دیوار آکوستیک
مقدمه
عایقهای صوتی در بخش اجرا چند دسته هستن که با توجه به کاربری فضا تعیین میشن . مثلا در یک فضای آپارتمانی برای جلوگیری از مشکلات صدا در طبقات از دو جداره سقف استفاده میشود یعنی اینکه سقف در دو قسمت روی هم و با فاصله کمی از هم اجرا میشود که مانع نفوذ صوت در طبقات میشود. این سیستم در اجرای دیوارهاهم کار برد دارد که البته اجرای این نوع سقف یا دیوار زیاد مقرون به صرفه نیست . در حال حاضر برای عایق بندیهای قانونمند از متریالهای ویژه ای استفاده میشود که مصطلح ترین آنه کناف است . کناف یکسری دیوارهای پیش ساخته گچی است که درای چندید لایه و ضخامت گوناگون است که با توجه به جنس مصالح می تواند عایقهای فوق العاده ایی را بسازد.
بحث عایقها در معماری بسیار اهمیت داره ولی در مراتب سوم و چهارم اهمیت قرار میگره به دلیل اینکه زیبایی ظاهری و تعادل فضایی حرف اول معماریه. اما در مورد عایقها می تونم بگم عایقهای صوتی و حرارتی و رطوبتی سه گروه مهم عایقها هستند که هرکدوم مقوله کاملا جدایی دارند مثلا بحث عایق بندی رطوبتی در ساختمان چند وجه داره مثلا موقع اجرا در بعضی از قسمتها عایق کاری هنگام زیر سازی و عملیات عمرانی انجام میشه و در بعضی قسمتها مثل سقف بعد از اتمام کار سفت کاری یا در مورد عایق بندی صوتی این موضوع به مراتب پیچیده تر میشه در عین حال متریال کار هم کاملا تفاوت میکنه . اگر اطلاعات دقیق تری راجه به کار تحقیقاتیتون در اختیارم بگذارید سعی میکنم بیشتر شما رو راهنمایی کنم. زنده باشید
عایقکاری صوتی دیوارها و کف ساختمان
به آن طرف نگاه کنید، آنجا اتاق پسر شماست که صدای استریوی آن خانه را برداشته است و به داد و فریادهای شما برای کم کردن صدای ضبط و استریو کمتر توجه می کند. این طرف اتاق دختر شماست که گوشی تلفن ساعت ها در دست اوست و شما از دست خنده های گاه و بی گاه و مکالمات طولانی او با دوستانش آرامش ندارید. به زیر پایتان نگاه کنید، طبقه پایین آپارتمان شما پارکینگ ساختمان چند طبقه ای است که در آن زندگی می کنید و صدای گاز و ترمز و بوق اتومبیل های همسایگان، گاه و بی گاه سکوت منزل شما را بر هم می زند. طبقه بالا، آپارتمان نزدیک ترین دوست و همسایه تان است ولی این صدای پا و دویدن کودکان خردسالش است که مانند صدای بمب در فضا پیچیده شده است. دیوارها و پنجره ها هم که صدای رفت و آمد ماشین ها در بزرگراه مقابل منزلتان را به داخل انتقال می دهند… شما فقط یک راه دارید برای اینکه سکوت و آرامش را در منزل حکمفرما کنید و آن هم استفاده از عایق های صوتی و کاهش آلودگی صوتی منزلتان است. چگونه؟ با ما همراه باشید.
