，並輔以列舉構造及材料規格。為有效提升國內建築相關產業防音技 術及落實新制規定之推行，建議研擬「建築防音法規解說及設計技術指引（草案）」 供建築設計相關人員之參考，以利防音法規之推動，確保國內居住音環境品質。

摘要

ABSTRACT

Keywords: Floor resilience material, Dynamic stiffness, Reduction of floor impact sound

1. Research theme

In Taiwan, the problems of floor impact sound have urged the Construction and Planning Agency Ministry of the Interior to institute the standards and clauses of interior sound insulation of building regulations and keep amending some with cutting-edge information. This study conformed to the ISO that is about dynamic stiffness of resilience material for floor construction. Further, this study could be the precursor of the regulations of CNS and apply designer principle to follow.

2. Research genesis

This study conformed to the progress of ISO experiment about dynamic stiffness of floor resilience material. This study discussed the performance of different resilience material that applied to floor and the relation between the reduction of floor impact sound and dynamic stiffness.

3. Important findings

(1) One of the purposes of this study is to draw up the CNS standard of acoustic- Determination of Dynamic Stiffness. Part 1: Materials Used in floating floors in dwellings(Annex Ⅳ) according to ISO.

(2) This study built up the standard operation procedure of analyzing the dynamic stiffness of resilient material for floor by testing single rubber sample. And the SOP can be the criterion for measurement or calibration.

(3) This study got a trend that the reduction of floor impact sound increasing with the dynamic stiffness of resilient materials decreasing by testing 23 pieces of resilient material in miniature. Also, the result of experiment shows the dynamic stiffness and

the reduction of floor impact sound are fitting in with the new edition of clause while the thickness of resilience material of rubber was over 8 mm.

4. Suggestions

To support the execution of the new version clauses of domestic building, it suggests to legalize the draw of Acoustics - Determination of Dynamic Stiffness. Part 1: Materials Used in floating floors in dwellings for CNS：For immediate strategies Sponsor: Architecture and Building Research Institute, Ministry of the Interior Organizer: Bureau of Standards, Metrology & Inspection

Explanation: We suggested that BSMI to the legalize of CNS standard of Acoustics: Determination of Dynamic Stiffness. Part 1: Materials Used in floating floors in dwellings to apply in building regulation.

To enhance the execution of the techniques in connection with domestic building and the implementation the new version of regulation, it suggests drawing up the clause of “the explication of regulation of the insulation for building and the guidance of building techniques”：For long-term strategies

Sponsor: Architecture and Building Research Institute, Ministry of the Interior Organizer: Without

Explanation: New version of regulation of insulation for building set up the performance criterion of wall and floor. And it lists the standards of constructions and materials. It suggests drawing up some domestic building related clauses and guidance for techniques that applies designers criteria to follow.

第一章緒論

第一章緒論

第 一 節 研 究 背 景 與 目 的

壹 、 研 究 背 景 臺灣因地窄人稠故住宅型式已趨向於高層化發展，因此集合住宅成為都會地區 最普遍的住宅形式，在居住形式趨於高層集中化的結果下，生活噪音而影響到居住 品質的情形會越來越多。其中困擾度最高之噪音源為樓板衝擊音，且居民對於住戶 安寧權的重視逐年增加，使得糾紛、訴訟等案件日漸增加，因此如何改善樓板衝擊 音的實施對策便成為當下重要的課題之一。 目前營建署已進行「建築技術規則」設計施工編第 46 條之隔音性能基準及相關 隔音條文增修訂草案法制化作業。其中樓板衝擊音已研擬相關隔音基準及參考構造 草案，但參考構造草案所採用之緩衝材動態剛性可供參照之量測方法為 ISO 標準， 為利於法規之推動須研擬國內 CNS 相關標準供設計者依循。 故本研究依 ISO 標準藉由國內實驗室進行緩衝材動態剛性實驗量測分析，驗證 實驗作業程序，並研擬浮式樓板緩衝材動態剛性量測標準草案。除此，本研究藉由 浮式樓板構造及緩衝材對樓板衝擊音隔音性能之變因探討，比較分析其兩者相關性， 累積本土化資料，作為後續隔音條文增修訂草案法制化作業參考依據。 貳 、 研 究 目 的 相關研究指出，若要提升浮式樓板衝擊音隔音，可藉由鋪設緩衝材或架高地板 等因素以獲得較佳之性能。而緩衝材動態剛性測量為材料阻尼特性，係指材料每單 位面積動態應力與動態變形量之比值，相關研究指出緩衝材厚度與衝擊音降低量呈 正相關性，當緩衝材料動態剛性呈現之數值越低，對於樓板衝擊音的改善效果越佳。 目前國內常見之樓板緩衝材包括棉類及橡膠類之材料，而當緩衝材應用於樓板

構造時，其性能指標或標示可作為提升樓板衝擊音隔音性能之參考，針對棉類之性 能，目前我國國家標準以 CNS 10637「浮式樓板用岩棉緩衝材料」及 CNS 10638「浮 式樓板用玻璃棉緩衝材料」為主，如表 1-1.1 所示。係指岩棉緩衝材及玻璃棉緩衝材 性能，適用於浮式樓板建築物，以防止樓板衝擊音及建築設備等機械振動。 依「建築技術規則」設計施工編第 46 條隔音條文增修訂草案，規定樓板緩衝材 之基本性能，其中要求橡膠緩衝材之動態剛性性能，而我國國家標準尚未規定材料 動 態 剛 性 之 相 關 標 準 ， 且 國 際 標 準 組 織 ISO （ International Organization for

Standardization）於 1989 年提出住宅浮式樓板用緩衝材動態剛性量測法（ISO 9052-1）， 其適用範圍提到本標準為安裝於浮動樓板之下彈性材料動態剛性實驗室之量測方法。 動態剛性是測定住宅隔音的參數之一，如樓板隔音。因此，本研究因應各國在建築 防音規定隨著國際標準 ISO 變動及社會需求修訂之趨勢，依 ISO 標準於國內實驗室 進行緩衝材動態剛性實驗量測分析，建構及作業程序之驗證，研擬 CNS 浮式樓板緩 衝材動態剛性量測標準（草案），並協助後續相關法制化作業。

表 1-1.1 第 46 條隔音條文增修訂參照之標準規範

隔音構造 相關規定 構造性能 材料性能 分戶牆、 分間牆 1. 空氣音隔音指標 Rw • CNS15160-3「聲學-建築物及建築構件之 隔音量測-建築構件空氣音隔音之實驗室 量測」 • CNS8465-1「聲學－建築物及建築構件之 隔音量評定－空氣音隔音」 1. 橡膠緩衝材動態剛性 • ISO 9052-1「Acoustics - Determination of Dynamic Stiffness. Part 1: Materials Used in floating floors in dwellings」 2. 玻璃棉或岩棉緩衝材彈性模數及 損失係數 • CNS 10637「浮式樓板用岩棉棉緩 衝材料」 • CNS 10638「浮式樓板用玻璃棉緩 衝材料」 分戶樓板 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」 • CNS 8465-2 聲學－建築物及建築構件之 隔音量評定－衝擊音隔音 2. 樓板表面材衝擊音降低量指標△Lw • CNS15160-8「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」 • CNS 8465-2 聲學－建築物及建築構件之 隔音量評定－衝擊音隔音

