ساختمان‌های فلزی با دو مشکل اصلی سروصدا مواجه هستند. اول، سروصدای هوایی ناشی از صداهای صحبت و ترافیک که از طریق هوا منتقل می‌شود. سپس سروصدای منتقل‌شده از طریق سازه را داریم که ناشی از قدم‌های پا و ارتعاشاتی است که از بدنه ساختمان عبور می‌کنند. بر اساس تحقیقات منتشرشده در سال گذشته توسط هیئت نوآوری در ساخت‌وساز، تقریباً سه‌چهارم معماران بیان می‌کنند که نیاز دارند در ساختمان‌های فلزی اقدامات اضافی را جهت کنترل آن ارتعاشات مزاحم با فرکانس پایین اجرا کنند که سازه‌های چوبی یا بتنی به‌صورت طبیعی بهتر آنها را میرایی می‌کنند. دلیل چیست؟ فولاد به دلیل سفتی بالا، این سروصداها را حدود ۴۰ درصد سریع‌تر منتقل می‌کند. این امر باعث می‌شود ضربه‌ها در ساختمان‌های بلندتر بسیار شدیدتر پژواک کنند، که توضیح می‌دهد چرا بسیاری از برج‌های اداری مدرن علیرغم تمام تلاش‌های عایق‌بندی با شکایت‌های ناشی از سروصدا مواجه هستند.
حرکت صوت از طریق فولاد در اصل از اصلی به نام قانون جرم پیروی می‌کند که در آن مواد ضخیم‌تر به طور موثرتری نویزهای با فرکانس بالا را مسدود می‌کنند. اما نکته اینجاست: فولاد چگالی نسبتاً بالایی در حدود ۷۸۵۰ کیلوگرم بر متر مکعب دارد، با این حال همچنان در متوقف کردن صداهای با فرکانس پایین‌تر از ۵۰۰ هرتز که از روش‌های عایق‌بندی معمولی عبور می‌کنند، مشکل دارد. بر اساس آزمون‌های مختلف آکوستیک، صوت از تیرهای فولادی تقریباً دوازده برابر سریع‌تر از سازه‌های چوبی عبور می‌کند که این امر باعث ایجاد مسیرهای جانبی مزاحمی می‌شود که صوت از طریق آنها می‌تواند از سطوح متصل مختلف نشت کند. با بررسی کارهای اخیر در مورد نحوه برخورد قاب‌های فولادی با صوت، محققان چیزی جالب را کشف کرده‌اند — تقریباً دو سوم کل نشت صوت ناخواسته دقیقاً در نقاطی رخ می‌دهد که کف‌ها به دیوارها در ساخت‌وساز ساختمان متصل می‌شوند.
نقاط حیاتی برای بازرسی شامل:
پس از همه‌گیری، اکنون 81 درصد از مستاجران ادارات به حریم خصوصی آکوستیکی در قراردادهای اجاره اولویت می‌دهند (JLL، 2023)، در حالی که توسعه‌دهندگان مسکن، افزایش 35 درصدی قیمت واحدهای قاب‌بندی‌شده فولادی را که به عنوان «بهینه‌سازی‌شده از نظر صوت» بازاریابی می‌شوند، گزارش کرده‌اند. این تغییر، استفاده از سیستم‌های دیواری کامپوزیتی که فولاد را با تخته‌های گچی غنی‌شده با سلولز ترکیب می‌کنند را تسهیل می‌کند و به رتبه STC 55+ دست می‌یابند؛ یعنی 22 درصد بالاتر از مجموعه‌های معمولی سفت‌کاری.
