۶-۱۹-۲ مصالح آکوستیکی

مصالح آکوستیکی یا جاذب سر و صدا، قادرند امواج صوتی را که با سطح آنها برخورد می‌کنند، به میزانی کمتر از (50%) منعکس سازند، این مصالح همانند بالشی در روبه‌رویی با آثار ناخواسته از انعکاس سر و صدا عمل می‌کنند. مقدار صوتی که توسط مصالح جذب می‌شود، بستگی به اندازه، عمق و تعداد حفره‌های مصالح و فرکانس صوت دارد. ذرات هوایی که در اثر صوت به داخل حفره‌ها رفته و از آنها خارج می‌شوند، سبب ایجاد اصطکاک می‌گردند، بخشی از انرژی صوتی، مستهلک و به گرما تبدیل می‌شود، بخشی از آن از موانع عبور می‌کند یا در داخل فضا منعکس می‌شود. در عمل، دستیابی به کاهش مقادیری بیش از 10 دسیبل با کاربرد مصالح جاذب صوت مقدور نیست. معمولاً کاهشی معادل حدود 5 تا 7 دسیبل در ساختمانهای مسکونی و دفاتر کاری که سقف آنها با آکوستیک تایل پوشیده شده باشد، به دست می‌آید.

مصالح آکوستیکی دامنه وسیعی از مواد را در بر می‌گیرد که زیر نامها و عناوین تجارتی مختلف تولید می‌شوند. گرچه ویژگی جذب صوت آنها مشابه است، طراح، باید مصالحی را انتخاب کند که مناسب و قابل کاربرد برای شرایط خاص هر پروژه باشد.

مصالح آکوستیکی ممکن است به صورت پیش‌ساخته باشند یا در محل اجرا شوند. اندازه کاشیها و صفحات[1] پیش‌ساخته از 300×300 تا 1200×1200 میلیمتر تغییر می‌کند، بسیاری از آنها از الیاف چوب، نی، فیبرهای معدنی یا شیشه‌ای ساخته شده‌اند که آنها را درهم و مخلوط و یکپارچه کرده و به صورت تخته‌هایی با ضخامتهای گوناگون در آورده‌اند. مصرف کاشیها محدود به سقف می‌شود که آنها را یا مستقیماً زیر سقف اصلی نصب می‌کنند یا در سقف کاذب متشکل از نبشی و سپری و میلگردهای آویز به کار می‌برند. مواد و مصالحی که در محل کار قابل مصرف و اجرا هستند، شامل اندودهای گچی آکوستیکی و ترکیبی[2] از قطعات جاذب صوت می‌باشند.

اینک به شرح انواع مصالح آکوستیکی مبادرت می‌شود:

۱-۶-۱۹-۲ عایقهای صوتی سربی

از نخستین شرایط یک عایق صوتی مناسب، زیاد بودن وزن ویژه، نرمی طبیعی، ظرفیت بالای کاهش سر و صدا و غیر قابل نفوذ بودن است. زیادی وزن از این نظر حائز اهمیت است که شدت ارتعاشات صوتی در نبرد با اینرسی یک مانع، کاهش می‌یابد. نرمی ورق سرب، سبب کاهش ارتعاشاتی می‌شود که در سایر مصالح آکوستیکی عادی است. موانع سربی به ویژه روی پارتیشنهایی که در مجاورت سقفهای کاذب آویخته قرار می‌گیرند، مؤثرند. برگه‌های سربی را می‌توان در بسیاری از تیغه‌های نازک مصرف کرد تا بدون افزایش حجم، صدا را کاهش دهند. این ماده را می‌توان به راحتی، با چسب الاستومری روی سایر مصالح نصب نمود تا بدون افزایش سختی[3] وزن آنها اضافه شود.

