امروزه آلودگی صوتی از مشکلات مهمی است که در شهرهای صنعتی وجود دارد. آرامش محیط و مردم توسط سروصدای ناشی از وسایل نقلیه از بین رفته است.به همین دلیل لازم است تا با استفاده از مصالحی خاص،دستگاه ها و ساختمانها را از ایجاد و نشر سروصدا ایمن نماییم. استفاده از عایق های صوتی مانند عایق صوتی پشم سنگ روشی است که برای عایق کاری دستگاه ها و ساختمان ها استفاده می گردد.
عایق کاری صوتی برای جذب صوت یکی از معیارهای مهم جهت ارزش گذاری ساختمان در کشورهای پیشرفته می باشد. و امیدواریم که در آینده ای نزدیک در ایران نیز فرهنگ عایق کاری صوتی ساختمانها معمول گردد.
در این مقاله قصد داریم به تعاریف مربوط به عایق کاری صوتی ، جذب و انواع جاذب صوت ، عایق کاری صوتی ساختمانها ، خودروها ، سقف ها می پردازیم و به این نتیجه می رسیم که عایق کاری صوتی چگونه باعث جذب صوت می شود؟
کاهش فشار صوتی به نسبت منبع صوت و گیرنده را عایق کاری صوتی می گویند.
روش های مهم و اصولی زیادی جهت کاهش و جذب صوت وجود دارد که به اختصار به آنها اشاره می شود:
جذب صوت ، میراگری ، فاصله سازی ، جدا نمودن و اضافه کردن جرم، از مهمترین عناصر کاهش صوت می باشند. و باید در نظر داشته باشیم که عنصر جذب در انواع عایق صوتی را شبیه Sound Absorbing Panels بدانیم.
عنصر جذب به نصب عایق در اجزای ساختمان ها و در پی آن کاهش فرکانس تشدید صوت در فضا می پردازد. شیت های صوتی فقط در صورتی می توانند در رفع مشکلات صوتی اثر مثبت بگذارند که عایق کاری صوتی اجزای ساختمان انجام شده باشد. و این عمل سبب تقویت بازتاب کاسته شده در فضای منبع تولید صوت می گردد.
گاهی لازم است تا زمان طراحی سیستم های مرتبط با رفع معضلات صوتی ، دو تا از مشکلات واضح عایق های صوتی در نظر گرفته شود. از خود صوت نیز میتوان برای کاستن صوت به وجودآمده داخل اتاق استفاده نمود.
عایق صوتی می تواند امواج صوتی غیر مستقیم ناخواسته مانند بازتاب هایی را که باعث پژواک و تشدید صوت می شوند، سرکوب کند.
عایق صوتی می تواند از طریق استفاده از اشیا مسافتی (افزایش طول مسیر انتقال صوت) و دخالت در مسیر صوت، انتقال ناخواسته امواج صوتی مستقیم از منبع تولید صوت به شنونده را کاهش دهد.
مواد جاذب صوت میزان فشار صوت را در داخل حفرات، محفظه یا اتاق از بین می برند. مواد جاذب مصنوعی و متخلخل معمولاً از نوع سلول باز (فوم صوتی ، کف ضد صوت) هستند.
مواد جاذب الیافی مانند سلولز، پشم معدنی، فایبرگلاس و پشم گوسفند، بیشتر برای از بین بردن فرکانس های تشدید داخل حفرات (عایق کاری دیواره، کف یا سقف) استفاده می شوند ، و به دلیل ویژگی های عایق حرارتی، یک هدف دو منظوره دارند.
از هر دو ماده جاذب الیافی و متخلخل برای ایجاد صفحات صوتی استفاده می شود، که انعکاس صوت را در اتاق جذب می کنند و باعث بهبود درک اصوات مطلوب می شوند.
جاذب های متخلخل ، به طور معمول فوم های لاستیکی سلول باز یا اسفنج های ملامینه ، با ایجاد اصطکاک درون ساختار سلول ، صوت را جذب می کنند.
فوم های سلول باز متخلخل جاذب نویز، در طیف گسترده ای از فرکانس های متوسط به بالا بسیار کارآمد هستند. عملکرد این جاذب ها در فرکانس های پایین می تواند کمتر چشمگیر باشد.