پشم معدنی و فایبرگلاس به دلیل چگالی بالا و توانایی آنها در به دام انداختن صوت، همچنان انتخاب‌های برتر برای کاهش سر و صدا در ساختمان‌های فلزی هستند. نحوه عملکرد این مواد در واقع بسیار ساده است: آنها صداهای منتشر شده از طریق هوا را جذب کرده و آنها را به انرژی گرمایی تبدیل می‌کنند. آزمایش‌ها نشان می‌دهند که در شرایط آزمایشگاهی، این فرآیند می‌تواند حدود ۷۰٪ از سر و صداهای با فرکانس متوسط تا بالا را حذف کند. چیزی که این مواد را متمایز می‌کند، سازگاری عالی آنها با قاب‌های فولادی است. به همین دلیل پیمانکاران اغلب آنها را در داخل دیوارها و سقف‌ها نصب می‌کنند، جایی که شکاف‌های بین صفحات تمایل دارند صدا را به راحتی منتقل کنند. هر کسی که روی پروژه‌های ساخت‌وساز فولادی کار می‌کند، می‌داند که مدیریت این مسیرهای انتقال صدا برای ایجاد فضاهای آرام بسیار حیاتی است.
پروژه‌های دوستدار محیط زیست به طور فزاینده‌ای از سلولز با چگالی بالا (حاوی ۸۵ تا ۹۰ درصد مواد بازیافتی) و عایق دنیم بازیافتی برای ترکیب عملکرد صوتی با پایداری استفاده می‌کنند. هر دو ماده ضریب کاهش نویز (NRC) بین ۰٫۸ تا ۱٫۰ دارند که با فیبرگلاس سنتی رقابت می‌کند. الیاف فشرده آنها ارتعاشات فرکانس پایین رایج در فضاهای صنعتی با قاب فولادی را به دام می‌اندازند، در حالی که ترکیب فاقد فرمالدئید آنها به استانداردهای کیفیت هوای داخلی کمک می‌کند.
وینیل بارگیری‌شده با جرم یا MLV عملکرد بسیار خوبی در جلوگیری از انتقال صدا از طریق سازه‌ها در ساختمان‌های فولادی دارد. این ماده حدود یک تا دو پوند بر هر فوت مربع وزن اضافه می‌کند بدون آنکه ضخامت دیوارها را افزایش دهد. ترکیب این ماده با ترکیبات کاهش‌دهنده لرزش، می‌تواند صداهای ناشی از ضربه روی دال‌های فولادی را حدود ۱۵ تا حتی ۲۰ دسی‌بل کاهش دهد. این ماده به‌ویژه در مکان‌هایی مانند اتاق‌های مکانیکی و ساختمان‌های بلند فولادی عملکرد بسیار خوبی دارد که در آنها سیستم‌های تهویه مطبوع معمولاً انواع مختلفی از صداهای غرش‌آمیز با فرکانس پایین تولید می‌کنند که باعث ناراحتی افراد می‌شوند.
| متریال | بهبود STC | بهترین کاربرد | محدودیت‌ها |
|---|---|---|---|
| کوفت معدنی | ۸ تا ۱۲ نقطه | حفره‌های دیوار، حفره‌های سقف | در فرکانس‌های پایین‌تر از ۱۲۵ هرتز کمتر مؤثر است |
| دنیم بازیافتی | ۶ تا ۱۰ نقطه | دیوارهای جداکننده، فضاهای اداری | نیازمند لایه‌های ضخیم‌تر |
| وینیل بارگیر شده با جرم | ۱۰ تا ۱۵ امتیاز | مونتاژهای کف، پوشش کانال‌ها | هزینه ماده بالاتر |
این ماتریس عملکرد به معماران کمک می‌کند تا مواد را بر اساس اهداف فرکانسی و محدودیت‌های ساختاری ذاتی پروژه‌های ساختمانی فولادی اولویت‌بندی کنند.
هنگامی که در مورد جداسازی (دکوپلینگ) در سیستم‌های قاب‌بندی فولادی صحبت می‌کنیم، در واقع به این موضوع می‌پردازیم که چگونه انتقال صدا از طریق سازه‌ها متوقف می‌شود. این روش هم در برابر صداهای مزاحم هوایی و هم در برابر ارتعاشاتی که از طریق مواد جامد منتقل می‌شوند، عمل می‌کند. اساساً این روش، شکست‌هایی در مسیرهای معمول انتقال صدا در بخش‌های مختلف ساختمان ایجاد می‌کند. به عنوان مثال نصب دیوارهای سفت و سخت (دیوارهای خشک) را در نظر بگیرید. وقتی سازندگان فضای کوچکی بین تخته‌های دیوار خشک و قوطی‌های فولادی ایجاد می‌کنند به جای اینکه آنها را مستقیماً متصل کنند، این فاصله ساده طبق تحقیقات منتشر شده توسط انجمن آکوستیک آمریکا در سال 2023، انتقال ارتعاشات را در مقایسه با اتصالات سفت و سخت سنتی حدود ۴۰ تا ۶۰ درصد کاهش می‌دهد.