از این دیوار صدا درنمی آید
اگر قرار است خودتان منزلتان را بسازید یا قرار است درون آن را بازسازی کنید، باید به شما تبریک بگوییم چون شما بخت این را دارید که خانه تان را به راحتی علیه سر و صدا ایزوله کنید. اول از هر چیز باید به سراغ دیوارهای داخلی منزلتان بروید. یک دیوار معمولی از آجر، گچ و رنگ پوشیده شده است، گرچه این مواد جامد تا حدی جلوی انتقال صدا را می گیرند ولی درون این مواد نیز حفره ها و فضاهای ریزی وجود دارد که دارای هواست و به هر حال صدا از دیوار به آن سوی آن منتقل می شود. یک راه حل این است که دیوارهای میان اتاق های منزلتان را با عایق های صوتی بپوشانید. بهتر است شما عایق های صوتی را که سنگین تر و دارای چگالی بیشتری هستند، انتخاب کنید چون بهتر از انتقال صوت جلوگیری می کنند. یکی از معمولی ترین عایق های صوتی برای دیوارها، ورقه های چوب پنبه ای است. دیوارهایی که به عنوان عایق صدا طراحی و ساخته می شوند، دارای جنس، طول، شکل، ارتفاع و طراحی ویژه ای هستند. مصالح مورد استفاده در ساخت و طراحی این دیوارها در مقدار کاهش صدای آنها تاثیر بسیار زیادی دارد. دیوارهایی که به صدا عایق هستند یا صوت را جذب کرده و یا از انعکاس آن در ساختمان جلوگیری می کنند. انرژی صوتی در مواد نرم و دارای تخلخل زیاد به صورت موثری جذب می شوند، در حالی که برای انعکاس از مصالح سخت و فشرده استفاده می شود. دیوارهای آجری عایق های صوتی بسیار خوبی هستند ولی از نظر جذب صوتی بسیار فقیرند. بنابراین با ترکیب یک دیوار با چگالی بالا می توان در کاهش بیشتر سر و صدا در ساختمان اقدام کرد.
گاهی به پنجره نگاه کن
این روزها کمتر خانه ای پیدا می شود که در بن بستی ساکت قرار گرفته باشد و بیشتر خانه ها یا در مجاورت خیابان و یا بزرگراه های پر رفت و آمد قرار گرفته اند. درها و پنجره ها آلودگی صوتی را به راحتی به درون فضای منزل شما منتقل می کنند. بنابراین هنگامی که قصد دارید منزل تان را علیه صدا ایمن کنید باید هوای درها و پنجره ها را نیز داشته باشید. جنس درها و پنجره ها نقش مهمی در انتقال صدا به فضای درون منزل شما دارد. مهندسان ساختمان می گویند درها و پنجره هایی که از جنس چوب و فوم های وینیلیی هستند بهتر از درها و پنجره های فلزی، جلوی انتقال صوت را می گیرند. درها و پنجره های فلزی در اثر صدا بیشتر دچار لرزش شده و صدا را بهتر منتقل می کنند. راه دیگر استفاده از شیشه های دوجداره در ساخت درها و پنجره ها است. درهایی که درون شان پر است بهتر از درهایی که درون شان خالی است در پیشگیری از انتقال سر و صدای بیرون به داخل فضای منزل موثرند. شما اگر تمایل داشته باشید می توانید یکی از این درها را برای اتاقی از منزل تان که نیاز به سکوت در آن بیشتر است با در معمولی اتاق جایگزین کنید. حتی اگر شما از چنین درهایی استفاده می کنید ممکن است صدا از زیر در یا فاصله میان در و دیوار وارد شود ولی برای این مشکل نیز راه حلی وجود دارد. برای حل این مشکل کافی است پایین در به طور کامل بر سطح زمین تطابق داشته باشد شما می توانید از مواد عایق صوت برای پوشاندن فاصله میان قسمت تحتانی در و کف اتاق استفاده کنید.
انتخاب و ایمنی
یکی دیگر از مشکلاتی که موجب ایجاد سر و صدا در اتاق شما می شود سر و صدای جریان آب درون لوله هایی است که درون دیوارها یا کف اتاق نصب شده اند. بنابراین لوله ها و سیم کشی های برق منزل باید در مناطقی از کف و دیوارها قرار گیرند که دارای عایق صوتی باشند. اگر قرار است خودتان با استفاده از مواد اولیه ای که خریده اید دیوارها و کف منزلتان را عایق بندی کنید حتما هنگام کار عینک و دستکش ایمنی بپوشید و روی بینی و دهانتان ماسک بگذارید. محصولاتی که برای عایق بندی صوتی استفاده می شوند تا حدی محرک هستند و ممکن است شما را دچار حساسیت کنند ولی برای اینکه از عایق بندی صوتی منزلتان راضی باشید و بهترین پوشش ضدهوا را برای دیوارها انتخاب کنید بهتر است از شرکت هایی که در این زمینه تخصص دارند کمک بگیرید. مهندسان و معماران این شرکت ها با آشنایی با آخرین پوشش های عایق صوتی برای دیوارهایی که در بازار وجود دارد بهترین و موثرترین گزینه ها را به شما پیشنهاد خواهند کرد. پیش از خرید و انتخاب عایق های صوتی برای دیوارها و کف منزلتان تحقیق و پرس و جوی کامل انجام دهید. هر یک از این مواد می توانند تا چند درصد و درجه ای خاص صداهای منتقل شده را کاهش دهند. فراموش نکنید اگر شما بتوانید فقط به اندازه 10 دسیبل جلوی عبور صدا از در و دیوارها را با این روش ها و مواد به درون منزلتان بگیرید نیمی از سر و صداهایی را که پیش از این می شنیدید نخواهید شنید و منزل شما 50 درصد ساکت تر خواهد شد.
