مفاهيم بهسازي صوتي ساختمان با کناف

مفاهیم

بسامد (فرکانس)

بنا به تعریف ، بسامد عبارت است از تعداد نوسان های امواج صوتی در مدت یک ثانیه که با واحد هرتز (HZ) بیان می شود. به طور مثال موجی با بسامد 50 هرتز، در هر ثانیه 50 بار نوسان می کند.

فرکانس یک موج، نشان دهنده زیر یا بم بودن آن صوت است.

شدت صوت، صدای مبنا و تراز شدت صوت

بنا به تعریف:

شدت صوت عبارت است از مقدار انرژیی که در واحد زمان به واحد سطح عمود بر راستای انتشار می رسد که با واحد وات بر متر مربع (W/m2) بیان می شود. هر چه شدت صوت بیشتر باشد. مقدار انرژیی که گوش دریافت می کند بیشتر است و انسان صدا را بلندتر احساس می کند.

حداقل شدت صوتی که گوش انسان قادر به شندین آن است، صدای مبنا گفته می شود.

در عمل برای سنجش شدت یک صوت، از نسبت آن با صدای مبنا استفاده می کنند؛ کمیت بدست آمده تراز شدت صوت نامیده می شود و با واحد دسی بل (dB) بیان می شود. تراز شدت صوت بیانگر میزان بلندی صدا می باشد.

تراز شدت صوت کمیتی لگاریتمی است، نه خطی. بنابراین بلندی صوتی با تراز 120 دسی بل، دو برابر صوتی با تراز 60 دسی بل نبوده، بلکه به میزان قابل توجهی بیشتر است.

صدا

امواج صوتی براساس بسامد و تراز شدت طبقه بندی می شوند.

صدا به امواج صوتی گفته می شود که حس شنوایی انسان قادر به تشخیص آن می باشد.

راه های انتشار صوت

امواج به دو دسته تقسیم می شوند؛ یکی امواج الکترومغناطیسی (مانند نور که برای انتشار به محیط مادی نیاز ندارند) و دیگری امواج مکانیکی (مانند صوت که برای انتشار نیاز به محیط مادی دارند).

امواج صوتی در موقع انتشار، هوا مجاور خود را متراکم کرده و چگالی و فشار آن را نسبت به قبل افزایش می دهد و این لایه متراکم نیز به نوبه خود لایه مجاور خود را متراکم می کند. بنابراین هنگام انتشار امواج صوتی؛ ذره های محیط منتقل نمی شوند بلکه حول نقطه تعادل خود حرکات نوسانی انجام می دهند. امواج صوتی به دو طریق در فضا منتشر شده و به گوش انسان می رسند؛

صدای هوابرد:

در این حالت صوت از طریق گاز (هوا) منتشر و به گوش می رسد. صدای تردد وسائط نقلیه و فعالیت عمومی در خیابان از این نوع می باشند.

صدای پیکره ای:

در این حالت صوت از طریق مایع یا جامد منتشر و پس از تبدیل به صوت هوابرد، قابل شنیدن می شود. ارتعاش دیوار، تحت تاثیر ضربه چکش وصدای دویدن بر روی کف ها از این نوع می باشند.

هرگاه به ارتعاش در آمدن جدارهای ساختمان (دیوارها و سقف ها)، تحت تاثیر صدای هوابرد باشد آن را تراگسیل صدای هوابرد و چنانچه به ارتعاش در آمدن جدارها تحت تاثیر ضربه باشد آن را تراگسیل صدای کوبه ای می گویند.

انعکاس صدا و زمان واخنش (Reverberation):

صداهایی که در یک فضای بسته تولید می شود، به صورت پی در پی از سطوح مختلف منعکس شده و به گوش می رسد. پس از دریافت صدای مستقیم (که در کوتاه ترین زمان ممکن به گوش می رسد)، گوش قطاری از انعکاس های آن را نیز دریافت می کند. بنابراین چیزی که در عمل شنیده می شود، متشکل از صدای اصلی به علاوه صداهای دنباله ای است که در اثر این انعکاس های پی در پی به وجود می آید.

اگر یک جفت از صداهای پی در پی مذکور را در نظر بگیریم، واضح است که این دو صدا با تاخیر زمانی خاصی به گوش شنونده می رسند. چنانچه اختلاف زمانی مذکور از مقدار مشخصی کمتر باشد، این دو صدای همگون به صورت متصل و اگر از مقدار مشخصی تجاوز کند به صورت منفصل شنیده خواهند شد. از سوی دیگر، شدت انعکاس ها به تدریج کاهش می یابد؛ زیرا در هر انعکاس، مقداری از انرژی موج بر اثر جذب صوت توسط سطوح منعکس کننده، مستهلک و در نتیجه دنباله ای ضعیف تر به صدای اصلی اضافه می شود.