استفاده از کانال‌های الاستیک در واقع یکی از راه‌های مؤثر و مقرون‌به‌صرفه برای جداسازی صوتی دیوارها است. هنگامی که این کانال‌ها بین قاب‌های فولادی و سطوح سفت (سخت) نصب می‌شوند، می‌توانند ضریب STC مجموعه دیوار را بین ۱۲ تا ۱۵ دسی‌بل افزایش دهند. برای نتایج بهتر، کلیپ‌های عایق‌بندی صوتی امکانات ویژه‌ای ارائه می‌دهند. این کلیپ‌ها به سازندگان اجازه می‌دهند تا عمق حفره‌ها را دقیق تنظیم کنند تا بتوانند به طور خاص فرکانس‌هایی را هدف قرار دهند که معمولاً مشکلاتی ایجاد می‌کنند. خبر خوب این است که هیچ‌یک از این گزینه‌ها استانداردهای ایمنی را تحت تأثیر قرار نمی‌دهند. هر دو روش همچنان تمام الزامات مقاومت در برابر آتش را برای ساختمان‌های تجاری با قاب فولادی رعایت می‌کنند. این موضوع آنها را به انتخاب‌های هوشمندانه‌ای برای پروژه‌هایی تبدیل می‌کند که کنترل نویز و مقررات ساختمانی به یک اندازه مهم هستند.
مواد کاهش ارتعاش مانند الاستومرهای با چگالی بالا، تجهیزات مکانیکی را از قاب‌های فولادی جدا می‌کنند. نصب‌کننده‌های انعطاف‌پذیر زیر واحدهای تهویه مطبوع، صدای منتقل‌شده از طریق سازه را تا ۱۸ دسی‌بل (A) کاهش می‌دهند، در حالی که جداسازهای سازه‌ای مقاوم در برابر زلزله به‌طور همزمان نیازهای آکوستیکی و ایمنی را در ساختمان‌های چندطبقه برآورده می‌کنند.
بر اساس یک نظرسنجی اخیر صنعتی در سال 2023، حدود 62 درصد از پیمانکاران همچنان در ساخت دیوارهای فولادی باربر به استفاده از اتصال مستقیم روی می‌آورند، هرچند این روش رده‌بندی کلاس انتقال صوت (STC) را حدود 8 تا شاید 10 دسی‌بل کاهش می‌دهد. برخی افراد در این صنعت نگران هستند که استفاده از کانال‌های انعطاف‌پذیر در واقع ساختار را ضعیف می‌کند و اشاره می‌کنند که ظرفیت دیوار برشی حدود 14 درصد کاهش می‌یابد. اما حالا چیز جالبی در مورد رویکردهای ترکیبی رخ داده است که شامل ترکیب کلیپ‌های جداسازی با پیچ‌های محکم‌تر است. این ترکیب‌ها به نظر می‌رسد عملکرد خوبی داشته باشند و تقریباً به 95 درصد از استحکام اتصالات صلب نزدیک شوند، در عین حال سطح سر و صدا را بر اساس آزمایش‌های میدانی حدود 9 دسی‌بل بهبود بخشند.
کنترل مؤثر نویز در سازه‌های فولادی نیازمند رویکردهای سیستماتیک است که هم صداهای منتقل‌شده از طریق هوا و هم صداهای ناشی از ضربه را در نظر بگیرد. سه روش اثبات‌شده، عرصه مهندسی صدای مدرن را تسخیر کرده‌اند که از علم مواد و اصول طراحی ساختاری بهره می‌برند.