（資料來源：本研究整理）

第一章緒論 參 、 本 研 究 計 畫 之 重 要 性 本研究研擬 CNS 浮式樓板緩衝材動態剛性量測標準（草案），協助推動國內建 築隔音法規，達到安寧、舒適、健康之目標，維護我國住宅音環境品質及提升生活 居住品質。 一、協助國內CNS聲學標準及建築隔音法規推行方面 本研究依據 ISO 規範建構浮式樓板緩衝材動態剛性之實驗量測分析系統，驗證 其適用性，研擬 CNS 相關規範標準草案。本研究藉由樓板緩衝材衝擊音隔音性能量 測之實驗分析，作為國內建築法規隔音條文推動依據，並協助經濟部標準檢驗局進 行後續法制化作業，使居住者擁有基本健康需求及舒適的生活環境。 二、健康音環境及室內音環境品質提升方面 近年來國際永續建築、綠建築、健康建築等重要研討會之相關資料統計得知， 目前國際關注之議題主要為「健康室內環境品質」、「永續綠建築」，本研究參考各國 浮式樓板緩衝材之應用及實驗分析結果，彙整其材料特性及性能，將有效提升國內 室內音環境品質控制之技術。

世界衛生組織（World Health Organization, WHO）針對建築居住環境噪音現象 提到，多數居住者常低估噪音問題對人體之有害影響，如睡眠障礙、心血管疾病、 聽力障礙、病變之社會行為、語音問題等。因此，本研究透過實驗室量測，探討不 同緩衝材動態剛性對樓板衝擊音隔音性能之影響，建構適合國人之樓板組構機制， 作為施工設計者之參考，以確保國內集合式住宅擁有舒適健康之音環境品質。

第 二 節 研 究 方 法 及 流 程

壹 、 研 究 內 容 本研究為浮式樓板緩衝材之動態剛性量測方法與衝擊音降低效果研究，研究目 的如下： 一、蒐集分析浮式樓板緩衝材之動態剛性與衝擊音降低量相關文獻 （一）彙集國內外建築樓板隔音相關規範，探討條文列舉之緩衝材動態剛性相關要求 規定，及對樓板衝擊音改善效果，作為國內建築法規防音條文增修訂推動之參 考依據。 （二）彙整國內外樓板緩衝材動態剛性相關研究，探討動態剛性與樓板衝擊音降低量 之相關性，作為本研究實驗室量測分析之參考。 二、建構浮式樓板緩衝材之動態剛性量測分析系統及作業程序 （一）依 ISO 9052-1 標準於國內相關實驗室建構浮式樓板緩衝材之動態剛性量測分析 系統。 （二）藉由樓板緩衝材之動態剛性實驗量測，探討其規範作業程序適用性。 三、進行緩衝材之動態剛性實驗分析及其與衝擊音降低效果相關性探討 （一）依 ISO 9052-1，選定 6 件以上不同緩衝材進行動態剛性實驗，比較分析其材料 特性及性能，作為浮式樓板衝擊音隔音性能實驗之參考。 （二）依不同緩衝材動態剛性實驗分析結果，進行浮式樓板衝擊音降低量改善實驗， 探討表面材結合緩衝材等材料整體隔音性能，並掌握動態剛性及樓板衝擊音降 低量之相關性，以累積本土化之數值。

第一章緒論 四、研擬CNS浮式樓板緩衝材動態剛性量測標準草案及協助相關法制化作業 （一）依本研究動態剛性實驗室量測系統建構及作業程序之驗證，研擬 CNS 浮式樓板 緩衝材動態剛性量測標準（草案）。 （二）透過專家會議對研擬草案內容提供修訂建議，協助經濟部標準檢驗局進行後續 法制化作業。 貳 、 研 究 方 法 一、文獻分析法 本研究彙整緩衝材動態剛性相關規範標準，作為 CNS 浮式樓板緩衝材動態剛性 量測標準草案之參考依據，並收集彙整國內外建築樓板隔音設計相關規範，探討浮 式樓板緩衝材動態剛性等相關規定之要求，並比較隔音施工技術等相關工法，作為 後續推動建築法規隔音條文草案修訂之參考依據。 二、實測量化分析法 （一）浮式樓板緩衝材動態剛性實驗室量測分析

本研究依據 ISO 9052-1「Acoustics-Determination of Dynamic Stiffness-Part 1:

Materials Used under Floating Floors in Dwellings」，於國立屏東科技大學振動噪音實

驗室，建構浮式樓板緩衝材動態剛性的實驗室量測分析系統，並藉由此量測分析系 統訂定浮式樓板緩衝材之動態剛性量測的標準作業程序，並進行緩衝材動態剛性實 驗分析，探討不同浮式樓板緩衝材對於樓板衝擊音之隔音性能改善。 （二）浮式樓板衝擊音隔音性能實驗室量測分析 本研究為探討浮式樓板緩衝材及構造變因對衝擊音隔音性能影響，於國立屏東 科技大學聲學性能實驗室，以 6 件以上具代表性浮式樓板構造試體，進行浮式樓板 結合不同緩衝材之樓板衝擊音隔音性能量測，並探討降低量與動態剛性相關係之比 較分析，掌握其材料特性與性能，並累積本土化資料，研究成果有助於建築技術規

則設計施工編第九節防音增修訂條文之推動。 針對浮式樓板衝擊音隔音性能實驗室量測分析，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。 三、專家諮詢法 本研究為研擬 CNS 浮式樓板緩衝材之動態剛性量測標準草案及協助相關法制 化作業，將邀請產官學界之建築聲學、設計及施工技術等專家召開專家會議，檢討 其適用性及相關規定修訂內容，作為後續相關標準草案及法制化推動之參考依據。

第一章緒論

第 三 節 研 究 架 構 及 預 期 成 果

壹 、 研 究 架 構

圖 1-3.1 研究架構圖

（資料來源：本研究整理）

貳 、 研 究 預 期 成 果 一、完成浮式樓板緩衝材之動態剛性量測分析系統及作業程序建構。 本研究依 ISO9052-1 標準於國內實驗室進行緩衝材動態剛性實驗量測分析，研 究初期以建構實驗系統為主，如受測試體製作、固定盤與載重板基本性能要求以符 合規範要求，後期則針對量測結果數值依公式理論進行分析，並反覆驗證實驗作業 程序，完成浮式樓板緩衝材之動態剛性量測分析系統及作業程序建構。 二、完成6件以上緩衝材動態剛性實驗分析及其與衝擊音降低效果相關性探討。 本研究藉由浮式樓板緩衝材動態剛性實驗分析，以及樓板衝擊音降低量實驗， 探討表面材結合不同緩衝材等材料整體衝擊隔音性能，並掌握其動態剛性及樓板衝 擊音降低量之相關性，以累積本土化之數值。 三、研提CNS浮式樓板緩衝材動態剛性量測標準草案及協助後續法制化作業。 依本研究動態剛性實驗室量測系統建構及作業程序之驗證，研擬 CNS 浮式樓板 緩衝材動態剛性量測標準（草案），並透過專家會議對研擬草案內容提供修訂建議， 協助經濟部標準檢驗局進行後續法制化作業。