۲-۶-۱۹-۲ کاشیها و صفحات ساخته شده از فیبرهای سلولزی

کاشیهای سلولزی معمولاً از باگاس (تفاله نیشکر) ساخته می‌شوند، تایلهای الیاف نیشکر از قدیمی‌ترین و معمولاً ارزان‌ترین نوع آکوستیک تایل هستند. فیبرها را زیر فشار قرار می‌دهند و به صورت تخته‌هایی درمی‌آورند، به نحوی که بین الیاف فضاهای تنگی به وجود آید. تایلهای فیبر نیشکر را معمولاً سوراخدار می‌سازند تا صدا بتواند به حفره‌های بین الیاف برسد. این موضوع باعث بهبود کیفیت جذب صوت می‌شود. تنوع در بافت و ظاهر تایل با ایجاد تنوع در نقش و نحوه استقرار سوراخها و سطح تایل به دست می‌آید.

تایلهای فیبر نیشکر در اثر جذب رطوبت، دچار تغییر ابعاد و کاهش مقاومت می‌شوند، گرچه پیشروی آتش در آنها کم است، ولی ضد آتش نیستند. مشخصات فنی کشورهای صنعتی، مصالح ساختمانی را به لحاظ پایداریشان در برابر آتش گروه‌بندی کرده‌اند. در مشخصات فدرال (ایالات متحده آمریکا) معیارهای ویژه‌ای در این مورد وجود دارد، گروه‌بندی از A برای مصالح غیر قابل اشتعال تا D برای درجات مختلف پایداری در برابر آتش انجام شده. تایلهای فیبر نیشکر در گروه D از این تقسیم‌بندی قرار می‌گیرند و برخی از تایلهای پوشش شده در کارخانه در گروه C ، این تایلها معمولاً لب پخ بوده، در کارخانه پوشش می‌شوند و اندازه آنها 300×300 تا 600×600 میلیمتر است.

۳-۶-۱۹-۲ کاشیهای ساخته شده از فیبرهای معدنی

بخش اعظم تایلهای فیبر معدنی از پشم معدنی ساخته می‌شوند، قسمت عمده پشم معدنی که در کشورهای صنعتی تولید می‌شود از سربار کوره آهنگدازی (پشم سرباره) است. این تایلها ممکن است به صورت شکافدار یا سوراخدار ساخته شوند تا کیفیت جذب صوت آنها افزایش یابد، مصالح شکافدار انرژی صوتی را به وسیله ایجاد اصطکاک در حفره‌های ریز موجود بین فیبرهای مستقل از هم، مستهلک می‌سازند. با افزایش سوراخها می‌توان حداکثر کاهش انرژی صوتی را به دست آورد. مصالح شکافدار عموماً موقعی به کار می‌روند که ظاهر کار از بیشترین اهمیت برخوردار باشد. مصالح سوراخدار بیشتر در ساختمانهای صنعتی، فرهنگی و مؤسسات علمی که حداکثر نفوذ و رنگ‌پذیری مورد نظر است، مصرف می‌شوند.

تایلهای فیبر معدنی از نظر پایداری در برابر آتش در گروه A قرار می‌گیرند و در مواردی مثل مکانهای تجمع عمومی و راههای فرار از آتش، که مقررات ساختمانی مصالح غیر قابل اشتعال را تجویز می‌کنند، مصرف می‌شوند. این مصالح در گونه‌های مختلف از نظر اندازه، بافت، ضخامت و قابلیت جذب صوت ساخته می‌شوند. در رنگ‌آمیزی تایلهای شکافدار یا منسوج[4]، باید دقت بسیار زیادی مبذول داشت و مصالح با رنگهای ویژه[5] پوشانده شوند، به قسمی که حفره‌ها بسته نشود و ویژگی آکوستیکی مصالح کاهش نیابد.