وقتی سازندگان دو لایه سفت‌کاری را با ماده میرایی خاصی که بین آنها قرار گرفته نصب می‌کنند، معمولاً رده‌بندی کلاس انتقال صوت (STC) حدود ۱۲ تا ۱۵ درجه نسبت به سیستم‌های معمول تک‌لایه افزایش می‌یابد. وزن اضافی به مسدود کردن صدا کمک می‌کند و ترکیب میراگر فرکانس‌های مزاحم رزونانسی را که بسیاری از سازه‌ها را تحت تأثیر قرار می‌دهند، از هم جدا می‌کند. این موضوع به‌ویژه برای ساختمان‌های فلزی اهمیت زیادی دارد، زیرا قاب‌های فلزی آنها مانند بلندگوهای بزرگ عمل می‌کنند و باعث می‌شوند صداها بسیار بیشتر از حد مورد نظر منتشر شوند. برخی آزمایش‌های آزمایشگاهی نشان داده‌اند که وقتی ورق‌های سفت‌کاری به صورت متقارن و با فاصله ۵۰ میلی‌متری نسبت به هم قرار گیرند، رتبه STC به حدود ۴۸ می‌رسد. اما اگر پیمانکاران تلاش بیشتری کنند و از سیستم‌های جداسازی‌شده و کانال‌های انعطاف‌پذیر استفاده کنند، می‌توانند این رتبه‌ها را از ۵۲ فراتر ببرند که تفاوت قابل توجهی در کنترل صدا برای اکثر ساکنان ایجاد می‌کند.
قرارگیری استراتژیک حفره‌های هوایی بین لایه‌های سازه‌ای، شکست‌های صوتی ایجاد می‌کند که امواج صوتی را از طریق عدم تطابق امپدانس کاهش می‌دهند. مطالعات اخیر نشان می‌دهند:
| پیکربندی حفره | کاهش نویز (dB) |
|---|---|
| فاصله هوایی ندارد | 22 |
| فاصله ۴۰ میلی‌متری بدون پرکننده | 34 |
| فاصله ۷۵ میلی‌متری با پشم معدنی | 41 |
رویکرد «اتاق درون یک اتاق» این اثر را تقویت می‌کند و با ایجاد زیرسازه‌های منفصل، از اتصال مکانیکی مستقیم جلوگیری می‌کند—و به‌ویژه در استودیوهای موسیقی و سالن‌هایی که با قاب‌بندی فولادی ساخته شده‌اند، مؤثر است.
تحلیل صنعتی سال ۲۰۲۳ نشان داد که ۳۸ درصد از عملکرد پایین صوتی ناشی از نفوذهای بدون درزگیری در پوسته‌های ساختمانی فولادی است. راه‌حل‌های با عملکرد بالا شامل موارد زیر می‌شوند:
اجرا صحیح این تکنیک‌های درزگیری می‌تواند طبق روش‌های بهترین عملکرد مهندسی صدا، ۱۵ تا ۲۰ دسی‌بل از انتقال نویز فرکانس میانی را مسدود کند. اندازه‌گیری‌های میدانی نشان می‌دهند که درزگیری کامل هوا، رتبه‌بندی STC سیستم دیوار را در ساختمان‌های با قاب فولادی به میزان ۵ تا ۸ واحد بهبود می‌بخشد.
کلاس انتقال صوت یا امتیاز STC در اصل نشان می‌دهد که یک سیستم دیواری چقدر در بلوکه کردن نویز موثر است. به‌طور کلی دفاتر به دیوارهایی با امتیاز STC حدود ۵۰ یا بالاتر نیاز دارند تا صداها به‌درستی درون فضا محصور بمانند. استانداردهای صنعتی نشان می‌دهند که امتیازهای STC فقط به یک جزء منفرد بستگی ندارند، بلکه به همه چیز از ضخامت فولاد مورد استفاده گرفته تا نوع عایق به‌کار رفته در داخل و حتی فاصله پیچ‌ها از یکدیگر بستگی دارند. برای مثال، فولاد سنگین‌تر را در نظر بگیرید. البته که این فولاد استحکام ساختاری دیوار را افزایش می‌دهد، اما بدون ترفندهای خاصی مانند افزودن کانال‌های انعطاف‌پذیر بین لایه‌ها، در واقع امتیاز STC را بین ۴ تا ۶ واحد کاهش می‌دهد. به همین دلیل اکثر متخصصان صوت بیشتر به نحوه قرارگیری مواد در کنار هم توجه می‌کنند تا اینکه صرفاً بهترین ماده تکی موجود را خریداری کنند. مطالعات اخیر نشان داده‌اند که حدود دو سوم مهندسان آکوستیک در طراحی فضاهای ضد صدا، بیشتر به جزئیات پیکربندی توجه می‌کنند تا صرفاً مشخصات مواد.