مشخصات دقیق جذب صوت فوم های متخلخل سلول باز توسط تعدادی از عوامل از جمله موارد زیر تعیین می شود :
پانل های تشدید کننده “هلم هولتز” و سایر جاذب های تشدیدکننده با میرایی یک موج صوتی در حین انعکاس آن کار می کنند.
برخلاف جاذب های متخلخل ، جاذب های تشدید کننده در فرکانس های متوسط بیشترین تأثیر را دارند و جذب آنها همیشه در یک محدوده فرکانس باریک است.
میرایی به معنای کاهش رزونانس در اتاق، با جذب یا تغییر مسیر (بازتاب یا پخش) است.
جذب باعث کاهش سطح کلی صوت می شود ، در حالی که تغییر مسیر باعث می شود صوت ناخواسته با کاهش انسجام، بی ضرر یا حتی مفید شود. میرایی می تواند تشدید صوتی در هوا، تشدید مکانیکی در ساختار اتاق یا اشیاء موجود در اتاق را کاهش دهد.
جدا سازی یک منبع صوتی و هر نوع توده مجاور، مانع ایجاد مسیر مستقیم برای انتقال صوت می شود.
جدا سازی دیوارها شامل استفاده از گیرنده های انعطاف پذیر یا پدهای میراگر صوت است.
چگالی انرژی امواج صوتی با فاصله گرفتن از یکدیگر کاهش می یابند، به طوری که افزایش فاصله بین گیرنده و منبع صوت باعث می شود شدت صوت در گیرنده به تدریج کمتر شود.
در یک معادله سه بعدی عادی، با توجه به نقطه منبع صوتی و نقطه گیرنده صوتی، شدت امواج صوتی با توجه به مربع معکوس فاصله کاهش می یابد.
افزودن مواد متراکم برای جلوگیری از خروج امواج صوتی از دیواره منبع صوتی، سقف یا کف. استفاده از وینیل، دیوار گچی، عایق صوتی، تخته سه لا، MDF، بتن یا لاستیک.
تراکم های مختلف در مواد عایق صوتی باعث کاهش صوت در محدوده فرکانس های مختلف می شود. استفاده از چند لایه مواد برای موفقیت در بسیاری از موارد ضروری است.
وقتی امواج صوتی به موانع برخورد می کنند، بازتاب آن صوت به وضعیت و شکل سطحی که به آن برخورد کرده است بستگی دارد.
برخورد صوت با سطح بتن انعکاس بسیار متفاوتی نسبت به برخورد صوت به محیطی نرمتر مانند فایبرگلاس خواهد داشت. در محیط های باز مانند بزرگراه ها، اغلب از خاکریزها یا دیواره های قوس دار برای بازتاب صوت به سمت بالا و آسمان استفاده می شود.
اگر انعکاس از یک سطح صاف و سخت به طور خاص باعث بروز مشکلات شود، می توان از پخش کننده های صوتی بر روی سطح مذکور استفاده کرد که صوت را از همه جهات پراکنده خواهد کرد. این کار برای از بین بردن نقاط به دام اندازنده سر و صدا در یک اتاق موثر است.
مولدهای حذف نویز برای کنترل فعال نویز، ابتکار نسبتاً جدیدی هستند. از میکروفون برای گرفتن صدا استفاده می شود و پس از آن صوت مذکور توسط رایانه تجزیه و تحلیل می شود.
سپس، امواج صوتی با قطبیت مخالف (فاز ۱۸۰ درجه در تمام فرکانس ها) از طریق یک بلندگو خارج می شوند،که باعث تداخل در موج صوتی اولیه شده و آن را از بین می برند.
برنامه هایی با هدف کاهش یا از بین بردن تأثیرات اصوات خارجی در ساختمان های مسکونی وجود دارد. تمرکز اصلی این برنامه ها بر اصوات ایجاد شده در سازه های موجود پنجره ها و درها هستند. درب های جامد چوبی مانع صوتی بهتری نسبت به درب های توخالی هستند.
