موضوع عایق بندی صوتی سازه LSF ال اس اف مورد سوال بسیار زیادی از کارفرمایان محترم است که در این مقاله قصد داریم عایق های صوتی پر کاربرد (پشم سنگ، پشم شیشه،پلی استایرن، فوم پلی یورتان، فوم شانه تخم مرغی و پانل گچی) را در ساختمان های ساخته شده با سازه  LSF ال اس اف مورد بحث و مقایسه قرار دهیم.

1- صدا چیست؟

بر اساس علم فیزیک، صدا ارتعاشی است که به صورت موج صوتی منتشر می شود. برای ایجاد یک صدا باید یک حرکت یا ارتعاش وجود داشته باشد. به عبارت دیگر، صدا یک نوسان است که به دلیل یک رویداد، جابجایی، تنش یا فشار اتفاق می افتد از نظر محاوره ای، صدا چیزی است که ما می توانیم با سیستم شنوایی خود که از گوش و مغز تشکیل شده است درک کنیم. صدای مفید همان شکل صدای دلپذیری است که در حین مکالمه به صورت موسیقی یا صدا درک می کنیم. از سوی دیگر، سر و صدایی مانند صدای ترافیک یا ساخت و ساز را مزاحم یا آزاردهنده می‌دانیم.

2-چند نوع صدا داریم؟

دونوع صدا داریم:

1-صدای کوبه ای: صدای کوبه ای صدایی است که منشا تولید آن ضربه یا کوبش باشد. و که محیط انتشار آن جامدت مانند بتن، فولاد، چوب، شیشه یا ترکیبی از این مواد است.

2-صدای هوابرد: صدایی است که محیط انتشار آن هوا است. مانند صدای صحبت کردن و موسیقی.

3- گوش انسان میتواند چه طیف از بسامد امواج صوتی را بشنود؟

امواج صوتی همیشه وجود دارند. اما فیزیولوژی انسان می تواند تنها بخشی از آنها را دریافت کند. که فرکانس هایی بین 20 هرتز تا 20 کیلوهرتز هستند.

لازم است ذکر کنیم بسامد یا فرکانس به تعداد دفعاتی می گویند که یک رویداد تکراری در واحد زمان رخ می دهد  و با واحد هرتز اندازه گیری می شود. هر قدر فركانس صوت بيشتر باشد، صدا زير تر و هر قدر فركانس پايين تر باشد، صدا بم ترخواهد بود. صدا های با فركانس بالا (زير) طول موج كوتاهي دارند. اما صداهای با فركانس پايين (بم) طول موج بلندي دارند. فركانس هاي پايين از ميان مواد مختلف (ديوار و پنجره ها) راحت تر از فركانس هاي بالا عبور ميكنند، صوت در خلاء منتشر نمي شود و براي انتشار احتياج به محيط مادي دارد. محدوده فرکانس صدای بم  (هرتز200-20) ، دامنه میانی (هرتز2000-200) و صدای زیر(هرتز2000-20000) می باشد.

4- جرا باید به عایق بندی صوتی سازه LSF ال اس اف توجه ویژه داشته باشیم؟

زمانی که صدا به صورت سر و صدا باشد، می‌تواند اثرات نامطلوب زیادی بر سلامت فیزیولوژیکی و روانی افرادی که در معرض آن قرار دارند، داشته باشد. می تواند چرخه روز/شب را مختل کند، تمرکز را مختل کند و باعث اختلال در خواب شود. سروصدا همچنان می‌تواند به طور ناخودآگاه تأثیر مضری بر بدن و ذهن داشته باشد.

آکوستیک ساختمان های ساخته شده با سازه LSF  ال اس اف یکی از نکات مهم در طراحی، بهره برداری و ساخت است و می تواند تأثیر بسزایی بر سلامت و رفاه، ارتباطات و بهره وری داشته باشد و موجبات تامین آسایش و راحتی ساکنین را به طور موثری فراهم می آورد و در تامین سلامت جسمی و روانی ساکنین موثر باشد.