از طبقه پایین صدا می آید
ممکن است شما در یک آپارتمان زندگی کنید که سر و صدای زیادی از اتاق های طبقه پایین، آرامش و آسایش شما را مختل کرده باشد یا در محل کارتان اتاق شما روی پارکینگ و اتاق های پرازدحام و شلوغ واقع شده باشد. در این صورت باید به فکر عایق بندی کف اتاقتان علیه صداهای گوشخراش باشید. یکی از کارهایی که می توانید انجام دهید آن است که فوم های ضد صدا را درون هر شکاف یا سوراخی که در کف یا مجاورت کف اتاق می بینید بگذارید. این فوم ها به دلیل خاصیت ویژه ای که دارند درون شکاف و سوراخ منبسط شده و جلوی انتقال صدا را از طبقه پایین به اتاق شما می گیرند. کار دیگری که شما می توانید انجام دهید خرید کف پوش هایی مانند فرش و موکت است که خاصیت ضدصدا دارند. این کف پوش ها می توانند از انتقال صدا جلوگیری کنند. شما این کف پوش های ویژه را در زیر فرش و موکت اتاق خود پهن می کنید. این کف پوش های ضدصدا در رنگ ها و طرح های بسیار متفاوتی در بازار وجود دارند. راهکار سوم این است که کف آپارتمان یا اتاقتان را با آجرها یا کاشی های ضد صدا بپوشانید. این مصالح در زیر کف پوش عادی اتاق شما نصب می شوند. روش سوم موثرترین راه برای رهایی از سر و صدای همسایه های پر سر و صدا و شلوغ است چون بهتر از دو راه دیگر از انتقال صدا به طبقات بالاتر جلوگیری می کند.
شیشه و عایق صوتی
دسی بل واحد اندازه گیری شدت صوت است. شدت صوت دو یا چند منبع از طریق حاصل جمع آن افزایش می یابد. برای درک ملموس دسی بل به نمودار مقابل توجه کنید.
شدت صوت در شهرهای بزرگ حدود ۶۵ تا ۷۵ دسی بل می باشد. و حال آنکه این مقدار باید برای مراکزی (بیمارستانها، مدارس و …) که نیاز به آرامش بیشتری دارند حداکثر ۳۸ دسی بل می باشد.
STC یا میزان انتقال صدا، عددی است که به منظور تخمین میزان کاهش انتقال صوت توسط هر یک از مصالح ساختمانی، به کار می رود و بر حسب دسی بل بیان می شود. هرچه این عدد برای یک ماده بیشتر باشد بیانگر آن است که ماده مورد نظر میزان کمتری از صدا را به داخل ساختمان انتقال می دهد. در مجموع می توان گفت که شیشه های دو جداره (با شیشه های ۴ و ۶ میلیمتری) حداقل ۵۰% در کاهش میزان شدت صوت تاثیر می گذارد. امروزه با استفاده از شیشه لایه دار (لمینت) بر اثر فرکانس بحرانی غلبه گردیده است.
آکوستیک اتاق
کنترل میزان انعکاس صدا و مقدار خروج صدا در یک اتاق از اولین و مهمترین اهدافی است که یک مهندس صدا (Sound Engineer) باید به آن دست پیدا کند. با وجود آنکه انعکاس صدا در بسیاری موارد باعث زیبایی صوت می شود ، در عین حال می تواند از کیفیت صدا بکاهد بنابراین معمول بر این است که به هنگام ضبط صدا آنرا بطور خالص و بدون هیچ افکتی ضبط می کنند و پس از آن افکت های لازم را به هر میزان که بخواهند اضافه می کنند.