می توان از پرده ها، مواد سنگین و یا استفاده از اتاق هوای معروف به لانه زنبوری نیز برای کاهش صوت استفاده کرد. محدودیت اصلی خاصیت عایق صوتی در پرده ها، عدم وجود لبه های بسته است، اگرچه ممکن است با استفاده از ویژگی های آب بندی، از قبیل اتصال دهنده قلاب و حلقه، چسب، آهن ربا یا سایر مواد، این مسئله کاهش یابد.
ضخامت شیشه در تعیین میزان نشت صدا نقش دارد. پنجره های دوجداره وقتی به خوبی در دهانه قاب پنجره و دیوار بسته می شوند، میرایی صوت را نسبت به پنجره های تک جداره تا حدودی بیشتر می کنند. با نصب پنجره داخلی دوم نیز می توان میزان قابل توجهی از صوت را کاهش داد.
در ایالات متحده آمریکا، در برخی مناطق برای خانه ها یک کنتور صوتی قرار می دهند، و هر جا که سطح متوسط دسی بل آنها ۶۵ دسی بل یا بیشتر است، راهکارهای کاهش صوت را ارائه می دهند. این بخشی از برنامه عایق کاری صوتی ساختمان های مسکونی است.
آب بندی شکاف ها و گشودگی های اطراف سیم کشی برق، لوله های آب و کانال ها با استفاده از آب بندها یا فوم های اسپری شونده، به عنوان عایق صوتی مقدماتی سقف، به طور قابل توجهی سر و صدای ناخواسته را کاهش می دهد.
هنگامی که فوم اسپری شونده (که به آن فوم سلول بسته نیز گفته می شود) محکم می شود، می تواند به یک رسانای صوتی تبدیل شود. فوم اسپری شونده متخلخل به اندازه کافی جاذب صوت نیست، همچنین به اندازه کافی متراکم نیست تا جریان صوت را متوقف کند.
ایجاد فاصله بین دیواره ها، سقف و کف کارآمدترین روش عایق کاری ضد صوت است. نوارهای نئوپرن یا اسپیسرهای لاستیکی U شکل به جدا شدن این قسمت ها از یکدیگر کمک می کنند. یک لایه اضافی تخته را می توان با یک ترکیب ویسکوالاستیک نصب کرد.
Mass Loaded Vinyl، در ترکیب با لاستیک سلول باز یا فوم سلول بسته، انتقال صوت را بیشتر کاهش می دهد. پس از استفاده از این تکنیک ها می توان کفپوشی از چوب سخت نصب کرد. فرش و مبلمان اضافی به کاهش انعکاس ناخواسته صوت در اتاق کمک می کند.
استفاده از عایق صوتی و سایر ابزارهای جاذب در برابر این لرزش کمتر موثر است. به کاربر توصیه می شود ارتباط بین اتاقی را که دارای منبع سر و صدا است با دنیای خارج قطع کند. به این عمل جداسازی صوتی می گویند.
جداسازی ایده آل شامل حذف انتقال ارتعاش در مواد جامد و هوا است، بنابراین غالباً جریان هوا به داخل اتاق کنترل می شود. این کار پیامدهای ایمنی در پی دارد: در فضای جدا شده باید از تهویه مناسب اطمینان حاصل شود و نمی توان از بخاری های گازی استفاده کرد.
رستوران ها، مدارس، مشاغل اداری و مراکز بهداشتی درمانی از آکوستیک معماری جهت کاهش سر و صدا برای مشتریان خود استفاده می کنند. در ایالات متحده ، OSHA الزاماتی را تنظیم می کند که میزان قرار گرفتن کارگران در معرض برخی از سر و صداها را وضع می کند.
شرکت های تجاری گاهی اوقات از فناوری عایق صوتی استفاده می کنند، خصوصاً وقتی که دفاتر کار به صورت یکپارچه هستند. دلایل زیادی وجود دارد که سبب می شود یک شرکت تجاری از عایق صوت برای دفتر کار خود استفاده کند. یکی از بزرگترین موانع در بهره وری کارگران، اصوات منحرف کننده و مزاحمی است که توسط افرادی که با تلفن یا با همکاران و رئیسشان صحبت می کنند، ناشی می شود. عایق صوت در افزایش میزان تمرکز افراد در محیط کار نقش مهمی ایفا می کند. همچنین مهم است که مکالمات محرمانه برای همه کارکنان قابل شنیدن نباشد.