第一章緒論

表 1-3.1 研究進度及預期完成之工作項目

月次 工作項目 第 1 月 第 2 月 第 3 月 第 4 月 第 5 月 第 6 月 第 7 月 第 8 月 第 9 月 第 10 月 第 10.5 月 研 擬 研 究 範 圍與內容 彙 整 緩 衝 材 動 態 剛 性 量 測標準文獻 蒐 集 分 析 浮 式 樓 板 衝 擊 音 降 低 量 相 關文獻 進 行 不 同 緩 衝 材 動 態 剛 性實驗 驗 證 緩 衝 材 動 態 剛 性 實 驗作業程序 進 行 浮 式 樓 板 結 合 緩 衝 材 衝 擊 音 隔 音性能量測 緩 衝 材 之 動 態 剛 性 實 驗 分 析 與 衝 擊 音 降 低 量 相 關性探討 研擬 CNS 浮 式 樓 板 緩 衝 材 動 態 剛 性 量 測 標 準 草 案 專家會議 ◎ ◎ 預 定 進 度 6 % 18 % 28 % 38 % 52 % 66 % 78 % 86 % 94 % 98 % 100 % 圖例：預定進度▃▃ 實際進度▃▃

（資料來源：本研究整理）

第二章蒐集資料及文獻分析

第二章蒐集資料及文獻分析

第 一 節 浮 式 樓 板 緩 衝 材 動 態 剛 性 量 測 相 關 文 獻

壹 、 浮 式 樓 板 緩 衝 材 動 態 剛 性 相 關 研 究 針對各國樓板衝擊音隔音相關規定，英國建築法規（Building Regulations）對於 樓板衝擊音對應隔音基準有訂定施工技術指引，其中列舉出不同形式之浮式樓板構 造，並對其表面材、緩衝層之材料規格性能有詳細規定。而澳洲建築法規（Australian Building Codes）提出對應隔音基準建築隔音設計指引，對於樓板構造提供施工技術 指引及注意事項。此外，韓國建築防音法令規範中，規定浮式樓板緩衝材之動態剛 性須低於 40 MN/m³。因此，目前浮式樓板構造為住宅樓板衝擊音改善方法之一， 常見之緩衝材料為岩棉、玻璃棉、聚苯乙烯（Polystyrene, PS）等材料。當鋼筋混凝 土造樓板上之浮式地板，使用聚苯乙烯及聚胺脂（Polyurethane, PU）來作為緩衝材 料來降低樓板衝擊音時，因發泡材料為多孔性材料且具有彈性之特性，並同時達到 吸音及降低振動傳遞的效果，故對於降低樓板衝擊音有明顯的改善效果（H. Robin, 1999）。

圖 2-1.1 浮式樓板構造圖

（資料來源：文獻 37）

為有效提升浮式地板之衝擊音隔音性能，浮式構造下方之緩衝層材料選用、或

藉由架高樓板構造與緩衝材料填充等加以改善設計，可獲得較佳之樓板衝擊音隔音 性能。 針對緩衝材特性對樓板衝擊音之影響，樓板緩衝材之動態特性與重量衝擊源樓 板衝擊音降低量兩者存在一定的關聯性，J. H. Kim 等人（2010）經由實驗結果發現， 輕量衝擊音所造成的高頻噪音若使用緩衝隔振材能有效抑制及降低，而重量衝擊音 所造成的低頻噪音則需使用具阻尼特性的材料才達到有效抑制及降低的效果。此外， 緩衝材料的厚度與衝擊音的衰減量呈現正相關性，當緩衝材料的動態剛性越低，對 於樓板衝擊音的改善效果越佳。 K.Woo Kim 等人（2009）針對浮式地板下所使用的緩衝材料，如發泡類緩衝材 等，進行動態剛性（Dynamic Stiffness）實驗量測，並藉由重量衝擊源樓板衝擊音量 測，討緩衝材材料特性與樓板衝擊音衰減特性兩者之相關性。結果顯示，隨著浮式 樓板緩衝材之動態剛性增加較不利於浮式樓板重量衝擊源樓板衝擊音之隔音性能， 如圖 2-1.2 所示，因此，低動態剛性之緩衝材可有效降低樓板衝擊音。若相同樓板緩 衝材在增加厚度條件下，其動態剛性性能會降低，減少樓板衝擊音降低量，顯示較 低的樓板緩衝材動態剛性有利於提高浮式樓板整體隔音性能。

圖 2-1.2 動態剛性與重量衝擊源樓板衝擊音降低量相關性

（資料來源：文獻 43）

第二章蒐集資料及文獻分析

其他亦有以混凝土的樓板為主題的相關研究，其緩衝材料分別使用橡膠墊與軟 木。藉由實驗結果發現，針對輕量的衝擊音若緩衝材料的厚度越厚則其隔音性能越 佳（A. C. C. Warnock, 2000）。

貳 、 浮 式 樓 板 緩 衝 材 動 態 剛 性 量 測 標 準 與 理 論

本研究參照 ISO 9052-1「Acoustics-Determination of Dynamic Stiffness-Part 1: Materials used under floating floors in dwellings」規範，建構浮式樓板緩衝材動態剛性 實驗室量測分析系統及作業程序，並針對不同樓板緩衝材進行量測獲得材料之改善 性質。因此，藉由所建立的量測分析系統及標準的量測作業程序，來獲得具參考價 值的科學量化數值，並作為後續研提 CNS 浮式樓板緩衝材動態剛性量測標準草案之 參考依據 ISO 9052-1 量測標準為規定安裝於浮動樓板之下彈性材料動態剛性實驗室之量 測方法，而動態剛性是影響住宅隔音的參數之一，如樓板隔音。此外，量測標準適 用範圍提到，測定後分析獲得之數值為彈性材料每單位面積之動態剛性，其單位為 MN/m³。但本標準不包括載重低於 0.4 kPa 以下之材料量測，如牆壁內填充材料， 如聚苯乙烯或礦物纖維，因此類材料動態剛性之預靜載重較不重要，故不在此量測 標準之適用範圍內。而載重高於 4 kPa 的材料，如機械固定盤的材料，則於 ISO 9052 「Acoustics-Determination of Dynamic Stiffness-Part 2: Materials used for vibration and sound insulation of equipment in building」進一步規定安裝於專門性的樓板（高靜態 預載）之下的材料的動態剛性。 針對 ISO 9052-1 之相關名詞定義，綜合說明如下： 一、動態剛性（dynamic stiffness） s' 動態力與動態位移的比，每單位面積動態剛性，依公式(1)計算。

𝑠′ =

𝐹/𝑆 ∆𝑑

(1)

式中：S 為待測試片之面積，以 m²為單位。。 F 為垂直作用於待測試片之動態力，以 N 為單位。 ∆d 為彈性材料厚度因動態力作用之變化量。 在 ISO 9052 規範中，s's為材料結構每單位面積之動態剛性；s'a為密閉氣體每單 位面積之動態剛性；s't為試體表面每單位面積之動態剛性；s'為安裝之彈性材料每單 位面積之動態剛性。 二、自然頻率（natural frequency） f0 自由振盪頻率的系統，為彈性支撐樓板之自然頻率，依公式(2)計算。