این نیاز بحثی بنام ایزوله کردن یا Isolation را به میان می آورد که در آن باید از مجموعه مواد و تکنولوژیهایی در ساخت دیوارها، سقف و کف سالن استفاده کرد تا بتوان میزان انعکاس صدا را به میزان دلخواه تنظیم نمود و مانع از خروج صدا به بیرون از اتاق شد.
برای جلوگیری از خروج صدا از یک اطاق است نه تنها باید مواردی که برای کنترل انعکاس مد نظر قرار دارد را رعایت کرد، بلکه باید دیوارها، درها، کف و سقف و … را ایزوله کرده و در مواردی که ممکن است آنها را دو جداره ساخت.
مهندس صدا باید دقت کند که نباید هیچ منفذی برای خروج صدا از اتاق وجود داشته باشد، توجه به برخی نکات هنگام ساخت اتاق می تواند به ایزوله کردن بهتر آن کمک کند، بعنوان مثال از مهمترین نکاتی که باعث خروج صدا از یک اطاق می شود کانالهای تهویه هوا، کولر، حتی ترانکهای سیم های برق و تلفن و … است.
پس از آنکه شما مطمئن شدید از اتاق شما یا سالن مورد نظر صدایی بیرون نمی رود، برای استفاده بهتر از موسیقی باید منابعی که بالقوه می توانند تولید سر و صدای ناخواسته یا نویز کنند را از کار بیندازید.
اگر واقعآ می خواهید از شنیدن موسیقی یا ساز زدن در اتاق لذت ببرید و یا قصد ضبط با کیفیت قطعات موسیقی را دارید، باید هرگونه لوازم اضافی را از آنجا بیرون ببرید.
پس از اینکار باید به اقلامی مانند دستگیره های درب و پنجره، چراغ ها، شیشه های در و پنجره، بخاری، چوب پرده و … خلاصه هر آنچه که می تواند با انتشار صوت به لرزه در آید، توجه کنید. موارد زیادی مشاهده شده است که حتی در بهترین استودیوها با وجود بهترین عایق بندی دیوارها و کمترین میزان انعکاس داخلی، به هنگام اجرای موسیقی با صدای بلند قطعاتی به لرزه در می آیند.
چند راهنمایی
در هرصورت نباید فراموش کنید که هرچقدر هم که خرج کنید، نمی توانید به یک ایزولاسیون (Isolation) صد در صد دست پیدا کنید، بخصوص اگر اتاق مورد نظر شما از قبل برای اینکار تهیه نشده باشد. نکات زیر می تواند شما را برای رسیدن به یک ایزولاسیون خوب راهنمایی کند :
– قبل از هر چیز منافذی را که ممکن است از آن صدا خارج یا وارد شود را پیدا کنید. محل هایی مانند فاصله بین قسمت پایین درب ها و کف زمین، کانالهای تهویه و … از این جمله هستند.
– برای کاهش میزان انعکاس، سعی کنید کف اطاق از فرش، موکت یا هر نوع پوششی که پرز داشته باشد تهیه شود. اینکار نه تنها باعث کم شدن انعکاس می شود بلکه پرزها انرژی صوت را گرفته مانع از انتقال آن به طبقات پایین تر نیز می شوند.
– اگر امکان باشد برای دیوارها (حتی سقف و کف) از عایق های صوتی یا در صورت نبود عایق های حرارتی پشم شیشه استفاده کنید. انجام اینکار حداقل برای دیوار و سقف بسادگی توسط خود شما امکان پذیر است.
– اتصال مستقیم مولد های صوتی، مانند بلندگو به دیوار، سقف یا زمین از جمله بزرگترین اشتباهاتی است که ممکن است یک طراح آکوستیک اتاق انجام دهد، بنابراین برای استفاده از آنها همواره از پایه استفاده کنید و یا با طنابهایی آنها را به سقف متصل کنید. اگر به هر دلیلی مجبور هست که آنها را در کف قراردهید، از سه چهار لایه پارچه کلفت و پرز دار زیر آنها استفاده کنید.
– صدای طبیعی هنگامی بوجود می آید که هیچ انعکاسی نباشد، بنابراین تا می توانید دیوارها، سقف و کف را با موادی که جاذب صوت هستند بپوشانید. اینکار بخصوص برای پنجره ها که امکان عایق بندی خوبی ندارند می تواند مفید باشد چرا که مانع از خروج صدا از طریق آنها می شود. پرده های کلفت، پرز دار و سنگین به راحتی علاوه بر اینکه تا حد زیادی مانع انعکاس صدا می شوند، انرژی صوت را نیز در خود جذب می کنند.