عایق بندی صوتی سازه LSF ال اس اف

در ساختمان های ساخته شده با سازه LSF  ال اس اف به منظور کاهش انعکاس صدا از مواد و مصالحی که دارای خصوصیات جذب صوت هستند، استفاده می شود. مواد جاذب صوت با تاثیر بر روی سطوح داخلی یک بنا و در نتیجه کاهش انعکاس صدا در این سطوح داخلی موجب کاهش تراز صوت می گردند.

5- بر اساس چه معیاری  متریالی را که به منظور عایق بندی صوتی سازه LSF ال اس اف استفاده میشود، مورد سنجش قرار می دهیم؟

ضریب جذب صوت مواد جاذب صوت معیار ما برای یافتن یک عایق صوتی مناسب است. هر چقدر مواد جاذب ضریب صوت بیشتری داشته باشند صدای انتشار یافته را بیشتر مستهلک میکنند و مانع انتقال صدا از دیواری به دیوار دیگر و از طبقه ای به طبقه دیگر می شوند.

6- چه ویژگی هایی از عایق صوتی تاثیر بسزایی در عمکرد آن دارد؟

معمولاً ضخامت عایق صوتی بیشترین تأثیر را بر کیفیت جذب صدا دارد و همچنین فضاهای خالی ایجاد شده بین عایق صوتی با سازه LSF ال اس اف (هوای محبوس) خود به عنوان یک جاذب صوت عمل می کند.

عایق بندی صوتی سازه LSF ال اس اف

عایق بندی صوتی سازه LSF ال اس اف

همانطور که در جدول بالا مشاهده می کنید مبحث 18 مقررات ملی ساختمان هیچ تفاوتی بین الیاف معدنی مختلف در مقدار جذب صدای محیط قائل نشده است از این رو به سراغ دیتاهای به دست آمده در  تحقیقات دیگر که از بررسی و آزمایش بر روی  عایق های صوتی موجود در بازار ایران به دست آمده، رفتیم تا به طور دقیق تر میزان ضریب جذب عایق های صوتی مختلف را  تحلیل و ارزیابی کنیم. با توجه به اینکه هر چه از فرکانس پایین تر به فرکانس بالاتر می رویم صدا زیرتر می شود و برای ما حائز اهمیت است که این عایق های صوتی در این محدوده طیف فرکانسی چگونه عمل می کنند.

7- ضریب جذب عایق  های صوتی متداول در بازار ایران که به جهت عایق بندی سازه LSF ال اس اف استفاده میشوند، در طیف فرکانسی (4000-125هررتز) در دانسیته و ضخامت های مختلف در جدول زیر به نمایش درآمده است.

عایق بندی صوتی سازه LSF ال اس اف

8- بررسی اثر دانسیته فوم پلی یورتان بر مقاومت صوتی آن 

عایق بندی صوتی سازه LSF ال اس اف

فوم پلی یورتان نوعی فوم است که برای حفظ حرارت و به عنوان عایق در ساختمان های ساخته با سازه LSF ال اس اف  استفاده می شود از ترکیبی که شامل  پلی ایزوسیانات‌ها، کاتالیزورها و عوامل کف‌کننده است تهیه می‌شود. فوم پلی یورتان دارای چگالی کم، پایداری ابعادی خوب و خواص عایق حرارتی عالی است. با توجه به نمودار بالا که ضخامت پلی یورتان تقریبا ثابت در نظر گرفته شده است و عملکرد جذب صوت فوم پلی یورتان در سه مقدار دانسیتهkg/m³ 12، 17و 30  مورد بررسی  قرار گرفته است، از فرکانس 125 تا 250 هرتز پلی یورتان با دانسیته های kg/m³ 12 و 17 ضریب جذب صوت تقریبا یکسانی داشته و فوم پلی یورتان با دانسیته kg/m³ 30 در این محدوده فرکانسی ضریب جذب صوت کمتری نسبت به دو فوم پلی یورتان دیگر  با دانسیته kg/m³ 12 و 17 دارد. از فرکانس 250 تا فرکانس 1400 هرتز فوم پلی یورتان با دانسیتهkg/m³ 17> kg/m³12> kg/m³30 عملکرد بهتری از لحاظ جذب صوتی دارند و از فرکانس 1400تا 1600 فوم پلی یورتان با دانسیته kg/m³ 17> kg/m³30> kg/m³12ضریب جذب صوت بالاتری دارند و از فرکانس 1400 به بعد فوم پلی یورتان با دانسیته kg/m³ 30> kg/m³17> kg/m³12 بهترین عملکرد را در جذب صوت دارند . بر اساس نمودار بالا می توان نتیجه گیری کرد که تا فرکانس 1000 هرتز دانسیته فوم پلی یورتان رابطه مستقیمی با دانسیته آن ندارد و بیشترین دانسیته که kg/m³ 30 عملکرد جذب صوت کمتری نسبت به دوم فوم با دانسیته کمتردارد. با این حال فوم پلی یورتان با دانسیته kg/m³ 30 در کل نمودار روند صعودی دارد درحالی که فوم پلی یورتان با دانسیته های kg/m³ 12 و 17 تا فرکانس 1000 هرتز روند صعودی داشته و از فرکانس 1000 هرتز به بعد با افزایش فرکانس روند آن نزولی است. از تحلیل یافته ها می توان نتیجه گیری کرد فوم پلی یورتان با دانسیته kg/m³ 30 عملکرد مطلوب تری را در تمامی فرکانس ها از خود نشان داده است.