پانل های صوتی باید در بخش هایی از محیط های اداری مانند راهروها، مسیرهای تردد و دفاتر یکپارچه نصب شوند. نصب موفقیت آمیز پنل های صوتی بدین معنی است که عایق صوتی بایستی سه هدف اصلی یعنی جذب صوت، جلوگیری از انتقال صوت از یک مکان به مکان دیگر و پوشش صوت را برآورده سازد.
عایق کاری صوتی خودروها با هدف کاهش یا از بین بردن اثرات سر و صدای خارجی، در درجه اول صدای موتور، اگزوز و صدای لاستیک ها و چرخ ها در طیف وسیعی از فرکانس ها انجام می شود.
هنگام ساخت وسیله نقلیه ای که دارای عایق صوتی است، یک ماده میرا کننده پنلی تعبیه شده است که در صورت وجود حرکات ناشی از منابع صوتی با انرژی زیاد که هنگام استفاده از وسیله نقلیه ایجاد می شود، لرزش صفحات بدنه خودرو را کاهش می دهد. اصوات پیچیده زیادی در وسایل نقلیه ایجاد می شود که با تغییر شرایط رانندگی و سرعت حرکت خودرو تغییر می کند.
با نصب ترکیبی از انواع مواد مختلف می توان به میزان قابل توجهی از ایجاد نویز و سر وصدا جلوگیری کرد.
شرایط خاص بدنه خودرو، ضخامت مواد مورد استفاده را محدود می کند، اما ترکیب دمپرها، موانع و جاذب ها معمول است. مواد معمول شامل مواد ترکیبی نمد، فوم، پلی استر و پلی پروپیلن هستند.
همچنین ممکن است لازم باشد بر اساس شرایط و محل قرار گیری مواد مورد استفاده ضد آب باشند. می توان از فوم آکوستیک در قسمت های مختلف یک وسیله نقلیه در طول ساخت برای کاهش صدای کابین استفاده کرد. فوم ها همچنین دارای مزیت هزینه و سهولت در نصب هستند زیرا می توانند حفره ها را پر کنند و از نشت و برخی گازها به داخل خودرو جلوگیری کنند. عایق صوتی خودرو می تواند باعث کاهش صدای باد، موتور، جاده و تایر شود.
مواد میرا کننده سطح در کاهش سر و صدای ساختاری بسیار موثر هستند. از اوایل دهه ۱۹۶۰ در صنایع هوافضا از مواد میرا کننده منفعل استفاده می شود.
در طول سال ها، پیشرفت در تولید مواد و توسعه ابزارهای تجربی کارآمد تر برای بررسی رفتارهای پیچیده صوت و عملکرد عایق های صوتی، امکان گسترش استفاده از این مواد را در صنعت خودرو فراهم کرده است.
امروزه، به منظور تضعیف وضعیت های ساختاری که به طور قابل توجهی سبب افزایش سطح کلی سر و صدای داخل کابین می شوند، چند لنت میرا کننده ویسکوالاستیک به بدنه متصل می شوند.
به طور معمول، از تکنیک های تجربی برای بهینه سازی اندازه و محل نصب میرا کننده ها استفاده می شود. اما معمولاً امروزه به طور خاص، آزمایشات ویبرمتر لیزری بر روی بدنه خودرو انجام می شود و امکان دستیابی سریع به تعداد زیادی از نقاط با وضوح مکانی خوب را فراهم می کند. با این حال، آزمایش یک وسیله نقلیه به طورکامل عمدتا غیرممکن است و نیاز به ارزیابی جداگانه هر سیستم و زیر سیستم وجود دارد، بنابراین امکان استفاده از این فناوری به روشی سریع و کارآمد را محدود می کند.
همچنین، ارتعاشات ساختاری را که سبب بروز ارتعاشات صوتی می شوند، می توان با استفاده از حسگرهای سرعت ذرات، اندازه گیری کرد. چندین مطالعه و پژوهش، توانایی سنسورهای سرعت ذرات را برای مشخص کردن ارتعاشات ساختاری نشان داده است، که در صورت ترکیب با تکنیک های اسکن، به طور قابل ملاحظه ای کل روند آزمایش را تسریع می کند.
نویسندگان :