– رسم بر این است که برای رسیدن به شرایط انعکاس نزدیک به صفر دیوارها را از بلوکهای مخصوص آکوستیک می پوشانند، خاصیت مهم این پوشش ها آن است که چنانچه اتاقی بوسیله آن پوشیده شده باشد، کیفیت صدا در تمام نقاط آن تقریبآ یکسان و نزدیک به صدای خالص است. اگر چنین طرحی را برای اتاق خود می خواهید و تمایل به انجام هزینه زیاد ندارید، می توانید از کارتن های تخم مرغ استفاده کنید، پاسخ فرکانسی و رفتار آنها تقریبآ شبیه به این بلوکهای آکوستیک هستند.
طرح عایق صوتی
دو تیم مستقل تحقیقاتی با همکاری یکدیگر توانستند به دستورالعملی برای ساخت موادی که عایق صوت است و اشیاء را از صوت عایق نگه می دارد ، دست پیدا کنند.
اگرچه مواد عایق های صوتی در حال حاضر ساخته میشوند ، ولی تیم سومی اکنون در تلاش است تا یک عایق صوتی کامل و واقعی را بوجود آورد.
این مواد باید بتوانند امواج صوتی را پیچیده بدور شی را طوری هدایت کند که انگار شی وجود خارجی ندارد.همانطور که زیر دریایی ها از تشخیص رادار در امان هستند ، این مواد می توانند جهت توسعه سالن های کنسرت صوتی استفاده شوند.
حفاظ های الکترومغناطیسی
در سالهای اخیر فیزیکدانان نشان دادند که باید بتوان موادی ساخت که بتواند در حفاظت اشیاء از تشعشعات الکترومغناطیسی مانند نور یا مایکرویو استفاده شود. در واقع در برخی موقعیتهای خیلی خاص اینگونه "عایق های نامریی" به واقع شناخته شده است.
صوت به مانند امواج منتشر میشود و فیزیکدانان گمان می کنند که باید این امکان باشد که چیزی شبیه عایق های صوتی را بوجود آورد.برای مثال ، بطور نسبی می توان به شکل ریاضی نشان داد که امواج صوت زمانی که با یک عایق صوتی استوانه ای شکل برخورد می کند ، همان رفتاری را دارد که امواج الکترومغناطیسی در برخورد با یک عایق نامرئی استوانه ای شکل دارد.
به هر حال عایق های استوانه ای تنها با امواج رونده ای کار میکنند که بر محور استوانه ای عمود هستند.به همین دلیل است که این عایق ها را عایق های دوبعدی می نامند.
یک عایق صوتی سه بعدی درست و صحیح که برای امواج فرودی از همه جهت کار میکند ، باید به شکل کروی باشد. تاکنون ، برخی فیزیکدانان بیان کرده اند که عایق های صوتی سه بعدی از لحاظ ریاضی غیر ممکن است لیکن اکنون دو تیم مستقل تحقیقاتی نشان دادند که این کار ممکن است.
چگالی و تراکم پذیری
یک تیم به رهبری استیون کامر steven cummer در دانشگاه Duke آمریکا با استفاده از ریاضیات بیان می کند که چطور صوت از اشیاء پراکنده می شود تا با یک دستورالعمل چگالی و تراکم پذیری یک پوسته کروی – که بعنوان یک عایق صوت عمل میکند – تعریف میشود.این خصوصیات که با ضخامت پوسته و سختی آن تغییر میکند ، باید با امواج صوت که در جهت های مختلف حرکت میکند ، متفاوت ظاهر شود.
هیچ مواد طبیعی دارای چنین خصوصیاتی نیست و بنابراین اینگونه عایق ها باید از یک " متامواد " که شامل ساختارهای دست ساز است ساخته شود.
دومین تیم از دانشگاه هنگ کنگ نشان دادند که معادلاتی هستند که بیان میکنند یک عایق صوتی کروی در واقع شبیه عایق های الکترومغناطیسی کروی است . این بیان آنها را به سوی دستورالعمل مشابه cummer و همکارانش هدایت نمود.