Page 55 - 《应用声学》2021年第5期

第 40 卷 第 5 期 高伟夫等： 钢结构装配式住宅墙板连接方式对隔声性能的影响 699

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0 引言 ΟՔ͜ܦ᡹य़
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近年来钢结构装配式住宅因其装配化程度高、
环保节能、重复利用率高等优点受到市场的青睐， ᬦܗ
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发展迅速 [1] 。2016 年，国务院办公厅发布《关于大
力发展装配式建筑的指导意见》，要求力争在 2020 ܦູ
年–2025年使装配式建筑占新建建筑面积的比例达
到30%，钢结构凭借其装配化优势，迎来重要发展机
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遇 [2] 。2019 年，住建部发布通知强调大力推进钢结
构装配式住宅建设试点。钢结构装配式住宅在政策 图 1 相邻房间传声路径示意
的推动下，逐渐成为住宅建筑市场的焦点。 Fig. 1 Sound transmission path between adjacent
随着生活水平的提高，人们对住宅的健康性提 rooms
出了更高要求，其中声环境是健康住宅的重要因素
1 研究方法
之一 [3] 。钢结构装配式住宅 (以下简称钢结构住宅)
在推广和发展过程中，许多物理性能都得到了提升， 对于侧向构件之间耦合较强的钢结构住宅建
但隔声性能却未得到足够的重视。钢结构住宅高装 筑，侧向传声往往成为影响住宅建筑声环境质量的
配率与轻质化的发展目标对隔声均有着不利的影 重要因素 [5] 。现有的钢结构住宅墙板现场施工做法
响，如何在兼顾轻质化与高装配率的同时提高隔声 情况往往错综复杂，从连接刚度的角度来看，墙板与
性能，成为了钢结构住宅亟待解决的问题 [4] 。 周围结构有刚性连接方式，也有柔性连接方式 [10] ，
由于建筑中的声传递往往是多路径的，除了通 不同的连接方式是否会影响房间隔声性能、设置柔

过公共隔墙直接传递外，还会通过侧墙、地板及楼 性连接的墙体选择位置是否合理，目前没有较为深
板等侧向构件进行传递 [5] ，所以钢结构住宅的主要 入的研究。因此本文采用数值模拟的方法对钢结构
隔声性能不仅由建筑围护结构自身属性 (如材料特
住宅中墙板连接方式对相邻房间隔声性能的影响
性、厚度等) 决定，墙板与钢框架的连接构造也有着
进行了模拟分析。考虑的频率范围为 50 ∼ 500 Hz，
很重要的影响 [6] ，原因是不同构件之间的耦合振动 这也是侧向传声影响最大的频段 [5,7] 。
传递会导致侧向传声的出现 (图 1)，且在低频段最
为严重 [5,7] 。在住宅中除了相邻住户家中产生的活 1.1 有限元模型的建立
动噪声外，各种设备如空调设备、通风设备、供暖设 在研究住宅隔声问题时，通常选取相邻房间
备等所产生的低频噪声都会对人们日常生活休息 的平均声压级差作为客观评价指标。本文为研究
产生干扰，甚至对人体造成慢性损伤 [8] 。而钢构件 钢结构住宅相邻房间不同位置墙板连接方式对
的材料特性导致振动在其中传递时的能量损耗远 隔声量的影响规律，使用有限元软件 Virtual Lab
低于其他类型建筑 [9] ，低频噪声与振动的传播距离 Acoustics对其进行数值模拟。
与穿透能力都会被进一步放大。对于钢结构住宅隔 模拟实验参考相关隔声测量规范 [11] 中的方法
声性能的很多研究都侧重于构件材料的隔声性能 进行，模型以常见公寓住宅尺寸为参照进行建模
方面，而针对构件连接方式对隔声性能影响的研究 (图2)，房间 1为声源室，房间 2为接收室。房间开间
3
较为鲜见。 3.6 m，进深 4.9 m，高 2.85 m，两室容积均为 50 m 。
为了提升钢结构住宅侧向传声的抑制能力并 两室侧墙上各有一扇高 1.8 m、宽 1.6 m 的窗。隔
进一步优化房间的整体隔声性能，本研究通过建立 墙与侧墙均为 150 mm 厚蒸压加气混凝土，楼板为
声学有限元模型进行数值分析，对墙板不同的连接 200 mm厚钢筋混凝土。
方式的对房间隔声性能的影响进行了对比分析，在 有限元模型如图 3 所示，结构网格与声学网格
此基础上对钢结构的隔声提出改进措施，从而为今 均采用了四面体网格，对于有限元网格，要求所有网
后的设计工作提供理论参考。 格必须是封闭的，同时在所求解的最高频率下，最小