𝑓

₀

=

_2π1

√

_𝑚𝑠′_′ (2) 式中：s'為安裝之彈性材料每單位面積之動態剛性，以 N/m³為單位。 m'為每單位面積支撐樓地板之質量，以 kg/m²為單位。 三、共振頻率（resonant frequency） fr 在實驗測試中共振發生的頻率，依公式(3)計算。 𝑓r = _2π1 √𝑆 ′ 𝑡 𝑚t′ (3) 式中：s't為每單位面積試體表面動態剛性，以 N/m³為單位。 mt'為每單位面積作用於實驗緩衝材之總質量，以 kg/m²為單位。 以上名詞之間關係，s't 為彈性材料經實驗量測所獲得之表面動態剛性，需考慮 受測材料之空氣流阻抗（airflow resistivity）。經修正後所獲得實際之材料動態剛性

第二章蒐集資料及文獻分析 s'，則可據以推算實際之彈性支撐樓板之自然頻率 f0，又由 f0推估該樓地板之衝擊音 介入損失（insertion loss），引述如下： ∆𝐿 = 30log (_𝑓𝑓 0) (4) 式中：f0為彈性支撐樓板之自然頻率，以 Hz 為單位。

圖 2-1.3 介入損失示意圖

（資料來源：文獻 44）

ISO 9052-1 規範中之浮式樓板緩衝材之動態剛性量測方法，係採用共振方法 （resonance method）藉由振動測試針對載重板-彈簧（mass-spring）系統所量測到的 共振頻率（resonance frequency, fr）所對應的加速度值來作為評估值，系統中的彈簧 是代表緩衝材，而載重板是代表一可由激振裝置產生垂直振源質量為 m't的載重板， 緩衝材動態剛性量測理論示意圖如圖 2-1.4 所示。 最後透過公式(5)可求得每單位面積緩衝材實驗量測之動態剛性值（s't） 𝑠′_t = 4𝜋2_𝑚′ t(𝑓r)2 (5) 式中：m't為每單位面積作用於彈性材料之總質量，以 kg/m²為單位。

m

s

f









2

1

0

















0

log

30

f

f

L

fr為受測材料之共振頻率，以 Hz 為單位。

圖 2-1.4 緩衝材動態剛性量測理論示意圖

（資料來源：本研究整理）

此外，由於大部分材料的共振頻率與外力作用大小有關，為了避免外力作用對 結果造成影響，故量測時至少需求取 3 個位置之結果，才能合理計算推測至零作用 力時的共振頻率。 ( ) f t x t( )



, r f F X f H( ) , , m c k 2 (2 r) k 



f m r f f f 2 1 2  



4 _r c

 

mf (Hz) f ( ) H f F X  Q 1 f f₂ 2 Q r f k m c

( )

x t

( )

f t

衝擊鎚 加速規 質量塊 緩衝材

第二章蒐集資料及文獻分析

第 二 節 住 宅 樓 板 衝 擊 音 隔 音 相 關 規 定 條 文

壹 、 各 國 建 築 法 規 樓 板 衝 擊 音 隔 音 規 定 目前各國建築隔音性能基準採「性能式」規定，美國、紐西蘭、英國等國家， 針對住宅牆板訂定空氣音現場隔音性能基準，而歐盟國家在樓板衝擊音現場隔音性 能基準之要求較世界其它各國來的嚴格。 針對各國樓板衝擊音隔音相關規定，英國建築法規（Building Regulations）對於 樓板衝擊音對應隔音基準有訂定施工技術指引，其中列舉出不同形式之浮式構造樓 板，並對其表面材、緩衝層之材料規格性能有詳細規定，如圖 2-2.1 所示。針對木質 浮式地板含緩衝層構造條件要求，表面合板每單位抗壓強度 12 kg/m²；架高木條長 寬各為 45 mm，架高木條需放在彈性層上；架高木條不可以使用任何接合於彈性層； 彈性層為礦綿類其最小厚度為 25 mm、密度 36 kg/m³。 而水泥砂漿浮式地板含緩衝層構造條件要求，浮動層是 65 mm 水泥砂漿或為每 單位抗壓強度 80 kg/m²之合適的專屬砂漿產品其下方須鋪設網目 20~50 mm 鐵絲網。 緩衝層之最大動態剛性 15 MN/m³；礦綿類最小厚度 25 mm、密度 36 kg/m³；負載 情況下之最小壓縮厚度應為 5 mm。 a.木質浮式地板 b.水泥砂漿浮式地板

圖 2-2.1 英國建築法規浮式地板參考構造

（資料來源：文獻 46）

澳洲建築法規（Australian Building Codes）提出對應隔音基準建築隔音設計指 引，對於樓板構造提供施工技術指引及注意事項。

圖 2-2.2 澳洲建築法規浮式地板參考構造.

（資料來源：文獻 31）

紐西蘭建築法規針對木質地板與天花板裝修構造條件要求，地毯為樓板表面材， 下方為 20 mm 高密度粒片板且有木構托梁以分離樓板和天花板，中間緩衝層為 75 mm 厚之玻璃纖維綿，並要求最小密度為 10 kg/m³；天花板為雙層 12.5 mm 的石膏 板。混凝土樓板與表面材裝修構造條件要求，地毯為樓板表面材，樓板主體混擬土 厚度至少要 150 mm，而面密度為 400 kg/m²，如圖 2-2.3 及圖 2-2.4 所示。

圖 2-2.3 紐西蘭建築法規參考樓板圖

（資料來源：文獻 35）

第二章蒐集資料及文獻分析

圖 2-2.4 紐西蘭建築法規參考樓板圖

（資料來源：文獻 35）

此外，韓國建築防音法令規範中，規定浮式樓板緩衝材之動態剛性須低於 40 MN/m³。日本建築學會 2002 年就各類建築物提出隔音性能基準及設計指針，其中 對防範樓板衝擊音，有列舉出乾式、濕式浮式樓板之組構方式，並針對其各項構件 之形式與尺寸進行明確規範。 貳 、 臺 灣 建 築 法 規 樓 板 衝 擊 音 隔 音 規 定 一、建築技術規則條文增修訂草案 內政部建築研究所於 100 年度執行「建築隔音性能基準及法制化」之研究，參 考國外音環境管理制度以及考量國內建築音環境現況與需求，並透過現場調查結果 與專家諮詢會議產官學界代表之建議，研擬建築法規防音增修訂草案，並提送營建 署進行法制化。而建築法規防音增修訂草案持續進行審議修正，冀望可落實以提升 國內住宅音環境品質，草案內容如表 2-2.1 及 2-2.2 所示。 目前防音增修訂條文參酌國外性能法規之經驗，新增訂第四十六條之六分戶樓 板之衝擊音隔音性能基準及列舉式隔音構造規定。因一般 15 公分厚鋼筋混凝土裸樓 板 Ln,w為 75 dB，樓板衝擊音隔音不佳，增加樓板厚度改善量有限，須於其上加設緩 衝材方能有效改善樓板衝擊音，故列舉構造以一般常用樓板厚度鋪設一定密度及厚 度之緩衝材方式為主，其樓板衝擊音指標 Ln,w須於 58 dB 以下，並明訂樓板表面材 與牆壁間應使用軟質填縫材或緩衝材，以有效避免衝擊振動傳音。 此外，新增訂之第 46 條之 7 為參酌國外性能法規之經驗，並考量我國現行常用