بازسازی سال ۲۰۲۲ یک ساختمان بلندمرتبه در شیکاگو، انتقال نویز را به میزان ۳۲٪ (از STC 42 به 56) کاهش داد؛ این کار با استفاده از عایق پشم معدنی و کلیپ‌های جداسازی بین قاب‌های فولادی انجام شد. این پروژه دو مرحله حیاتی را برجسته می‌کند:
امروزه پروژه‌های ساخت‌وساز مدرن شروع به ادغام مواد کاهش‌دهنده صدا در سیستم‌های دکل فولادی خود کرده‌اند. بر اساس گزارش اخیر صنعت سال ۲۰۲۴، تقریباً ۵۷ درصد از معماران هنگام تهیه نقشه‌های اولیه ساختمان‌ها، صفحات سلولزی یا دمن‌های بازیافتی را مشخص می‌کنند که این رقم نسبت به ۲۹ درصد در سال ۲۰۲۰ افزایش قابل توجهی داشته است. اجرای این راهکارهای صوتی از ابتدا در واقع در آینده صرفه‌جویی مالی ایجاد می‌کند، زیرا دیگر نیازی به بازسازی‌های پرهزینه در آینده نیست. علاوه بر این، به ساختمان‌ها کمک می‌کند تا به اهداف ساختمان‌های سبز LEED دست یابند، زیرا این مواد از منابع پایدار تهیه می‌شوند. برای فضاهای بسیار بی‌صدا مانند اتاق‌های عمل بیمارستان‌ها یا استودیوهای حرفه‌ای موسیقی، برخی از سازندگان قاب‌های فولادی سنتی را با آب‌بندهای صوتی خاص ترکیب می‌کنند که به‌طور قابل توجهی صدا را مسدود می‌کنند. این سیستم‌های ترکیبی می‌توانند به رتبه STC بالای ۶۰ برسند که این امر الزامات سختگیرانه مراکز بهداشتی و متخصصان صوتی را برآورده می‌کند.
سازه‌های فولادی عمدتاً با دو نوع نویز مواجه هستند: نویز هوایی، مانند صداهای صحبت و ترافیک، و نویز منتقل‌شده از طریق سازه که ناشی از ارتعاشات و ضربه‌ها مانند قدم‌های پا است.
صوت در سازه‌های فولادی سریع‌تر حرکت می‌کند زیرا فولاد متراکم و سفت است و به صوت اجازه می‌دهد با سرعت بیشتری از آن عبور کند — حدود ۱۲ برابر سریع‌تر از چوب.
پشم معدنی، فیبرگلاس، سلولز با چگالی بالا، دنیم بازیافتی و وینیل بارگذاری‌شده با جرم مواد مؤثری برای عایق‌بندی صوتی در سازه‌های فولادی هستند.
انتقال صوت را می‌توان با شناسایی مسیرهای اصلی انتقال صوت، استفاده از موادی با بهبود بالای STC و به‌کارگیری تکنیک‌های میرایی و جداسازی بهبود بخشید.
شکاف‌های هوایی استراتژیک می‌توانند انتقال صوت را به‌طور قابل توجهی کاهش دهند، زیرا با ایجاد ناهمگونی در امپدانس، وقفه‌های آکوستیکی ایجاد می‌کنند؛ به‌ویژه هنگامی که با موادی مانند پشم معدنی پر شوند.
کپی‌رایت © 2025 توسط شرکت بازرگانی واردات و صادرات بائو-وو (تیانجین) محدود. - سیاست حریم خصوصی
EN
