مصالح آكوستيكي)صدابندي((Acoustical Materials)
كليات
واژه آكوستيك (Acoustic) از ريشه يوناني به معناي شنيدن گرفته شده و آكوستيكز (Acoustics)يعني دانش اصوات، درباره ايجاد، پخش، انتقال، كنترل و آثار صوت بحث مي كند . در فضاهاي زيست و كار بر طبق آيين نامه ها و مقررات ساختماني ، حدو د قابل قبولي براي سر و صدا وجود دارد و چنانچه شدت صدا از حد مزبور بالاتر رود ، آسايش و سلامتي ساكنين دچار مخاطره خواهد شد. از اين رو عايقكاري صوتي يا صدابندي ساختمانها امري الزامي و ضروري است. صدابندي ساختمان بر دو اصل استوار است: الف: كاهش سر و صداي ناخواسته در هر فضا از راه جذب هرچه بيشتر آن با مصالح آكوستيكي. ب: جلوگيري از انتقال صوت از خارج يا داخل ساختمان به اطا قها از راه ديوارها، درها، پنجره ها و سقفها. مصالح متخلخل كه براي عايقكاري حرارتي ساختمانها مصرف مي شوند ، عموماً جاذب صوتي مناسبي نيز مي باشند ، ولي معمولاً در برابر عبور صوت ضعيف اند، اين نكته معمولاً از سوي طراحان در نظر گرفته نمي شود. در عبور صوت از ميان يك ديوار سخت مانند ديوار بتني يا آجري و اندودهاي روي آنها ، تمامي ديوار در اثر امواج صوتي به لرزه در مي آيد و ديوار لرزان، خود منبع ثانوي براي توليد صدا مي گردد. به اين ترتيب هرچه ديوار سنگين تر باشد ، لرزش آن دشوارتر شده و صداي كمتري از خود عبور مي دهد. براي مثال چنانچه وزن ديوار ساخته شده از مصالح بنايي حدود 50 كيلوگرم در هر مترمربع باشد، به اندازه 26 دسيبل از شدت صوت مي كاهد، چنانچه ضخامت ديوار ر ا دو برابر كنيم ، به اندازه 9دسيبل ديگر به عايق صوتي اضافه خواهد شد . به همين ترتيب هر افزايش ضخامت به اندازه دو برابر، تنها 9 دسيبل در افزايش كفايت عايق صوتي مؤثر خواهد بود. بديهي است هنگامي كه عايقكاري صوتي زيادي موردنظر باشد ، ضخامت ديوار افزايش چشمگيري پيدا خواهد كرد كه مقرون به صرفه اقتصادي نيست. در اين حالت مي توان با ايجاد فاصله هوايي بين دو تيغه نازك، اقدام به عايقكاري صوتي نمود. همچنين در مورد پنجره ها به جاي يك شيشه مي توان دو يا سه شيشه نصب كرد يا به جاي يك پنجره، دو پنجره براي ساختمان در نظر گرفت . در پنجره ها علاوه بر تعداد و ضخامت شيشه ها ، نحوه نصب و درزبندي آنها نيز در عايقكاري صوتي مؤثر است. به همين صورت اندودهاي صاف)ليسه اي( تا 98 % از اصواتي را كه با آنها برخورد مي كنند ، منعكس مي سازند ، تيغه هاي جدا كننده پلاستيكي و گچي نازك ، سبب انتقال سر و صدا از اطاقي به اطاق ديگر مي شوند . از آنجا كه آپارتمان نشيني در حال گسترش است ، كنترل جابه جايي سر و صدا بين واحدهاي زيست مجاور مسئله اي است كه روز به روز بغرنج تر مي شود. در انتخاب مصالح به منظور كنترل سر و صدا، طراح ساختمان دو جنبه مختلف صوت را بايد در نظر بگيرد : جذب صوت و انتقال آن . مصالحي كه جاذب سر و صدا هستند