之構造型態，訂定放置機械設備之樓板或屋頂之衝擊音隔音性能基準及列舉式隔音 構造規定。 增修訂條文中相關材料性能規範標準包括，玻璃棉緩衝材及岩棉緩衝材性能依 CNS 10637「浮式樓板用岩棉緩衝材料」以及 CNS 10638「浮式樓板用玻璃棉緩衝材 料」之相關規定測定。針對橡膠緩衝材，目前係參考 ISO 9052-1 住宅樓板緩衝材動 態剛性測試標準及國外法規之經驗，並考量業界實務執行經驗予以訂定橡膠緩衝材 動態剛性之規定。

表 2-2.1 防音增修訂條文樓板衝擊音隔音規定（研議中部分條文）

條文 內容 第四十六 條之六 分戶樓板之衝擊音隔音構造，不得低於下列規定之ㄧ，但陽台或各層樓板下方無設置 居室者，不在此限： 一、鋼筋混凝土造樓板厚度在十五公分以上或鋼承板式鋼筋混凝土造樓板厚度在十九 公分以上，其上鋪設表面材(含緩衝材)須符合下列規定之ㄧ： (一)橡膠緩衝材(厚度零點八公分以上，動態剛性五十百萬牛頓/立方公尺以下），其上 再鋪設混凝土造地板（厚度五公分以上，以鋼筋或鋼絲網補強），地板表面材得不受 限。 (二)橡膠緩衝材(厚度零點八公分以上，動態剛性五十百萬牛頓/立方公尺以下），其 上再鋪設水泥砂漿及地磚厚度合計在六公分以上。 (三)橡膠緩衝材(厚度零點五公分以上，動態剛性五十五百萬牛頓/立方公尺以下）， 其上再鋪設木質地板厚度合計在一點二公分以上者。 (四)玻璃棉緩衝材（密度九十六至一百二十公斤/立方公尺）厚度零點八公分以上，其 上再鋪設木質地板厚度合計在一點二公分以上者。 (五)架高地板其木質地板厚度合計在二公分以上者，架高角材或基座與樓板間須鋪設 橡膠緩衝材(厚度零點五公分以上)或玻璃棉緩衝材(厚度零點八公分以上)，架高空隙 以密度在六十公斤/立方公尺以上、厚度在五公分以上之玻璃棉、岩棉或陶瓷棉填充。 (六)玻璃棉緩衝材（密度九十六至一百二十公斤/立方公尺）或岩棉緩衝材（密度一百 至一百五十公斤/立方公尺）厚度二點五公分以上，其上再鋪設混凝土造地板（厚度五 公分以上，以鋼筋或鋼絲網補強），地板表面材得不受限。 (七)經中央主管建築機關認可之表面材(含緩衝材)，其衝擊音降低量指標△Lw 在十七 分貝以上，或取得內政部綠建材標章之高性能綠建材（隔音性）者。 二、鋼筋混凝土樓板造厚度在十二公分以上或鋼承板式鋼筋混凝土造樓板厚度在十六 公分以上，其上鋪設經中央主管建築機關認可之表面材(含緩衝材)，其衝擊音降低量 指標△Lw 在二十分貝以上，或取得高性能防音(樓板表面材)綠建材標章者。 三、其他經中央主管建築機關認可具有樓板衝擊音指標 Ln,w在五十八分貝以下之隔音 性能者。 緩衝材其上澆置混凝土或水泥砂漿，應有防護措施。 地板表面材與牆壁間應置入軟質填縫材或緩衝材，厚度在零點八公分以上。

（資料來源：本研究整理）

第二章蒐集資料及文獻分析

表 2-2.2 防音增修訂條文樓板衝擊音隔音規定（研議中部分條文）

條文 內容 第四十六 條之七 昇降機房之樓板，及置放機械設備空間與下層居室分隔之樓板，其衝擊音隔音構造， 不得低於下列規定之ㄧ，並應符合前條第二、三項規定： 一、鋼筋混凝土造樓板厚度在十五公分以上或鋼承板式鋼筋混凝土造樓板最大厚度在 十九公分以上，其上鋪設表面材(含緩衝材)須符合下列規定之ㄧ： (一)橡膠緩衝材(厚度一點六公分以上，動態剛性四十百萬牛頓/立方公尺以下），其 上再鋪設混凝土造地板（厚度七公分以上，以鋼筋或鋼絲網補強），地板表面材得不 受限。 (二)玻璃棉緩衝材（密度九十六至一百二十公斤/立方公尺）或岩棉緩衝材（密度一百 至一百五十公斤/立方公尺）厚度五公分以上，其上再鋪設混凝土造地板（厚度七公分 以上，以鋼筋或鋼絲網補強），地板表面材得不受限。 (三)經中央主管建築機關認可之表面材(含緩衝材)，其衝擊音降低量指標△Lw 在二十 五分貝以上者。 二、其他經中央主管建築機關認可具有樓板衝擊音指標 Ln,w在五十分貝以下之隔音性 能者。

（資料來源：本研究整理）

二、住宅性能評估基準實施辦法 此法於 101 年公佈實施，係依住宅法第 37 條第 2 項規定訂定，其施行對象包括 具有新建建造執照，並於領得使用執照六個月內合法之新建住宅，以及新建住宅以 外合法之既有住宅。此法針對住宅性能分別評估結構安全、防火安全、無障礙環境、 空氣環境、光環境、音環境、節能省水以及住宅維護進行性能評估。 音環境性能評估部分包括住宅分戶牆隔音、外牆開口部隔音及樓板隔音。針對 樓板衝擊音評估基準，目前以輕量衝擊源樓板衝擊音隔音性能為主，其類別分為 RC 樓板與鋼承板式 RC 樓板，如表 2-2.3 所示。採四級分級制之基準進行評估，第一級 之評估基準為配合目前增修訂條文草案之樓板衝擊音隔音規定，以要求符合法規 （Ln,w≦58 dB）或未達二級分者（Ln,w≦55 dB）之樓板衝擊音為主，而第三級為 Ln,w ≦50 dB，第四級為 Ln,w≦45 dB，並於不同級別中依不同樓板厚度分別要求其固定式 表面緩衝材△Lw。此外，既有住宅性能評估基準採實驗室（Ln,w）及現場（L'n,w）量 測性能基準並列，且現場之基準較實驗室低 5 dB，相關性能評估基準如表 2-2.4 及 2-2.5 所示。

