随着专业性音乐类学校对教学环境的要求日益提高, 在保证充足教学空间的基础上对房间的声学要求也越来越高。房间隔声是声学房间质量控制的一个重要指标。有隔声要求的房间地面通常采用浮筑楼板施工工艺, 但传统的浮筑楼板施工工艺做法楼板厚度较大、造价较高, 无法形成大面积流水作业, 不适用于标准化施工。

本文基于中国音乐学院综合教学楼工程, 在传统工艺上进行改良, 减少了整体做法厚度, 降低了造价, 实现浮筑楼板的大面积标准化施工, 提供了一种适用范围较广的简易做法。

中国音乐学院综合教学楼工程设计中包含大、中、小琴房共计203间, 由于建筑物造型复杂, 房间的大小、造型均不同。整个琴房采用简易“房中房”设计, 为保证房间之间和上、下层之间不会出现“串音”, 房间地面均采用简易浮筑楼板施工工艺。本工程第10层和第9层房间功能布局差异较大, 故第10层走廊地面也全部采用简易浮筑楼板施工工艺, 共计完成简易浮筑楼板面积5 629.82m², 施工总工期为90d。简易浮筑楼板施工的同时兼顾隔声功能性要求、标准化生产和工程造价控制, 在国内属于首创。

浮筑楼板从构造上主要可分为结构层、减震层、垫层和装饰面层4部分。减震层是影响浮筑楼板声学效果的最主要因素, 其材料的选择是决定浮筑楼板效果的关键因素。常用的减震隔声材料主要是2种:橡胶减震垫和橡胶包裹的玻璃棉减震块 (见图1) 。

上述2种常用材料的缺点也非常明显:橡胶减震垫易老化, 一般5～8年就会失去弹性造成浮筑楼板失效, 另外橡胶属于可燃材料, 不适于用作地面材料;玻璃棉减震块性能较稳定, 但减震块厚度较大, 一般为50mm×50mm, 且减震块无法满布, 对垫层基层材料的刚度要求高, 上述2种材料还有个共同的特点就是造价偏高。

高密度玻璃棉减震垫 (见图2) 有上述2种材料所不具备的特点, 其材料性质如表1所示。

高密度玻璃棉减震垫具有如下优势。

1) 高密度玻璃棉的弹性模量保证其在正常恒荷载下会有约10%变形, 同时还会保持弹性;对各种频率的声音有较好的吸声效果, 总体降噪系数可达0.58。在上、下层均为混凝土楼板的情况下可进一步降低楼板振动, 增强降噪效果, 特别是对于低频音有较好的降噪效果。

2) 玻璃纤维是无机材料, 具有耐酸耐碱和超高的化学稳定性, 优于橡胶制品, 非常适合长期使用。通常玻璃棉应用在建筑和工业保温中, 不遭到外力物理破坏的情况下, 可以具有与被保温建筑和设备相同的使用寿命。

3) 高密度玻璃棉减震垫成本低, 相对于其他减震材料, 使用高密度玻璃棉减震垫减震材料成本可降低30%以上。

高密度玻璃棉减震垫也具有如下缺点。

1) 虽然高密度玻璃棉材料本身是憎水材料, 但减震垫为多孔材料, 如遇明水就会吸入, 造成减震垫内部硬化, 使减震垫失去弹性。

2) 高密度玻璃棉减震垫作为浮筑楼板弹性材料, 施工工序较为复杂, 对每道工序的施工要求较高, 管理成本高。

针对高密度玻璃棉的缺点, 对其普通施工工艺进行了改进。针对高密度玻璃棉减震垫吸水失效问题, 使用塑料膜进行包裹, 封口向上, 避免了明水侵蚀 (见图3) ;每道工序进行样板施工和标准化要求, 将复杂的施工过程拆解成每个标准化工序进行统一安排施工。

垫层施工质量是决定浮筑楼板使用功能实现的重要因素。如果垫层施工中出现裂缝或断裂将影响浮筑楼板的整体性, 大大降低浮筑楼板使用寿命和减震隔声效果。受限于混凝土材料的物理性质和施工工艺, 浮筑楼板垫层混凝土宜≥80mm, 应≥50mm, 宜采用细石混凝土进行施工。本工程由于要求浮筑楼板地面做法总厚度仅为100mm, 为保证混凝土垫层施工质量, 需要在垫层与减震层间设置隔离层兼做混凝土垫层模板。

浮筑楼板常用的垫层模板材料主要有如下3种:钢板、压型钢板和水泥纤维压力板 (见图4) 。

上述3种材料各有所长, 应结合减震层材料及施工工艺进行选择。钢板厚度最小、刚度大, 整体性较好, 但钢板需要现场拼装焊接且造价最高, 与混凝土垫层黏结差;压型钢板强度高、刚度大, 相互搭接可免去焊接, 压型槽的存在与混凝土结合较好, 但压型钢板所占厚度最大, 造价偏高;水泥纤维压力板厚度适中, 造价最低, 不需要焊接, 与混凝土物理性质最为接近, 可紧密结合, 但强度偏低, 刚度小, 对减震层材料整体性要求较高。

简易浮筑楼板由于采用满铺高密度玻璃棉减震垫, 整体性较好, 对垫层模板要求大大降低, 故选用了造价低廉、施工简便的水泥纤维压力板, 大大降低了浮筑楼板的垫层模板成本, 且由于水泥纤维压力板与垫层混凝土材料性质最为接近, 结合效果最好, 可与混凝土垫层共同作用, 降低了垫层整体开裂风险。因此, 本工程选用10mm厚水泥纤维压力板作为隔离层兼混凝土垫层模板。水泥纤维压力板垫层模板拼装效果如图5所示。

1) 本工程采用散热器采暖方式, 其下供下回的系统需要在浮筑楼板上开洞, 这将会造成浮筑楼板的隔声效果大大降低。为保证隔声效果, 穿地面楼板采用双重套管施工工艺 (见图6) 。内层套管与结构楼面固定, 外层套管与浮筑楼板固定, 两层套管间弹性固定并保证封闭严密。

2) 水泥纤维压力板拼缝使用透明胶带进行封装, 防止垫层浇筑过程中的泌水流入减震层。

3) 高密度玻璃棉减震垫、水泥纤维压力板垫层模板与墙面连接部位应上翻, 保证混凝土垫层浇筑完成后与砌筑墙面弹性连接。

4) 可在水泥纤维压力板垫层上增加1道防水塑料薄膜, 进一步降低减震层渗入明水的风险, 但会降低水泥纤维压力板与垫层的接合度。

5) 为了进一步降低垫层开裂的风险, 提高浮筑楼板质量的稳定性, 在混凝土垫层增加了1道ϕ4成品冷拔钢丝网片作为抗裂措施, 在施工过程中垫层几乎无开裂, 为面层装饰提供了基层保障。

中国音乐学院综合教学楼工程施工过程中, 简易浮筑楼板的应用取得良好效果, 通过对材料和施工工艺的优化, 提高了工程隔声效果, 减少了整个面层厚度, 节约了材料, 大大降低了施工成本, 更适用于标准化大批量施工生产。经核算简易浮筑楼板相对于传统浮筑楼板工艺造价可降低20%。