ممكن است به آساني صوت را از محلي به محل ديگر عبور دهند و مصالحي كه در برابر عبور صوت از ميان ديوارها و سقفها پايداري مي كنند، مي توانند مسائلي مانند انعكاس ((Reverberationيا طنين(Echo) صوت در فضاي بسته را به وجود آورند . شكل زير نحوه ميرا يي صدا توسط دو نوع مصالح جاذب صوت را نشان مي دهد. مصالح آكوستيكي مصالح آكوستيكي يا جاذب سر و صدا ، قادرند امواج صوتي را كه با سطح آنها برخورد مي كنند ، به ميزاني كمتر از ( 50 %) منعكس سازند، اين مصالح همانند بالشي در روبه رويي با آثار ناخواسته از انعكاس سر و صدا عمل مي كنند . مقدار صوتي كه توسط مصالح جذب مي شود ، بستگي به اندازه، عمق و تعداد حفره هاي مصالح و فركانس صوت دارد . ذرات هوايي كه در اثر صوت به داخل حفره ها رفته و از آنها خارج مي شوند ، سبب ايجاد اصطكاك مي گردند، بخشي از انرژي صوتي ، مستهلك و به گرما تبديل مي شود، بخشي از آن از موانع عبور مي كند يا در داخل فضا منعكس مي شود . در عمل، دستيابي به كاهش مقاديري بيش از 10 دسيبل با كاربرد مصالح جاذب صوت مقدور نيست . معمولاً كاهشي معادل حدود 5 تا 7 دسيبل در ساختما نهاي مسكوني و دفاتر كاري كه سقف آنها با آكوستيك تايل پوشيده شده باشد، به دست مي آيد. مصالح آكوستيكي دامنه وسيعي از مواد را در بر مي گيرد كه زير نامها و عناوين تجارتي مختلف توليد مي شوند. گرچه ويژگي جذب صوت آنها مشابه است، طراح، بايد مصالحي را انتخاب كند كه مناسب و قابل كاربرد براي شرايط خاص هر پروژه باشد . مصالح آكوستيكي ممكن است به صورت پيش ساخته باشند يا در محل اجرا شوند.اندازه كاشيها و صفحات پيش ساخته ( (Acoustical Tiles and boards از 300*300تا 1200*1200ميليمتر تغيير مي كند، بسياري از آنها از الياف چوب، ني، فيبرهاي معدني يا شيشه اي ساخته شده اند كه آنها را درهم و مخلوط و يكپارچه كرده و به صو رت تخته هايي با ضخامتهاي گوناگون در آورده اند. مصرف كاشيها محدود به سقف مي شود كه آنها را يا مستقيماً زير سقف اصلي نصب مي كنند يا در سقف كاذب متشكل از نبشي و سپري و ميلگردهاي آويز به كار مي برند . مواد و مصالحي كه در محل كار قابل مصرف و اجرا هستند ، شامل اندودهاي گچي آكوستيكي و تركيبي(( Combinationاز قطعات جاذب صوت مي باشند. اينك به شرح انواع مصالح آكوستيكي مبادرت مي شود: عايقهاي صوتي سربي از نخستين شرايط يك عايق صوتي مناسب، زياد بودن وزن ويژه، نرمي طبيعي، ظرفيت بالاي كاهش سر و صدا و غير قابل نفوذ بودن است . زيادي وزن از اين نظر حائز اهميت است كه شدت ارتعاشات صوتي در نبرد با اينرسي يك مانع، كاهش مي يابد . نرمي ورق سرب ، سبب كاهش ارتعاشاتي مي شود كه در ساير مصالح آكوستيكي عادي است . موانع سربي به ويژه روي پارتيشنهايي كه در مجاورت سقفهاي كاذب آويخته قرار مي گيرند ، مؤثرند. برگه هاي سربي را مي توان در بسياري از تيغه هاي