JM隔振垫块的研发及工程应用
摘 要:JM系列隔振垫块是我国20世纪90年代初研制的用于“浮筑楼板”技术的新型隔振产品，首先用于广播电台和电视台的浮筑套房。目前已广泛应用于建筑、机械、交通等多个领域，是隔绝振动与固体声的理想产品。本文从产品的研究开发到工程实践进行了较为详尽的描述。
关键词:隔振垫块;撞击声;固体声;浮筑楼板
对固体噪声隔绝有特殊要求的建筑（如播音室、录音室等）中普遍采用的是以浮筑楼板为主的房中房结构，其底部弹性垫层的材料有金属弹簧、软木、橡胶、玻璃纤维等多种，但大多存在易疲劳老化、蠕变、锈蚀和虫蛀等先天不足，对永久性建筑构成了性能和安全隐患。
我国从二十世纪六十年代开始，在声学试验室和录音室等房中房结构中采用以玻璃棉做隔振垫层，但一直没有定型产品，使构造承载能力、隔振隔声效果存在离散差异。二十世纪八十年代，随着离心玻璃棉生产工艺的诞生，玻璃纤维隔振垫块也开始传入国内，由于其外形尺寸规范，承载和压缩量都有准确参数，因而使得设计、施工极其方便。但国外产品价格昂贵、承载能力有限，大量引进不符合我国国情，国产化开发成为必由之路。
1 JM系列隔振垫块的研发
1990年，北京市劳动保护科学研究所、国家广电总局设计院声学所、中国建筑科学研究院、北京怡发科技有限公司、北京玻璃纤维厂等单位通力合作，在不到两年时间里研制成功了用于隔绝振动和固体声传播的新型产品：JM系列隔振垫块。
JM隔振垫块是由特殊工艺及材料自主研制生产的，在较大的载荷范围内，其固有频率可保持在9～15Hz，隔振、隔声效率高；高密度玻璃棉主材具有较好的化学稳定性，防潮、阻燃、抗虫蛀、不霉变，可在很宽的温度范围内保持良好的物理及化学性能，用于室内基础隔振可与建筑同等寿命。
JM隔振垫块的研制成功，填补了国内空白，经权威单位检测，其性能指标已达到国际同类产品水平；而价格仅为进口产品的1/5，为国家节省了大量外汇，社会经济效益十分显著。该产品的研制受到了北京市人民政府的表彰，获得北京市科技进步三等奖，被评为北京市高新技术产品和国家环保局最佳实用技术。
2 技术性能
2.1 主要性能指标
载荷范围：500～1200N（垂向）；
固有频率：12～9Hz（垂向）；
规格尺寸：50×50×50（mm），±1.5mm，100×100×50（mm），±1.5mm；
阻尼比：0.1～0.15；
振动衰减量≥20dB；
撞击声改善量≥25dB。
2.2 物理化学性能试验
水蒸汽渗透系数（38℃，88.5%）:5.75×10-8g/m•h•Pa；
不透水性（静压1.5kPa/7天）:不渗透；
氧指数:38.0。
2.3 楼板隔声性能试验
经清华大学建筑物理实验室符合国际标准的楼板撞击声隔声测试，其撞击声隔声适用范围很宽，自63Hz以上的隔声效果都很显著；以500Hz为例，其标准撞击声压级降低量已达37dB，效果是其它一些隔振产品无法比拟的。
2.4 其它试验
为了检验JM隔振垫块产品的可靠性，还在专门的声学和振动实验室内进行了大量动态和静态的材料力学实验，并取得了详细的数据。这些实验包括：100万次动态抗疲劳试验；按照美国ASTM（美国试验与材料协会）Dessignation D-395和D-1229进行的硫化橡胶高温和低温压力性能测试；产品阻尼和蠕动变形测试等。
3 隔振原理
3.1 传播特性
