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研究生:柯廷衞
研究生(外文):Ting-WeiKo
論文名稱:直鋪式木質複合地板對樓板衝擊音改善效果之研究
論文名稱(外文):The Improvement of Floor Impact Sound Reduction by Using Covering and Damping Material of Wooden Flooring
指導教授:蔡耀賢蔡耀賢引用關係
指導教授(外文):Yaw-Shyan Tsai
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:建築學系
學門:建築及都市規劃學門
學類:建築學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2016
畢業學年度:104
語文別:中文
論文頁數:92
中文關鍵詞:樓板衝擊音減振材直鋪式木地板
外文關鍵詞:floor impact sounddamping materialwooden flooring
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台灣住宅日趨高層化發展,集合住宅為都會地區最普遍的住宅型式,近年在居住環境品質要求提升下,國人對於建築構造抵抗樓板衝擊音的性能需求逐漸受到重視。為提升住宅音環境品質,國內許多住宅評估規範都將樓板衝擊音列入評估標準,如住宅性能評估制度、綠建築評估手冊與建築技術規則(建築設計施工編第四十六條之六,108年7月1日實施),另外綠建材評估手冊也針對樓板表面材的衝擊音隔音性能進行規範。國內集合住宅多為RC構造樓板,而許多研究指出單純增加RC樓板厚度對於衝擊音的改善效果有限,若採用表面材減振則可有效減少樓板衝擊音。表面材中木竹地板因其容易鋪設、外表美觀等優點於國內被廣泛的使用,且木地板並非建築結構體,可於裝修階段鋪設,對於既有建築的改善或新建建築的加強皆能有效應用。
國內文獻對於各式樓板減振構造進行相當多的測試,浮式構造地板∆Lw可達到40dB以上,架高木地板∆L w可達到25dB以上,直鋪式木地板∆Lw約20dB。本研究蒐集國內外文獻中測試結果較佳的減振材,如發泡乙烯酸乙酯(EVA)、發泡聚乙烯(PE)、橡膠、聚酯纖維……等不同密度與硬度的材料約20多種進行實驗,依照CNS 15160-8於屏東科技大學聲學性能實驗室進行0.36m3小試體測試,CNS 8465-2計算其加權聲壓位準降低量∆Lw。針對15cm RC樓板或19cm鋼承板式鋼筋混凝土造樓板,上方鋪設直鋪木地板的構造方式,討論於木地板底層加設減振材料時對樓板衝擊音的改善效果,藉由實驗釐清影響樓板衝擊音的因素並研發更佳減振效果的直鋪木地板構造。
本研究分為三個階段,分別為「材料基本性能分析」、「減振材料開發」與「新型直鋪式木地板的應用」。「材料基本性能分析」階段以單一、複合減振材搭配木地板進行實驗以了解減振材的基本性能;「減振材料開發」階段利用上一階段的分析資料自行開發製造減振墊,選用了回收橡膠粒為主原料、玻璃棉與聚酯纖維為填充材,利用聚氨酯膠合製成橡膠粒複合墊;「新型直鋪式木地板的應用」階段將直鋪式木地板分為表面材、上層減振材、整平層與下層減振材,將前兩階段的材料應用於上、下層減振材,分析減振材在構造中如何影響整體構造的樓板衝擊音隔音性能。
「材料基本性能分析」方面結果顯示,聚酯纖維為本研究測試最佳單一減振材,厚度6mm密度300K應用於直鋪木地板∆Lw為24dB。發泡樹酯硬度、密度、壓縮應力越低,衝擊音隔音性能越好,4mm厚應用於直鋪木地板∆Lw20至22dB。
「減振材料開發」方面結果顯示,複合材料使用剛性較低與較高的材料混合可以得到較好的樓板衝擊音隔音性能,前者提供孔隙創造彈性、後者提供結構性,如纖維與橡膠,聚酯纖維複合橡膠粒墊∆L w達本研究最高值27dB。自製橡膠粒墊複合材料可以超過複合前兩種單一材料的性能,如聚酯纖維複合橡膠粒墊∆L w為27dB,但橡膠粒墊與聚酯纖維的∆L w分別為24與26dB。
「新型直鋪式木地板的應用」結果顯示,若該減振材∆L w小於22dB,則整體構造∆L w相較該減振材搭配木地板的結果約有1~2dB的提升;若該減振材∆L w界於23~24dB,可以明顯看到聲壓位準降低量∆L 的提升,但整體構造∆L w約有0~1dB的提升;若該減振材∆L w大於25dB,則整體構造性能提升很少。