9- بررسی اثر ضخامت فوم پلی یورتان بر مقاومت صوتی آن 

عایق بندی صوتی سازه LSF ال اس اف

در نمودار بالا سه نمونه فوم پلی یورتان که دانسیته های ثابت و ضخامت های متفاوتی دارند مورد بررسی قرار گرفته است.از فرکانس 125 تا 1500 هرتز فوم پلی یورتان با ضخامت cm5> cm2.54> cm1.8 ضریب جذب بیشتری دارند و از فرکانس 1500 تا 1700 هرتز فوم پلی یورتان با ضخامت cm2.54> cm5> cm1.8 ضریب جذب بیشتری دارد و از فرکانس 1700هرتز به بعد فوم پلی یورتان با ضخامت cm2.54> cm1.8> cm5 عملکرد بهتری در جذب صوت دارند. بر اساس نمودار بالا می توان نتیجه گیری کرد فوم پلی یورتان با ضخامتcm 5 تا فرکانس هرتز1000 بهترین عملکرد را دارد ولی از فرکانس 1000 به بعد روند آن نزولی است. فوم پلی یورتان با ضخامت cm1.8 تا فرکانس 2000 هرتز کمترین ضریب جذب صوت را نسبت به فوم های پلی یورتان با ضخامت های بالاتر از خود را دارد ولی روند صعودی دارد، دیتاهای ما برای پیش بینی رفتار آن از فرکانس 2000 به بعد محدود است. فوم پلی یورتان با ضخامت cm2.54 تا فرکانس 2000هرتز روند صعودی دارد و از فرکانس 2000 هرتز به بعد روند آن نزولی است. نتیجه ای که میتوان از یافته ها بدست این است که رفتار فوم پلی یورتان تا فرکانس 1000 هرتز رابطه مستقیم با ضخامت آن دارد و فوم های با ضخامت بیشتر ضریب جذب بیشتری را دارند. با توجه به یافته ها فوم پلی یورتان با ضخامت cm2.54 عملکرد مطلوب تری را در کل طیف فرکانسی از خود نشان داده است و در فرکانس 2000 هرتز ضریب جذب  بالای 0.85 را کسب کرده است و فرکانس های 2000 تا 4000 هرتز را با ضریب جذب مطلوب بین 0.85 تا 0.72 را تامین میکند.