表 2-2.3 住宅性能評估基準之樓板構造

項目 構造 說明 圖例 樓板 RC樓板 由均質鋼筋混凝土構成 鋼承板式RC樓板 由鋼承板與鋼筋混凝土構成

（資料來源：營建署）

表 2-2.4 新建住宅樓板隔音評估基準

評估 項目 評估 內容 評分 評估基準 住宅樓板 隔音 輕量 衝擊 源樓 板衝 擊音 一級分 符合法規或未達二級分者 二級分 符合下列之一： 1.RC 樓板厚度(df)≧15 cm，其上加設固定式表面緩衝材△Lw≧20 dB 2.RC 樓板厚度(df)≧18 cm，其上加設固定式表面緩衝材△Lw≧17 dB 3.鋼承板式 RC 樓板厚度(df )≧19 cm，其上加設固定式表面緩衝材 △Lw≧20 dB 4.檢附樓板衝擊音等級證明 Ln,w≦55dB 三級分 符合下列之一： 1.RC 樓板厚度(df )≧15 cm，其上加設固定式表面緩衝材△Lw≧25 dB 2.RC 樓板厚度(df )≧18 cm，其上加設固定式表面緩衝材△Lw≧22 dB 3.鋼承板式 RC 樓板厚度(df )≧19 cm，其上加設固定式表面緩衝材 △Lw≧25 dB 4.檢附樓板衝擊音等級證明 Ln,w≦50dB 四級分 符合下列之一： 1.RC 樓板厚度(df )≧15 cm，其上加設固定式表面緩衝材△Lw≧30 dB 2.RC 樓板厚度(df )≧18 cm，其上加設固定式表面緩衝材△Lw≧27 dB 3.鋼承板式 RC 樓板厚度(df )≧19 cm，其上加設固定式表面緩衝材 △Lw≧30 dB 4.檢附樓板衝擊音等級證明 Ln,w≦45dB

（資料來源：營建署）

第二章蒐集資料及文獻分析

表 2-2.5 既有住宅樓板隔音評估基準

評估項目 評估 內容 評分 評估基準 住宅樓板 隔音 輕量 衝擊 源樓 板衝 擊音 一級分 符合法規或未達二級分者 二級分 符合下列之一： 1.RC 樓板厚度(df)≧15 cm，其上加設固定式表面緩衝材△Lw≧20 dB 2.RC 樓板厚度(df)≧18 cm，其上加設固定式表面緩衝材△Lw≧17 dB 3.鋼承板式 RC 樓板厚度(df )≧19 cm，其上加設固定式表面緩衝材 △Lw≧20 dB 4.檢附樓板衝擊音等級證明 Ln,w≦55 dB 或現場檢測 L’n,w≦60 dB。 三級分 符合下列之一： 1.RC 樓板厚度(df )≧15 cm，其上加設固定式表面緩衝材△Lw≧25 dB 2.RC 樓板厚度(df )≧18 cm，其上加設固定式表面緩衝材△Lw≧22 dB 3.鋼承板式 RC 樓板厚度(df )≧19 cm，其上加設固定式表面緩衝材 △Lw≧25 dB 4.檢附樓板衝擊音等級證明 Ln,w≦50dB 或現場檢測 L’n,w≦55 dB。 四級分 符合下列之一： 1.RC 樓板厚度(df )≧15 cm，其上加設固定式表面緩衝材△Lw≧30 dB 2.RC 樓板厚度(df )≧18 cm，其上加設固定式表面緩衝材△Lw≧27 dB 3.鋼承板式 RC 樓板厚度(df )≧19 cm，其上加設固定式表面緩衝材 △Lw≧30 dB 4.檢附樓板衝擊音等級證明 Ln,w≦45dB 或現場檢測 L’n,w≦50 dB。

（資料來源：營建署）

第三章浮式樓板緩衝材動態剛性及衝擊音降低量量測方法

第三章浮式樓板緩衝材動態剛性及衝擊音降低量量測方法

第 一 節 浮 式 樓 板 緩 衝 材 動 態 剛 性 量 測 方 法

本研究參照 ISO 9052-1「Acoustics – Determination of Dynamic Stiffness. Part 1:

Materials Used in floating floors in dwellings」，於國立屏東科技大學振動噪音實驗室

探討浮式樓板緩衝材動態剛性量測規範流程，並建構量測分析系統並驗證其適用性， 作為研擬 CNS 浮式樓板緩衝材動態剛性量測標準（草案）之參考依據。量測標準與 方法如表 3-1.1 所示。

表 3-1.1 浮式樓板緩衝材動態剛性量測方法

量測標準 ISO 9052-1 Acoustics – Determination of Dynamic Stiffness. Part 1: Materials Used in floating floors in dwellings

年份 1989 量測對象 安裝於浮動樓板下之緩衝材料。 固定盤與載重 板 試體須放置固定盤上進行測試，量測時於試體上方放置載重板。 載重板須為鐵製之正方形(200 ±3) mm × (200 ±3)mm。固定盤和載重板剖面不規 則面須於 0.5 mm 以下。 固定盤與載重板須具足夠之硬度，避免測試頻率範圍內彎曲波的影響。 量測試體 試體尺寸為 200 mm × 200 mm(長 x 寬)試體表面須為平滑面，若試體表面為不規 則凹凸狀，須於 3 mm 以下。試體應使用約為 0.02 mm 厚的防水箔覆蓋，並於上 層塗以至少 5 mm 厚之稀釋糊狀熟石膏覆蓋，以填平任何的凹凸。 測 定 方 法 觸發條件 以衝擊鎚產生激振源訊號，其須為垂直振源，並至少測試三個不同位置。 測定頻率 0~5000 Hz，解析頻率：0.39063 Hz。 量測位置 以衝擊鎚固定加速規於載重板上，敲擊載重板(試體上方)3 個以上量測點，且每 點量測 3 次。

（資料來源：本研究整理）

一、浮式樓板緩衝材動態剛性實驗室量測程序 本研究參照 ISO 9052-1 規範，針對浮式樓板緩衝材進行動態剛性實驗室，規範 中之浮式樓板緩衝材之量測方法，係採用共振方法（Resonance Method），藉由振動 測試針對載重板-彈簧（Mass-Spring）系統所量測到的共振頻率（Resonance Frequency, fr）所對應的加速度值來作為評估值。 由於大部分材料的共振頻率與外力作用大小有關，為了避免外力作用大小對結 果造成影響，故量測時至少需求取 3 個位置之結果，才能合理計算推測至零作用力 時的共振頻率。此外，由於不同的測試片大小將會導致不同的 s't結果，因此仍需考 慮緩衝材內部空氣的影響，並依 ISO 9053 規範要求視需求進行空氣流阻抗（Airflow Resistivity）測量來修正結果，而本研究以參照 ISO 9052-1 建立標準作業流程為主， 因此忽略空氣流阻抗效應之修正，獲得緩衝材的動態剛性值。

圖 3-1.1 浮式樓板緩衝材之動態剛性量測完整概念圖

（資料來源：本研究整理）

依照圖 3-1.1 所介紹的浮式樓板緩衝材之動態剛性量測完整概念圖，即可順利建 構出浮式樓板緩衝材之動態剛性量測分析系統及作業程序，相關的量測分析系統及 作業程序說明如下： （一）固定盤、載重板與試材相關規定 t t r m s f     2 1 2 (2 r) k f m c 4 mfr m s f     2 1 0         0 log 30 f f L

第三章浮式樓板緩衝材動態剛性及衝擊音降低量量測方法 為獲得受測試體動態剛性之數值，須將受測試體平放於固定盤上並固定，而載 重板須放置於受測試體上方，其中載重板須為鐵製之正方形(200 ±3) mm x (200 ± 3)mm。固定盤和載重板剖面不規則面須於 0.5 mm 以下。此外，固定盤與載重板須 具足夠之硬度，並依照 ISO 規範固定盤須重達 100 kg 以上，避免測試頻率範圍內彎 曲波的影響，如圖 3-1.2 所示。 (a)載重板實際結構圖 (b)固定盤實際結構圖