بنا بر تعریف:

زمان واخنش مدت زمانی است که طول می کشد تا شدت صدا به میزان dB 60 افت کند. مقدار واخنش در یک فضا (که تسوط زمان واخنش سنجیده می شود) باید از مقدار بهینه ای برخوردار باشد؛ چرا که مدت زیاد آن باعث تداخل امواج صوتی و در نتیجه عدم وضوح صدا و مدت بسیار کم آن باعث بی روح یا خشک شدن صدا می شود.

شرایط هندسی فضا و قابلیت جذب صوت مصالح، در زمان واخنش تعیین کننده بوده و برای تنظیم این پدیده، باید در هنگام طراحی آکوستیک، این دو عامل مورد توجه قرار گیرند. لیکن ملاحظات معماری غالبا محدودیتهایی را در تامین شرایط هندسی یک فضا ایجاد می نمایند؛ بنابراین استفاده از مصالح جاذب صورت راهگشا خواهد بود.

جذب صوت و ضریب جذب صوت

علاوه بر استقلال از سطوح جذبی برای تنظیم زمان واخنش و بهبود کیفیت و وضوح صدا، ازاین سطوح برای کاهش تراز صداهای مزاحم ناشی از انعکاس صدا نیز استفاده می شود. استفاده از سطوح جذبی برای کاهش صدای همهمه افراد در فضاهایی مانند ادارات، بانک ها ، فروشگاه ها، رستوران ها و اماکن پر ازدحام دیگر بسیار موثر می باشد.

تقریبا تمامی مصالح دارای قدرت جذب صوت می باشند؛ لیکن قدرت جذب صوت در آن ها متفاوت است. ضریب جذب صوت را نسبت انرژی جذب شده به انرژی صوتی اولیه تعریف می کنند. ضریب جذب صورت در مصالح، معکوس ضریب انعکاس آنهاست؛ بنابراین هر چه ضریب جذب بالاتر باشد، ضریب انعکاس کمتر خواهد بود. ضریب جذب صوت در هر فرکانس را با علامت ( آلفا -اس) نشان می دهند.

بازه این کمیت برای مواد مختلف، بین صفر تا یک می باشد. هر چه این مقدار بیشتر باشد، قدرت جذب صوت از ماده بیشتر خواهد بود. حداقل ضریب جذب صوت قابل قبول برای مصالح آکوستیک 0.6است.

نوفه (Noise)

به هرگونه صدای ناخواسته و آزار دهنده، نوفه گفته می شود. نوفه موجود در یک فضا می توان به دو صورت برای انسان مشکل به وجود آورد؛ عمومی ترین اثر آن ایجاد مزاحمت و یا ناراحتی روانی است و چنانچه از حد مشخصی فراتر رود، منجر به اختلالات روانی شده و یا به حس شنوایی انسان صدمه وارد نماید.

منشاء نوفه می تواند خارجی یا داخلی باشد. چنانچه منبع نفوه خارج از فضای مورد نظر باشد (مانند صدای تردد وسائل نقلیه در خیابان)، در این صورت سعی می شود تا با استفاده از روش های عایق کاری صوتی، از نفوذ بیش از حد آن به داخل فضا جلوگیری شود؛ و اگر منبعی داخلی داشته باشد (مانند صدای همهمه افراد در یک رستوران یا سالن اداری)، در آن صورت با استفاده از مصالح جاذب صوت و تنظیم سایر شرایط آکوستیکی (مانند هندسه فضا) می توان مقدار آن را کاهش داد.

بهسازی صوتی

وجود هرگونه صدای ناخواسته (نوفه هوابرد ، نوفه کوبه ای و یا انعکاس صدا) در محیط ، آزار دهنده بوده و باید از نفوذ و یا به وجود آمدن چنین صداهایی تا حد امکان جلوگیری نمود.

بهسازی صوتی بر دو اصل استوار است:

1. کاهش انتقال صداهای هوابرد و کوبه ای از خارج ساختمان به داخل و نیز در داخل ساختمان از یک فضا به فضای دیگر، از طریق عایقکاری صوتی دیوارها، سقف ها، کف ها و سایر اجزاء ساختمانی.

2. کاهش انعکاس صدا در داخل فضاها، با استفاده از مصالح جاذب صوت (ایجاد سطوح جذبی) با استفاده از ساختارهای کناف،می توان هر دو مورد فوق الاشاره را، چه در مرحله ساخت و چه در مرحله بهره برداری، برآورد نمود.