Reinforce concrete floor slab is commonly used in high-rise buildings in Taiwan, and many studies show that using damping floor coverings on RC floor slab can improve floor impact sound effectively. To achieve suitable levels of impact sound insulation for building regulations, floating floor or using wooden on a suitable resilient material are common options. However, sand-cement screeds are less favored by designers due to a preference for dry trades to speed up the construction process. Wooden flooring can be installed during interior upholstery process, which makes it easier to solve indoor sound environment problem in both new and existing buildings.
Recent studies show that resilient materials such as open cell ethylene vinyl acetate foam (EVA), Polyethylene foam (PE), and polyester were identified as resilient materials that could provide suitable static and dynamic stiffness under sand-cement screeds. However, those materials were seldom used in Taiwan. The floor impact sound reduction level of those resilient materials used under sand-cement screeds is different than wooden platforms. As a result, This paper looks at the performance that can be achieved using wooden platform floors and those resilient materials on concrete floor bases in order to design a new resilient material and wooden flooring system. The new resilient material is made from ground tire rubber, polyester, and glass wool.
In this study, experiments of floor impact sound of wooden flooring were carried out according CNS 15160-8 and CNS 8465-2 standards. After the experiments, the standards of Building Technical Regulations, Regulations Of Grading Housing Performance, Green Building Material Label, and Green Building Label were used to evaluate the performance of the covering materials.
The result of single resilient material placed under wooden platform floors shows that the floor impact sound reduction level △Lw of PE, EVA foams (12 mm plywood + 4 mm PE, EVA foams) reached 20~22dB, polyester (12 mm plywood + 6 mm 300k polyester) reached 24dB, recycled tire rubber mat (12 mm plywood + 10 mm rubber) reached 22dB. The result of new resilient material shows that △Lw of ground tire rubber (12 mm plywood + 10 mm ground tire rubber) reached 24dB, ground tire rubber mixed polyerter (12 mm plywood + 10 mm ground tire rubber) reached 27dB, which achieve the highest impact sound reduction level in this study.

第一章 緒論 1
1-1 研究動機與目的 1
1-1-1 研究動機 1
1-1-2 研究目的 2
1-2 研究範圍 3
1-3 研究流程 4
第二章 樓板衝擊音相關理論與文獻探討 5
2-1 衝擊音之相關規範 5
2-1-1衝擊音國外現行規範 5
2-1-2 衝擊音國內現行規範 5
2-2 樓板衝擊音相關文獻探討 10
2-2-1 近年國內衝擊音相關研究 10
2-2-2 近年國外衝擊音相關研究 11
2-3 樓板衝擊音之評定方法 15
2-3-1 樓板衝擊音之符號定義 16
2-3-2 樓板衝擊音之評定計算 17
第三章 研究方法 21
3-1樓板衝擊音之測定與評估方法 22
3-2-1 樓板衝擊音之測定規範 22
3-2-2 樓板衝擊音之評估方法 25
3-2 實驗設計說明 26
3-2-1 新型直鋪式木地板構造探討 26
3-2-2各部位構造材料探討 28
3-2-3 小試體實驗架構探討 33
第四章 實驗結果 37
4-1 發泡樹酯對衝擊音的影響 37
4-1-1 發泡樹酯減振材 37
4-1-2 發泡樹酯加厚對衝擊音的影響 41
4-1-3 發泡樹酯物理性質對衝擊音的影響 46
4-1-4 小結 50
4-2 纖維與夾板對衝擊音的影響 53
4-2-1 聚酯纖維對衝擊音的影響 53
4-2-2 夾板對衝擊音的影響 56
4-2-3 小結 58
4-3 橡膠粒墊對衝擊音的影響 60
4-3-1 橡膠墊壓合密度對衝擊音的影響 61
4-3-2 橡膠粒墊複合材料對衝擊音的影響 62
4-3-3 框架狀橡膠粒墊對衝擊音的影響 65
4-3-4 橡膠粒墊應用於新型直鋪式木地板衝擊音的影響 67
4-3-5 小結 68
第五章 結論與建議 71
5-1 結論 71
5-2 後續研究建議 72
參考文獻 73
附錄 77