振动的传播形式是多种多样的，但振动在固体的介质中传播基本可分为三种，即：纵波（P波）、横波（S波）和表面波（R波）。其产生的声音可统称为振动固体声。纵波在三种波中传播速度最快，其次是横波，再次是表面波。
三种形式的波的相对能量是：表面波占67%、横波占26%、纵波占7%。
以地震为例：纵波在地震测量中是第一个被测量出的。但破坏作用和被人感知的环境振动均以表面波为主。通常机械设备和交通等引起的主要为表面波，其对于人们的工作生活影响最大。
3.2 隔振原理
振动隔离技术分为两种，即：积极隔振和消极隔振。
（1）设备本身是一个振动源。如：压力机械、旋转机械、振动机械等动力机械设备。将这种振源与地基隔离开来，以减少振源通过地基把振动传递出去而影响周围环境。这种隔振工程称为积极隔振（或称为主动隔振）。
（2）地基或结构本身是一个振动源。如：安置在交通工具（飞机、火车、汽车、船舶等）上的设备或精密仪器需要采取保护措施。在这种情况下，隔振的目的在于隔离由机座运动引起的破坏和影响。这种隔振工程称为消极隔振（或称为被动隔振）。
为了降低振动的传播以及减少振动固体声，采用JM隔振块作为“浮筑板”结构的隔振材料，便是一个行之有效的方法。
4 工程实践
近年来，JM隔振垫块已在国内大规模使用。其在建筑浮筑地板、铁路浮筑路基、舰船浮阀隔振、机械设备的隔振和隔冲等领域中广泛应用。
本文主要列举在广播电视行业中应用“浮筑楼板”技术的两个实例。
4.1 广州新时代影音公司录音室
该影音公司是生产音像制品的基地，其节目源在录音过程中对录音室的声学环境要求的严格程度甚至超过广播电台和电视台的录音室。
广州新时代影音公司录音室场址选在刚建成不久的一栋6层楼房的顶层，距老云机场500米，高峰时段每3分钟起降一架飞机，有些就从楼房正上方飞过。
为了充分掌握建设场地的噪声环境，首先对飞机噪声进行了测量，其线性档总声压级超过100dB，而且125Hz和63Hz的低频声级特别高，给人以强烈的震撼冲击感，已形成了高声强-固体声的转换。此外，受场地面积所限，空调机房也必须紧靠录音室布置。
针对该复杂的低频噪声和振动环境，采用JM玻璃纤维隔振垫块，设计了260m2的整体浮筑楼板，上面再做录音室和控制室的分割。隔墙用6层石膏板，内部分两层填充2×100（mm）厚的玻璃纤维，吊顶也做了与隔墙相当的处理。同时空调机房也做了相应的隔振与降噪等处理。该工程不但解决了高声强中低频激励的建筑结构固体声的传播，也提高了其空气声的隔声量。用国际标准撞击器实测，浮筑楼板的撞击声压级改善量ΔLp为25dB，室内背景噪声满足NR-15曲线。
在录音室和控制室内监听，完全听不到飞机起降和掠过录音室上空时的噪声。经主观及客观评价，声质量均达到了预期效果。
4.2 浙江省广播电视中心工程
该广播电视中心是一个新建项目，需要做浮筑楼板或房中房的房间很多。许多录音棚、演播录制中心等仅一墙之隔或楼上楼下设置，建筑声学条件十分复杂且声学品质要求很高。
该工程在进行期间先做了两个样板间，并委托同济大学声学研究所进行检测。经测量，两间套房的撞击声压级改善量ΔLp分别是29dB和25dB。
5 结语
目前JM隔振垫块已被越来越多的业内人士广泛认同，并广泛应用于各类声学实验室、录音棚、音乐厅、多功能厅、播音室、演播室等建筑的隔声隔振设计；也可用于部分机械设备的浮筑基础隔振。JM隔振垫在浮筑楼板隔振应用等领域将会不断拓展。
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