圖 3-1.2 緩衝材動態剛性量測系統之固定盤、載重板

（資料來源：本研究整理）

受測試體尺寸須為 200 mm × 200 mm（長×寬），且表面須為平滑面，若試體表 面為不規則凹凸狀，須於 3 mm 以下。除此，試體應使用約為 0.02 mm 厚的防水箔 覆蓋，並於上層塗以至少 5 mm 厚之稀釋糊狀熟石膏覆蓋，以填平任何的凹凸。 (a) 防水箔覆蓋 (b)載重板、熟石膏及緩衝材(由上而下)

圖 3-1.3 受測緩衝材動態剛興試體製作

（資料來源：本研究整理）

200(mm) 2 0 0 (mm ) 150.02kg 花崗石 衝擊平台

（二）量測位置與儀器設定 圖 3-1.4 及圖 3-1.5 為緩衝材動態剛性量測系統示意圖，受測試體上方之載重板 壓於 12 小時後再進行實驗量測，以單軸向加速規作為訊號接收器，與驅動器衝擊鎚， 將加速規固定於載重板頂面中心點處，移動衝擊鎚敲擊垂直量測點採移動衝擊鎚固 定加速規方式，由衝擊鎚敲擊於載重板上方設定 4 點以上之位置。並產生激振源訊 號，由加速規接收到訊號，而激振源訊號電壓值大於 + 50mV，時間訊號延遲為-1 %。 量測分析儀器為聲音與振動量測系統（SVM），Ch1 為衝擊鎚、Ch2 為加速規， 量測頻寬為 0~5000 Hz，解析調數為 12800 條，解析頻率為 0.39063 Hz，平均次數為 3 次，視窗為無加權函數（Boxcar），如圖 3-1.6 所示。 （三）量測結果計算及分析 經量測後，由聲音振動量測模組獲得時間域圖、自身功率頻譜密度函數圖、頻 率響應函數圖（實數部、虛數部、振幅）、相位角圖、關聯性函數圖，並利用聲音振 動量測模組轉檔模組輸出頻率響應函數（FRF）資料，後續透過曲線嵌合，可獲得 緩衝材之測試共振頻率（fr）與阻尼比（ξ），並由公式計算試體彈簧常數 κ（spring

constant），以及公式計算黏滯阻尼係數 c（viscous damping coefficient），最後依公式

計算緩衝材之動態剛性值（s't）。 κ = (2𝜋𝑓r)2𝑚 (6) 式中：κ 為彈簧常數。 m 為實驗緩衝材之質量，以 kg 為單位。 fr為實驗緩衝材之測試共振頻率，以 Hz 為單位。 𝑐 = ξ4𝜋𝑚𝑓𝑟 (7) 式中：c 為黏滯阻尼係數。

第三章浮式樓板緩衝材動態剛性及衝擊音降低量量測方法 m 為實驗緩衝材之質量，以 kg 為單位。 fr為實驗緩衝材之測試共振頻率，以 Hz 為單位。 𝑠′_𝑡 =𝑘_𝑆= (2𝜋𝑓𝑟)2𝑚 𝑆 = (2𝜋𝑓𝑟)2𝑚′𝑡 (8) 式中：s't為表觀動態剛性，以 N/m³為單位。 m't為每單位面積作用於實驗緩衝材之總質量，以 kg/m²為單位。 m 為實驗緩衝材之質量，以 kg 為單位。 fr為實驗緩衝材之測試共振頻率，以 Hz 為單位。 若假設緩衝材之空氣流阻抗（airflow resistivity）效應可忽略，動態剛性值 s' s' = s't

圖 3-1.4 緩衝材動態剛性量測系統示意圖

（資料來源：本研究整理）

緩衝材 訊號擷取卡 聲音與振動量測系統 不同邊界 衝擊鎚 荷重板 加速規 聲音與振動量測系統 訊號擷取卡

圖 3-1.5 緩衝材動態剛性量測系統實測照

（資料來源：本研究整理）

圖 3-1.6 聲音與振動量測系統（SVM）

（資料來源：本研究整理）

緩

衝

材

荷重板

不同邊界 加 速 規 底 部 固 定 邊 界 衝擊鎚 訊號擷取卡 聲音與振動量測 系統(SVM) Ch1:衝擊鎚 Ch2:加速規 加權函數 截斷有效頻寬 解析調數 平均次數 觸發設定

第三章浮式樓板緩衝材動態剛性及衝擊音降低量量測方法

第 二 節 浮 式 樓 板 緩 衝 材 衝 擊 音 降 低 量 量 測 方 法

本研究參照 CNS 15160-6、CNS 15160-8 於國立屏東科技大學聲學性能實驗室進 行浮式樓板緩衝材衝擊音隔音降低量量測，量測標準與方法如表 3-2.1 所示。

表 3-2.1 樓板緩衝材衝擊音隔音降低量量測方法

量測標準 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 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 年份 2008 2009 量測對象 裸樓板及有表面材之樓板 安裝於標準樓板上單層或多層表面材料 受音室 室容積 不小於 50 m 3_{之密閉空間 不小於 50 m}3_{之密閉空間} 量測試體 直接量測受側之裸樓板或附有表面才之 樓板，尺度大小介於 10~20 m2_之間短邊 不得小於 2.3 m 需安裝測試表面材之 RC 樓板厚度為 120 mm±2040，可視面積至少 10 m2 試體分為 3 類，第 I 類 (小試體)需安裝 3 個試體樣本，大小需可放至輕量衝擊 源，距樓板邊界至少 0.5 m 第 II 類 (大試體)及第 III 類(伸展材)試體 需覆蓋牆壁與牆壁間之整個樓板表面， 或面積至少 10 m2 測 定 方 法 測定 頻率 100~3150 Hz 100~3150 Hz 量 測 位 置 固 定 均勻分布於 4 點；兩微音器間最小距離 0.7 m；距邊界及擴散體 0.7 m；與試體間 最小距離 1 m 均勻分布於 4 點；兩微音器間最小距離 0.7 m；距邊界及擴散體 0.7 m；與試體間 最小距離 1 m 移 動 迴轉半徑至少 0.7m，移動仰角需大於 10。，持續時間不得小於 15 秒。 迴轉半徑至少 1.0 m，移動仰角需大於 10。，持續時間不得小於 15 秒。 評定標準 依 CNS 8465-2 進行評定以 Ln,w表示整 體樓板衝擊音評定結果 依 CNS 8465-2 進行評定以 △Lw表示表 面材衝擊音降低量評定結果

