K-13纤维喷涂吸声材料在国家大剧院屋盖结构中的声学作用
国家大剧院的屋盖设计为轻型结构，底层为2mm钢板，中间为24Kg/m3离心玻璃棉，上层为防水铝板，面层为钛合金装饰板。为了加强外部隔声和室内吸声，在钢板下喷涂一层25mm厚、100Kg/m3的K-13纤维喷涂吸声材料。按照设计要求，屋盖板空气声隔声指标Rw需大于等于42B,撞击声（主要是雨噪声）隔声指标Lpn,w需小于等于42dB。
由于轻型屋盖结构重量轻、厚度薄、存在结构缝隙等原因，相对于混凝土等重型屋盖结构的隔声性能偏低。应国家大剧院业主委员会的要求，为了确保隔声性能达标，在北京美华东方建材有限公司和珠海晶艺特种玻璃工程公司的协助下，于2003年8 月10日-2003年9月20日在清华大学进行了系列隔声实验。实验结果可参见清华大学建筑物理环境检测中心03065-03069号检测报告。
隔声实验结论为：K-13纤维喷涂吸声材料对于国家大剧院屋盖结构的隔声性能起到致关重要的作用。在没有喷涂K-13的情况下，即使经过屋盖的密缝处理，空气声隔声量最高只能达到Rw=37dB。K-13喷涂后，屋盖的空气声隔声性能可提高到Rw=47dB，在1mm/min的大雨下，撞击声隔声量可达到 Lpn,w=40dB，满足设计要求。
喷涂K-13后能够大大提高屋盖板的隔声性能的原因是:1)K-13均匀喷涂附着在钢板上以后，起到了一定的声阻尼作用，改善了钢板本身的振动模式，较大提高了钢板中低频的隔声性能，从而提高了整体的隔声能力。实验结果表明，在100Hz时喷涂 K-13材料后隔声量由14.5dB提高到20.5dB，在500Hz时喷涂K-13材料后隔声量由37.0dB提高到42.5dB。2）K-13为密实颗粒状粘稠材料，在喷涂过程中起到了良好密封效果。
由于施工、结构等方面的考虑，该屋盖板的钢板存在结构缝隙，缝隙产生了很大的漏声，造成隔声量严重下降。实验中发现，在没有喷涂K-13时，如果不对钢板进行密缝处理，屋盖板的隔声量只能达到33dB。进行密缝处理后（主要是在Ω型压缝钢条板内填离心玻璃棉密封处理），隔声量提高到37dB，进而使用玻璃胶（在实际工程中不能这样处理，仅作为实验参考）对钢板所有拼缝进行密封处理后，隔声量提高到 40dB。密封处理能够提高高频的隔声性能。实验结果表明，在2000Hz时喷涂K-13材料后隔声量由40dB提高到52dB。
K-13材料同时具有良好的吸声性能，根据清华大学建筑物理环境检测中心检测结果，1英寸厚K-13的降噪系数NRC达到0.75，即1英寸厚K13喷涂在顶棚上可以吸收75%的入射声音，将会大大降低室内噪声，起到改善环境的作用。
从国外有关建筑声学文献中我们获知，纤维喷涂吸声材料在国外已有多年的使用历史，因其良好的声学、环保、防火、粘着力强、易于施工等特性，广泛地被体育、文化等大型建筑场所采用。纤维喷涂吸声材料虽然较晚进入我国，但必将在建筑声学的应用中有着广阔前景。
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