10- مقایسه ضریب جذب صوت پشم شیشه فویل دار و بدون فویل

عایق بندی صوتی سازه LSF ال اس اف

پشم شیشه ماده‌ای است که با حرارت دادن و ذوب کردن مواد خام، فیبراسیون آنها از طریق تزریق گریز از مرکز برای به دست آوردن الیاف شیشه و سپس پردازش الیاف شیشه با چسب برای به دست آوردن مواد رشته‌ای، تهیه می‌شود. چسب مورد استفاده در تهیه شامل رزین فنولیک، پودر سیلیکون و ماسه است. در نمودار بالا پشم شیشه بدون فویل با ضخامتcm 3.2 و دانسیته kg/m³12 و پشم شیشه فویل دار با ضخامت cm 1 و دانسیته kg/m³50 مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته شده است. در فرکانس های 125 تا حدود1700 هرتز پشم شیشه فویل دار و از فرکانس 1700 هرتز به بعد پشم شیشه بدون فویل با دانسیته cm 3.2 و دانسیته kg/m³12 ضریب جذب صوت بالاتری دارد. با توجه به نمودار میتوان  نتیجه گرفت پشم شیشه فویل دار cm 1 و دانسیته kg/m³50 تا فرکانس 1000 هرتز عملکرد مطلوبی دارد و از فرکانس 1000 هرتز به بعد ضریب صوت افت شدیدی کرده است. همچنین مشاهده می شود دانسیته بالا در فرکانس های بیشتر از 1000 هرتز تاثیری آنچنانی  نداشته است. دیتا های ما برای پیش بینی رفتار پشم شیشه بدون فویل با ضخامتcm 3.2 و دانسیته kg/m³12 در فرکانس های بالاتر از 2000 هرتز محدود است ولی برای فرکانس های زیر 2000 هرتز روند صعودی دارد و ضریب جذب صوت مطلوب 0.79 را در فرکانس 2000 هرتز کسب کرده است.

11- مقایسه ضریب جذب صوت فوم پلی استایرن در ضخامت و دانسیته های مختلف

عایق بندی صوتی سازه LSF ال اس اف

فوم پلی استایرن نوعی عایق است این فوم با مخلوط کردن پلی استایرن با ماده دمنده و افزودنی هایی مانند گلیسرول مونو استئارات، گلیسرول تری استئارات، روغن معدنی، روغن سویا اپوکسید شده یا پلی بوتادین اپوکسید شده ساخته می شود. فوم را می توان با استفاده از رزین فوران اصلاح شده با زیست توده اصلاح کرد که باعث بهبود خواص مکانیکی آن می شود. در نمودار بالا که فوم پلی استایرن در ضخامت و دانسیته های متفاوت از نظر ضریب جذب صوت با هم مقایسه شده است. در فرکانس های 125 تا 250 هرتز فوم پلی استایرن با ضخامتcm 1 و دانسیته kg/m³10> ضخامتcm 1.9 و دانسیته kg/m³12> ضخامتcm 4.8 و دانسیته kg/m³18> ضخامتcm 3 و دانسیته kg/m³15بیشترین ضریب جذب را  دارند و از فرکانس 250 تا 520 هرتز فوم پلی استایرن با ضخامتcm 3 و دانسیته kg/m³10> ضخامتcm 1.9 و دانسیته kg/m³12> ضخامتcm 4.8 و دانسیته kg/m³18> ضخامتcm 1و دانسیته kg/m³10 ضریب جذب بیشتری دارند. از فرکانس 520 تا 660 هرتز فوم پلی استایرن با ضخامتcm 3 و دانسیته kg/m³15> ضخامتcm 4.8 و دانسیته kg/m³18> ضخامتcm 1.9 و دانسیته kg/m³12> ضخامتcm 1 و دانسیته kg/m³10 ضریب جذب صوت بیشتری دارند. از فرکانس 660 تا 2000 هرتز فوم پلی استایرن با ضخامتcm 4.8 و دانسیته kg/m³18> ضخامتcm 3 و دانسیته kg/m³15> ضخامتcm 1.9 و دانسیته kg/m³12> ضخامتcm 1و دانسیته kg/m³10 ضریب جذب بیشتری دارند. از فرکانس 2000 تا 2920 فوم پلی استایرن با ضخامتcm 3 و دانسیته kg/m³15> ضخامتcm 1.9 و دانسیته kg/m³12> ضخامتcm 1و دانسیته kg/m³10 از فرکانس 2920 هرتز به بعد فوم پلی استایرن با ضخامتcm 3 و دانسیته kg/m³15> ضخامتcm 1 و دانسیته kg/m³10> ضخامتcm 1.9و دانسیته kg/m³12 عملکرد بهتری از لحاظ جذب صوت دارند. از نمودار بالا  می توان نتیجه گرفت در فرکانس های زیر 500 هرتز به جز فوم پلی استایرن با ضخامتcm 4.8 و دانسیته kg/m³18 بقیه نمونه فوم های پلی استایرن به طور میانگین با افزایش ضخامت و دانسیته به ضریب جذب صوت بالاتری رسیده اند و در فرکانس 500 تا 1000 هرتز فوم پلی استایرن با ضخامتcm 4.8 و دانسیته kg/m³18 روند صعودی دارد و به ضریب جذب صوت بالاتری رسیده است و بقیه فوم ها روند نزولی دارند. در فرکانس 1000 تا 2000 هرتز فوم پلی استایرن با ضخامتcm 4.8 و دانسیته kg/m³18 روند نزولی با شیب ملایم دارد و دیتا های ما برای پیش بینی فرکانس های بالاتر از 2000 هرتز محدود است و سه نمونه فوم دیگر شیب صعودی داشته و فوم پلی استایرن با ضخامتcm 3 و دانسیته kg/m³15 به بیشترین ضریب جذب در این محدوده فرکانسی میرسد و از فرکانس 2000 هرتز به بعد نیز فوم پلی استایرن با ضخامتcm 3 و دانسیته kg/m³15 با شیب صعودی مطلوبی به  ضریب جذب 0.96 میرسد.