（資料來源：本研究整理）

一、浮式樓板緩衝材衝擊音隔音降低量實驗室量測程序 （一）量測空間及頻率範圍 參照 CNS 15160-6 及 CNS 15160-8 規範，使用垂直緊鄰之兩室，上室為聲源室， 下室為受音室。聲源室與受音室之間以 150 mm 之鋼筋混凝土樓板隔開。輕量衝擊 源敲擊後，於受音室接收穩定聲源之後，將由微音器作紀錄器，由分析儀顯示受音 室之聲壓位準，量測示意圖如圖 3-2.2 所示。量測時以 1/3 倍頻為主，中心頻率涵蓋 範圍為 100 ~ 5000 Hz，結果計算頻率為 100 ~ 3150 Hz。 （二）量測儀器 量測儀器包括符合 CNS 7129 及 CNS 13583 規定之多頻道分析儀，符合 CNS 13331 規定之音壓校正器，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。輕量衝擊源依規定須 5 個錘處於同一線上。相鄰錘頭之中線間隔距離 應為 100 ± 3 mm。錘頭具有 500 g 有效質量，由 40 mm 高度自由落下，如圖 3-1.1 所示。 （三）量測規定及程序 量測規定及程序規定如下： 1. 儀器校正 以聲壓校正器進行麥克風校正。 2. 聲源位置設定 迴響時間聲源位置設定，須於受音室設定 1 個聲源位置，距離室邊界 1.5 m 以 上；衝擊音聲壓位準量測，輕量衝擊源平均分布 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，待衝擊音聲壓位準 穩定後再開始進行量測。 3. 麥克風位置設定

第三章浮式樓板緩衝材動態剛性及衝擊音降低量量測方法 迴響時間、背景噪音及衝擊音聲壓位準量測皆於受音室設定 5 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。 4. 樓板緩衝材試體分佈位置 本實驗採用之小試體尺寸為 0.6 m x 0.6 m（長 x 寬），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。 5. 量測程序 浮式樓板緩衝材衝擊音隔音降低量量測包括受音室迴響時間量測、背景噪音量 測及衝擊音聲壓位準量測。受音室迴響時間之量測，係依照 CNS 9056 「聲學－迴 響室之吸音量測」進行，受音室之迴響時間量測程序為無指向性揚聲器經功率擴大 器輸出噪音訊號，待空間充滿穩定訊號後，即關閉聲源，由分析儀計算其受音室之 迴響時間。 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。 受音室衝擊音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聲壓位準值。 6. 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。 （1）室內平均衝擊聲壓位準 𝐿_𝑖 = 10 log (1_𝑛∑𝑛 10𝐿𝑗/10 𝑗=1 ) dB (9)

式中，Lj為室內 n 個不同位置之聲壓位準，單位為 dB。 （2）正規化衝擊聲壓位準 𝐿n= 𝐿i+ 10 log_𝐴𝐴 0 dB (10) 式中，Li為衝擊聲壓位準，單位 dB。 A 為受音室等價吸音面積，單位為 m²。 A0為參考基準吸音面積 10 m²。 （3）加權衝擊聲壓位準減低量 △Lw計算如以下，其中，𝐿n,r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。 𝐿_n,0− 𝐿_n = ∆𝐿 (11) 𝐿_n,r,0− ∆𝐿 = 𝐿_n,r (12) △Lw = 𝐿n,r,0,w− 𝐿n,r,w (13) =78 dB−𝐿_n,r,w (14) 式中，𝐿n,0為依 CNS 15160-6，以裸樓板測試所得之正規化衝擊聲壓位準。 𝐿n為依 CNS 15160-6，以有表面材之樓板測試所得正規化衝擊聲壓位準。 𝐿n,r為以基準樓板表面材測試後，所計算之正規化衝擊聲壓位準。 𝐿n,r,0為基準樓板正規化衝擊聲壓位準，如表 3-1.5 所示。 △L 為依 CNS 15160-8，測試之衝擊聲壓位準降低量。 𝐿n,r,w 為以基準樓板表面材測試，所計算之加權正規化衝擊聲壓位準。 𝐿n,r,0,w 為依 CNS 8465-2 計算之𝐿n,r,0値，為 78 dB。

第三章浮式樓板緩衝材動態剛性及衝擊音降低量量測方法

圖 3-2.1 輕量衝擊源規定

(資料來源:本研究整理)

表 3-2.2 重質基準樓板之正規化衝擊聲壓位準

頻率 Hz Ln,r,o dB 100 67 125 67.5 160 68 200 68.5 250 69 315 69.5 400 70 500 70.5 630 71 800 71.5 1000 72 1250 72 1600 72 2000 72 2500 72 3150 72

（資料來源：文獻 3）

圖 3-2.2 浮式樓板緩衝材降低量量測系統示意圖

(資料來源:本研究整理)

第四章浮式樓板緩衝材動態剛性及衝擊音降低量量測結果

第四章浮式樓板緩衝材動態剛性及衝擊音降低量量測結果

第 一 節 浮 式 樓 板 緩 衝 材 動 態 剛 性 量 測 分 析 系 統 建 構

壹 、 動 態 剛 性 量 測 分 析 系 統 建 構 及 驗 證 一、動態剛性量測分析系統測試方法 本研究參照 ISO 9052-1 量測標準建構浮式樓板緩衝材動態剛性量測程序與方法， 並確認量測分析系統之應用，作為未來樓板緩衝材動態剛性測定之參考依據。根據 ISO 9052-1 標準之規定，量測時除緩衝材為主要測試材料外，相關設備也須符合要 求，如載重板材質與重量，須為鐵製其重量為 8±0.5 kg，而量測時使用之固定盤質 量至少為 100 kg，且須足夠堅硬避免量測頻率範圍受到彎曲波之影響。 本研究目前以 8 mm 波浪型聚氨酯橡膠緩衝材（橡膠纖維膠合）設定不同量測 邊界條件，並搭配符合規定之載重板，如表 4-1.1 所示，進行浮式樓板緩衝材動態剛 性量測，確認設定之實驗條件，並透過有效元素模型之模擬解析，進行模型驗證， 如圖 4-1.1 有限元素模型驗證流程圖所示。分析結果數值，作為量測分析系統建構之 參考依據。

表 4-1.1 動態剛性不同量測邊界條件

組別 A B C D E F G H 不同 量測 邊界 條件 花崗石+ 塑膠桌 花崗石+ 木質桌 衝擊平 台 花崗石+ 衝擊平 台 花崗石+ 衝擊平 台+木條 固定 振動平 台 花崗石+ 振動平 台 花崗石+ 振動平 台+木條 固定

（資料來源:本研究整理）

圖 4-1.1 有限元素模型驗證流程

(資料來源:本研究整理)

本研究以單自由度系統假設之載重板與緩衝材系統模型，透過載重板與緩衝材 系統模型來求得緩衝材之剛性與阻尼係數，其中載重板為 8 kg，圖 4-1.2 為實驗與分 析模型示意圖，其中圖 4-1.2 (a)以載重板給與緩衝材負重，進行實驗模態分析，擷 取載重板與緩衝材之模態參數，圖 4-1.2 (b)為實驗量測點示意圖，為獲得模態參數， 規劃垂直方向進行量測，圖 4-1.2 (c)為載重板與緩衝材系統之有限元素模型圖，在 系統模型中，可控制參數為幾何尺寸、材料參數與邊界限制，僅變更幾何尺寸來建 立載重板與緩衝材之有限元素模型。 (a)實際結構 (b)實驗量測圖 (c)有限元素模型

圖 4-1.2 實驗與分析模型示意圖

(資料來源:本研究整理)

實驗模態分析 頻率響應函數 曲線嵌合 模態參數 有限元素分析 有限元素模型 模態分析 模態參數 荷重板與緩衝材 模型驗證 比較 獲得等效結構 有限元素模型 材料參數修正