نازك مصرف كرد تا بدون افزايش حجم، صدا را كاهش دهند . اين ماده را مي توان به راحتي، با چسب الاستومري روي ساير مصالح نصب نمود تا بدون افزايش سختي( Stiffness) وزن آنها اضافه شود. كاشيها و صفحات ساخته شده از فيبرهاي سلولزي كاشيهاي سلولزي معمولاً از باگاس (تفاله نيشكر (ساخته مي شوند، تايلهاي الياف نيشكر از قديمي ترين و معمولاً ارزان ترين نوع آكوستيك تايل هستند . فيبرها را زير فشار قرار مي دهند و به صورت تخته هايي درمي آورند ، به نحوي كه بين الياف فضاهاي تنگي به وجود آيد. تايلهاي فيبر نيشكر را معمولاً سوراخدار مي سازند تا صدا بتواند به حفره هاي بين الياف برسد . اين موضوع باعث بهبود كيفيت جذب صوت مي شود . تنوع در بافت و ظاهر تايل با ايجاد تنوع در نقش و نحوه استقرار سوراخها و سطح تايل به دست مي آيد. تايلهاي فيبر نيشكر در ا ثر جذب رطوبت ، دچار تغيير ابعاد و كاهش مقاومت مي شوند، گرچه پيشروي آتش در آنها كم است ، ولي ضد آتش نيستند . مشخصات فني كشورهاي صنعتي ، مصالح ساختماني را به لحاظ پايداريشان در برابر آتش گروه بندي كرده اند . در مشخصات فدرال (ايالات متحده آمريكا ) معيارهاي ويژه اي در اين مورد وجود دارد ، گروه بندي ازA براي مصالح غير قابل اشتعال تا D براي درجات مختلف پايداري در برابر آتش انجام شده . تايلهاي فيبر نيشكر در گروه D از اين تقسيم بندي قرار مي گيرند و برخي از تايلهاي پوشش شده در كارخانه در گروهC اين تايلها معمولاً لب پخ بوده، در كارخانه پوشش مي شوند و اندازه آنها 300*300 تا 600*600 ميليمتر است. كاشيهاي ساخته شده از فيبرهاي معدني بخش اعظم تايلهاي فيبر معدني از پشم معدني ساخته مي شوند ، قسمت عمده پشم معدني كه در كشورهاي صنعتي توليد مي شود از سربار كوره آهن گدازي (پشم سرباره(است. اين تايلها ممكن است به صورت شكافدار يا سوراخدار ساخته شوند تا كيفيت جذب صوت آنها افزايش يابد، مصالح شكافدار انرژي صوتي را به وسيله ايجاد اصطكاك در حفره هاي ريز موجود بين فيبرهاي مستقل از هم، مستهلك مي سازند. با افزايش سوراخها مي توان حداكثر كاهش انرژي صوتي را به دست آورد . مصالح شكافدار عموماً موقعي به كار مي روند كه ظاهر كار از بيشترين اهميت برخوردار باشد . مصالح سوراخدار بيشتر در ساختمانهاي صنعتي، فرهنگي و مؤسسات علمي كه حداكثر نفوذ و رنگ پذيري مورد نظر است ، مصرف مي شوند.تايلهاي فيبر معدني از نظر پايداري در برابر آتش در گروه A قرار مي گيرند و در مواردي مثل مكانهاي تجمع عمومي و راههاي فرار از آتش ، كه مقررات ساختماني مصالح غير قابل اشتعال را تجويز مي كنند، مصرف مي شوند . اين مصالح در گونه هاي مختلف از نظر اندازه، بافت، ضخامت و قابليت جذب صوت ساخته ميشوند . در رنگ آميزي تايلهاي شكافدار يا منسوج (Textured) ، بايد دقت بسيار زيادي مبذول داشت و مصالح با رنگهاي ويژه (Non Bridging) پوشانده