12-مقایسه ضریب جذب صوت فوم پلی استایرن، فوم پلی یورتان، فوم شانه تخم مرغی، پانل گچی، پشم سنگ و پشم شیشه فویل دار در ضخامت های یکسان 

عایق بندی صوتی سازه LSF ال اس اف

در نمودار بالا رفتار فوم پلی استایرن، فوم پلی یورتان، فوم شانه تخم مرغی، پانل گچی، پشم سنگ و پشم شیشه  با ضخامت تقریبا یکسان در طیف فرکانسی مختلف مورد بررسی قرار دادیم. در فرکانس زیر 500 هرتز به ترتیب پشم شیشه>پشم سنگ>فوم پلی یورتان>فوم شانه تخم مرغی>پانل گچی>فوم پلی استایرن ضریب جذب صوت بیشتری دارند. از فرکانس 500 تا 1000 هرتز به ترتیب پشم شیشه>پشم سنگ>فوم پلی یورتان>پانل گچی > فوم شانه تخم مرغی >فوم پلی استایرن ضریب جذب صوت بیشتری دارند. از محدوده فرکانس1000 تا 1684 هرتز نیز به طور میانگین  پشم شیشه>پشم سنگ>فوم پلی یورتان>فوم شانه تخم مرغی>پانل گچی>فوم پلی استایرن  ضریب جذب صوت بالاتری دارد. از فرکانس 1684 تا فرکانس 2758 هرتز به ترتیب  فوم پلی یورتان>فوم پلی یورتان>پشم شیشه فویل دار>فوم شانه تخم مرغی>فوم پلی استایرن>پانل گچی ضریب جذب بیشتری دارند.از فرکانس 2758 تا 3013 هرتز به ترتیب فوم پلی یورتان>پشم سنگ >پشم شیشه فویل دار>فوم شانه تخم مرغی>فوم پلی استایرن>پانل گچی ضریب جذب صوت بیشتری دارند و از فرکانس 3013 هرتز به بعد پشم سنگ>فوم پلی یورتان>پشم شیشه فویل دار>پلی استایرن>فوم شانه تخم مرغی>پانل گچی ضریب جذب صوت بیشتری دارند. از نمودار بالا می توان نتیجه گرفت پشم سنگ به بالاترین مقدار ضریب جذب صوت در فرکانس 4000 هرتز رسیده است و در کل طول طیف فرکانسی روند صعودی و مطلوبی داشته است. پس از پشم سنگ فوم پلی یورتان نیز در فرکانس های بالاتر از 2000 عملکرد مطلوبی دارد. در فرکانس های زیر هزار پشم شیشه فویل دار عمکرد مطلوبی را از خود نشان داده است.

13- نتیجه گیری

عایق بندی صوتی سازه LSF ال اس اف

با توجه به تحقیقات علمی صورت گرفته و همچنین مشاهدات عینی و تجربه چندین دهه  کار حرفه ای، آسراکو پشم سنگ را بهترین گزینه برای عایق بندی صوتی سازه LSF ال اس اف می داند.