خواص صوتی بتن (جذب صدا + انتقال صدا)

جذب صدا توسط بتن

کنترل صوت در یک اتاق باید با توجه به منشأ صدا که درون یا خارج اتاق است، مد نظر قرار گیرد. همچنین باید توجه نمود که حاصل صدا هوا یا جسم صلب است. کنترل صدایی که منشأ آن درون اتاق است، مستلزم کیفیت خوب جذب صدا توسط دیوارها، سقف، کف، و اثاثیه داخل اتاق است. رایج ترین ضریب به کار گرفته شده برای جذب صدا، عدد بیانگر نسبت انرژی صوتی جذب شده توسط سطح به مقدار انرژی برخورد کرده به سطح است. ضریب جذب[۱] عموماً برای فرکانس صوتی Hz500 بیان می‌شود. ضریب کاهش صدا[۲] (NRC) میانگین ضرایب مربوط به ۲۵۰، ۵۰۰، ۱۰۰۰، ۲۰۰۰ و ۴۰۰۰ هرتز است که با تقریب ۰٫۰۵ بیان می‌گردد.

آزمایش‌ها نشان داده اند که یک سطح متخلخل با منافذ مرتبط با هم از سطح تا داخل جسم ویژگی عمده مورد نیاز برای جذب خوب صدا است. توسط سطح متخلخل انرژی صوت به گرما تبدیل می‌شود. در صورتی که منافذ سطح توسط رنگ آمیزی یا پلاستر کردن پوشیده گردند، جذب صدا به طور محسوسی کاسته می‌شود. ضریب جذب صدا برای بتن غیرمسلح حدود ۰٫۰۲ است که نمایانگر انعکاس ۹۸ درصد انرژی صوتی برخورد کرده به سطح توسط سطح می‌باشد. مقادیر میانگین ضریب جذب صوتی برای مصالح مختلف عبارتند از: بلوک سرباره ای رنگ نشده ۰٫۴۵ بلوک سرباره ای رنگ شده ۰٫۴، پلاستر صوتی ورمیکولیت ۰٫۵۵، چوب پنبه ۰٫۷ و آزیست‌های پاشیده شده ۰٫۹٫

انتقال صدا از بتن

صدای ایجاد شده در خارج از یک اتاق ممکن است از طریق اجسام جامد یا هوا انتقال یابد. صدای انتقال یافته از طریق جامدات باید از منشأ متوقف گردد. مثلاً یک کف بتنی در‌هال باید یا توسط پارتیشن‌ها تقسیم بندی گردد با توسط فرش یا سایر مصالح ذخیره کننده انرژی پوشیده شود تا از انتقال صدا در داخل اتاق جلوگیری گردد. صدای انتقال یافته از طریق هوای خارج از اتاق را می‌توان با استفاده از سدکننده‌هایی چون دیوارهای بنایی و توجه به جزئیات اجرایی ممانعت نمود.

افت انتقال نمیانگر میزان عایق صوتی که با دسی بل (dB) بیان می‌گردد، از رابطه زیر حاصل می‌شود:

که E₁ بیانگر تراز انرژی صوتی برخورد کرده روی دیوار و E₁ بیانگر تراز انرژی صوتی انتقال یافته از میان دیوار است. افت انتقال معادل dB 10 حاکی از انتقال یک دهم انرژی صوتی برخوردکرده و dB20 نشانگر انتقال یک صدم انرژی مذکور می‌باشد. شدت صداها از صفر یعنی در آستانه شنیدن تا حدود ۱۳۰ دسی بل یعنی در آستانه صدای شدید با حد تحمل گوش تغییر می‌نمایند. شدت صدا در یک خیابان با شلوغی متوسط حدود dB60 است.

مقادیر افت انتقال صدا (STC) غالباً بین ۴۰ و ۵۵ دسی بل برای دیوارهای بین اتاق‌ها در آپارتمان‌ها، بیمارستان‌ها و مدارس تغییر می‌کند. مطالعات مختلف ^{(۱۰ و ۳)} حاکی از این است که وزن واحد سطح دیوار عامل بسیار مهم مؤثر بر افت صدای انتقال یافته از طریق هوا است. شکل زیر اطلاعاتی در خصوص میانگین افت صدای انتقال یافته از طریق هوا برای انواع مختلف دیوارها با استفاده از آزمایش‌های انجام شده توسط مؤسسه ملی استانداردها، آزمایشگاه ملی فیزیک انگلیس، آزمایشگاه‌های ریوریانکو سایر آزمایشگاه‌ها ارائه نموده است.

مقادیر STC میانگین‌های مربوط به محدوده‌های تقریبی فرکانسی ۱۰۰ تا ۲۰۰۰، ۳۰۰۰ یا ۴۰۰۰ هرتز هستند و خط مورب نشان داده شده در شکل، میانگین رابطه «وزن – STC» است^(۱۰). مصالح جامد متخلخل مانند بتن بنایی فقط در صورت عدم پیوستگی منافذ تابع رابطه «وزن – STC» هستند. عبور صدای انتقال یافته از طریق هوا از میان مسیرهای هوای پیوسته در مصالح به مقدار زیادی STC را کاهش می‌دهد. نتیجتاً قطعات بتن بتن سبک پلاستر یا رنگ آمیزی شده STC را به مقدار قابل ملاحظه افزایش می‌دهند. عواملی که جذب صدا را بهتر می‌کنند، خاصیت عایق بودن صوتی را صعیف می‌نمایند. بتن متخلخل، صدا را جذب می‌کند ولی عایق صوتی ضعیفی است (STC کم). پلاستر یا رنگ آمیزی کردن بتن متخلخل به مقدار زیاد جذب صدا را کاهش ولی عایق بودن صوتی را افزایش می‌دهند.

[۱] – Abaorption Coefficient

[۲] – Noise – Reduction Coefficient