شوند، به قسمي كه حفره ها بسته نشود و ويژگي آكوستيكي مصالح كاهش نيابد. كاشيهاي فلزي سوراخدار اين تايلها متشكل از تاوه هاي فلزي سوراخدار ي هستند كه با مصالح لايي آكوستيكي نظير پشم معدني پر شده اند . تاوه هاي نازك فلزي سوراخدار ، سبب كاهش ويژگيهاي جذب صوت مصالح آكوستيكي لايي نخواهند شد، بلكه به صورت ديافراگمي در انتقال صوت به آنها عمل مي كنند و صوت در آنجا جذب مي شود . تاوه ممكن است از آلومينيوم يا ورق فولادي ساخته شود و معمولاً آن را با لعاب پخته شده سفيدي مي پوشانند . گرچه اين تايلها گران قيمت هستند ، ولي چون دوامشان زياد و هزينه نگهداري و تعمير آنها كم است، مصرفشان روي هم رفته اقتصادي و با صرفه است . سطح آنها را مي توان با كهنه نمدار تميز كرد و به رنگ آميزي مجدد وتعويض قطعات نيازي ندارند . به علاوه لعاب سخت پوشش آنها باعث تأمين ويژگيهاي بازتاب سطوح مي شود. اندودهاي آكوستيكي اندودهاي آكوستيكي دو نوعند: الف: اندودهاي گچي با دانه هاي سبك مانند پرليت و ورميكوليت منبسط ب: اندودهاي مشتمل بر فيبرهاي معدني به همراه چسب اندودهاي گچ و پرليت را از اختلاط گرد گچ، پرليت و آب درست مي كنند و يا گچ و پرليت آماده بسته بندي شده را با آب مخلوط كرده روي سطوح صاف زيرسازي كه ممكن است بتني، سيماني، گچي يا فولادي باشد ، مي كشند يا با ماشين بر روي آنها مي پاشند ، اندودهاي ماله اي در دو قشر آستر به ضخامت حدود 10 ميليمتر و رويه به كلفتي حدود 3 ميليمتر اجرا مي شوند و اندودهاي ماشيني در دو، سه يا چهار قشر نازك پاشيده مي شوند، به قسمي كه مجموع ضخامت به حدود 12 ميليمتر برسد. به موجب آزمايشهاي انجام شده ضريب كاهش سر و صدا (NRC= Noise Reduction Coefficient) براي اندود 12 ميليمتري دستي ، حدود 0.65 براي اندود 25 ميليمتري از همين نوع ،0.75 و براي اندود ماشيني به ضخامت 12 ميليمتر ، حدود0.55 است. اندودهاي فيبري از پنبه كوهي(( Asbestos يا پشم معدني و يك چسب معدني ساخته مي شوند . در كشورهاي صنعتي اين اندودها به صورت آماده و بسته بندي عرضه مي شود . نخست سطح مورد نظر را با قشر ضخيمي از چسب ، آغشته مي كنند و سپس فيبر را روي آن مي پاشند . اندودهاي به ضخامت بيش از 12 ميليمتر، دست كم در دو قشر بايد انجام شوند و قشر رويه را مي توان با سيلر و به صورت رنگي نيز اجرا كرد. اخيراً در بسياري از كشورها محدوديتهايي براي مصرف پنبه كوهي به ويژه در اندودكاري به وجود آمده است. ضريب كاهش سر و صدا در اندودهاي آكوستيكي متفاوت بوده و بستگي به ضخامت اندود و زيرسازي آن دارد . اين ضريب براي اندودي رنگ نشده به ضخامت 18 ميليمتر بر روي زيرسازي سخت ،از 0.6 تا 0.7 و بر روي زيرسازي فلزي ،0.8 تا 0.9 و براي ضخامت 36 ميليمتر بر روي زيرسازي سخت، حدود 0.9 است ، در حالي كه ضريب اندود اخير هنگامي كه رنگ آميزي شود ، به0.85 كاهش مي يابد. 