۴-۶-۱۹-۲ کاشیهای فلزی سوراخدار

این تایلها متشکل از تاوه‌های فلزی سوراخداری هستند که با مصالح لایی آکوستیکی نظیر پشم معدنی پر شده‌اند. تاوه‌های نازک فلزی سوراخدار، سبب کاهش ویژگیهای جذب صوت مصالح آکوستیکی لایی نخواهند شد، بلکه به صورت دیافراگمی در انتقال صوت به آنها عمل می‌کنند و صوت در آنجا جذب می‌شود. تاوه ممکن است از آلومینیوم یا ورق فولادی ساخته شود و معمولاً آن را با لعاب پخته شده سفیدی می‌پوشانند. گرچه این تایلها گران قیمت هستند، ولی چون دوامشان زیاد و هزینه نگهداری و تعمیر آنها کم است، مصرفشان روی‌هم رفته اقتصادی و با صرفه است. سطح آنها را می‌توان با کهنه نمدار تمیز کرد و به رنگ‌آمیزی مجدد و تعویض قطعات نیازی ندارند. به علاوه لعاب سخت پوشش آنها باعث تأمین ویژگیهای بازتاب سطوح می‌شود.

۵-۶-۱۹-۲ اندودهای آکوستیکی

اندودهای آکوستیکی دو نوعند:

الف:  اندودهای گچی با دانه‌های سبک مانند پرلیت و ورمیکولیت منبسط

ب:    اندودهای مشتمل بر فیبرهای معدنی به همراه چسب

اندودهای گچ و پرلیت را از اختلاط گرد گچ، پرلیت و آب درست می‌کنند و یا گچ و پرلیت آماده بسته‌بندی شده را با آب مخلوط کرده روی سطوح صاف زیرسازی که ممکن است بتنی، سیمانی، گچی یا فولادی باشد، می‌کشند یا با ماشین بر روی آنها می‌پاشند، اندودهای ماله‌ای در دو قشر آستر به ضخامت حدود 10 میلیمتر و رویه به کلفتی حدود 3 میلیمتر اجرا می‌شوند و اندودهای ماشینی در دو، سه یا چهار قشر نازک پاشیده می‌شوند، به قسمی که مجموع ضخامت به حدود 12 میلیمتر برسد.

به موجب آزمایشهای انجام شده ”ضریب کاهش سر و صدا“[6]برای اندود 12 میلیمتری دستی، حدود 65/0، برای اندود 25 میلیمتری از همین نوع، 75/0 و برای اندود ماشینی به ضخامت 12 میلیمتر، حدود 55/0 است.

اندودهای فیبری از پنبه کوهی[7] یا پشم معدنی و یک چسب معدنی ساخته می‌شوند. در کشورهای صنعتی این اندودها به صورت آماده و بسته‌بندی عرضه می‌شود. نخست سطح مورد نظر را با قشر ضخیمی از چسب، آغشته می‌کنند و سپس فیبر را روی آن می‌پاشند. اندودهای به ضخامت بیش از 12 میلیمتر، دست کم در دو قشر باید انجام شوند و قشر رویه را می‌توان با سیلر و به صورت رنگی نیز اجرا کرد.

اخیراً در بسیاری از کشورها محدودیتهایی برای مصرف پنبه کوهی به ویژه در اندودکاری به وجود آمده است. ضریب کاهش سر و صدا در اندودهای آکوستیکی متفاوت بوده و بستگی به ضخامت اندود و زیرسازی آن دارد. این ضریب برای اندودی رنگ نشده به ضخامت 18 میلیمتر بر روی زیرسازی سخت، از 60/0 تا 70/0 و بر روی زیرسازی فلزی، 8/0 تا 9/0 و برای ضخامت 36 میلیمتر بر روی زیرسازی سخت، حدود 9/0 است، در حالی‌که ضریب اندود اخیر هنگامی که رنگ‌آمیزی شود، به 85/0 کاهش می‌یابد.

[1]. Acoustical Tiles and boards

[2]. Combination

[3]. Stiffness

[4]. Textured

[5]. Non Bridging

[6]. درصدی از انرژی صوتی را که سطح مصالح جذب می‌کند”ضریب کاهش سر و صدا“ یاNRC= Noise Reduction Coefficient می‌نامند.

[7]. Asbestos