一、中文文獻:
1.內政部建築研究所 (2015),綠建材解說與評估手冊2015更新版。
2.內政部建築研究所 (2015),綠建築評估手冊-住宿類 (2015年版)。
3.內政部建築研究所 (2015),綠建築評估手冊-基本型 (2015年版)。
4.內政部營建署 (2016),建築技術規則。
5.內政部營建署 (2016),住宅性能評估實施辦法。
6.何明錦、江哲銘、林芳銘 (2005),建材音響性能測試 ISO 標準 CNS 化之可行性研究,內政部建築研究所。
7.呂奇穎 (2006),以有限元素法預測架高地板構造形式對樓版衝擊音衰減影響之研究,國立成功大學建築研究所碩士論文。
8.李仁智 (2008),浮式構造地板改善樓板衝隔音性能之實驗研究,國立雲林科技大學空間設計系碩士學位論文。
9.沈郁蕙 (2012),浮式構造地板使用表面材及緩衝材改善樓板衝隔音性能之實驗研究,國立雲林科技大學空間設計系碩士學位論文。
10.周鼎金 (2012),建築物理,旭營文化事業公司。
11.林芳銘、謝昀霖、林玉卿 (2011),住宅樓板之輕量衝擊源樓板衝擊音改善對策探討,空間設計學報,Vol. 12: 35-43。
12.孫瀅翔 (2013),木質表面構材對於重質樓板衝擊音之改善效果,國立屏東科技大學木材科學與設計系碩士論文。
13.張涵瑋 (2005),以表面裝修構造改善樓板衝擊音隔音性能之研究,國立雲林科技大學空間設計系碩士學位論文。
14.許健冲 (2013),緩衝材對樓板衝擊音隔音性能之影響,國立成功大學土木工程研究所碩士論文。
15.郭志揚 (2007),表面裝修構造對樓板衝擊隔音性能影響之研究-以重量衝擊源為例,國立雲林科技大學空間設計系碩士學位論文。
16.曾品杰 (2008),樓版裝修材對樓版衝擊音隔音性能之效益,國立成功大學建築研究所博士論文。
17.馮俊豪、江哲銘、林芳銘、何明錦、羅時麒 (2013),住宅分戶牆及樓板構造隔音性能之現場量測分析與評定,臺灣建築學會建築學報,84,39-51。
18.經濟部標準檢驗局 (2007),CNS 8465-2:聲學-建築物及建築構件之隔音量評定--衝擊音隔音。
19.經濟部標準檢驗局 (2008),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。
20.經濟部標準檢驗局 (2009),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。
21.謝宛均 (2003),有限元素法預測樓版衝擊音衰減特性之研究-以樓版表面材彈性係數變因探討之,國立成功大學建築研究所碩士論文。
22.鍾松晉 (1999),台灣地區樓版衝擊音影響因子預測模式之研究,國立成功大學建築研究所博士論文。
23.鍾松晉 (2010),以表面裝修構造改善樓板輕量衝擊源之隔音性能實驗研究,建築學報,Vol. 74(技術專刊): 15-32。
24.蘇德勝 (2013),噪音原理及控制,臺隆書店。

二、日文文獻
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2.未吉修三、齊藤壽義,「木質床板の衝擊特性與輕量衝擊音との關係」,林試研報,1987。
3.田野正典、久我新一,「住宅の防音と調音のすでて」,建築技術別冊 Vol. 1, 1988。

三、英文文獻
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3.Hammer, P., & Brunskog, J. (2002). Vibration Isolation on Lightweight Floor Structures. Building Acoustics,·9,257–269.
4.Hopkins, C., & Hall, R. (2006). Impact Sound Insulation Using Timber Platform Floating Floors on a Concrete Floor Base. Building Acoustics, 13, 273–284.
5.Kęstutis, M., Vidmantas, D., Juozas, R., & Rosita, N. (2012). Dependence between Reduction of Weighted Impact Sound Pressure Level and Specimen Size of Floating Floor Construction. Materials Science, 18, 94-97.
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7.Kim, K.W., Jeong G.C., Yang, K.S., & Sohn J.Y. (2009). Correlation between dynamic stiffness of resilient materials and heavyweight impact sound reduction level. Building and Environment, 44, 1589–1600.
8.Lee, S., Hwang, D., Park, J., & Jin, Y.J. (2015). Cause and perception of amplitude modulation of heavy-weight impact sounds in concrete wall structures. Building and Environment, 94(2), 1-8.
9.MIŠKINIS, K.,DIKAVIČIUS, V.,RAMANAUSKAS, J.,NORVAIŠIENĖ, R.(2012). Dependence between Reduction of Weighted Impact Sound Pressure Level and Specimen Size of Floating Floor Construction. Materials Science, 18, 93-97.
10.Pritz, T. (1996). Dynamic Young’s Modulus and Loss Factor of Floor Covering Materials. Applied Acoustics, 49, 179-190.
11.Ruben, M.S., Manuel, M.C., & Rosendo, V.G. (2011). The performance of resilient layers made from recycled rubber fluff for impact noise reduction. Applied Acoustics, 72, 823-828.
12.Rushforth, I.M., Horoshenkov,K.V., Miraftab M., & Swift, M.J. (2005). Impact sound insulation and viscoelastic properties of underlay manufactured from recycled carpet waste. Applied Acoustics, 66, 731-749.
13.Schiavi, A., Belli,A.P., Corallo,M., & Russo, F. (2007). Acoustical Performance Characterization of Resilient Materials Used under Floating Floors in Dwellings. Acta Acustica United with Acustica, 93, 477-485.
14.Seung, Y.Y., & Jin, Y. (2014). Investigation of the effects of different types of interlayers on floor impact sound insulation in box-frame reinforced concrete structures. Building and Environment, 76, 105-112.
15.Zhou, H., Li, B., Huang, G., He, J. (2007). A novel composite sound absorber with recycled rubber particles. Journal of Sound and Vibration. 304, 400-406.

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