عایق صوتی چیست؟

 زندگی پر از صداست و ما همیشه طالب شنیدن صداهای خوش و حیاتی هستیم و از صداهای نامطبوع و خطرناک گریزانیم. بطور کلی باید گفت که هر چه پیش می‌رویم، بشر نسبت به حس شنوایی بیشتر توجه پیدا می‌کند. پیشرفت روز افزون صنایع صوت از قبیل: تلفن ، رادیو ، فونوگراف ، ضبط صوت روی فیلم و تهیه فیلمهای صدا دار و غیره خود می‌تواند بر این موضوع دلیلی مسلم باشد. از نظر اهمیتی که آکوستیک یا علم صدا دارا می‌باشد می‌توان انتظار داشت که این موضوع در تاریخ علوم فیزیک جزء مطالب اساسی به شمار رفته باشد، در صورتی که چنین چیزی نیست، زیرا در قبال تاریخ سایر علوم ، تاریخ آکوستیک قسمت از قلم افتاده و مهجوری بیش نیست. یکی از دلایل این مهجوریت تاریخی این است که نظریه اساسی اصلی راجع به انتشار و اخذ صوت از زمانهای بسیار قدیم در تحولات فکر بشری پیدا شده و اسلوب این فکر همان است که امروزه مورد قبول ماست. قسمتهای عمده علم آکوستیک عبارتند از:

تولید صوت
وقتی که به یک جسم جامد ضربه وارد می‌سازیم، تولید صدا می‌کند. تحت بعضی از شرایط صدای حاصل ، بگوش انسان خوش آیند و مطبوع است و این در واقع اساس پیدایش علم موسیقی است که سالیان دراز قبل از تاریخ ضبط صوت ، موجود بوده است، اما موسیقی ، قرنها قبل از نظر علمی مورد تحقیق قرار گرفته ، جزء صنایع ظریفه محسوب می‌گردید. 
ارتباط صوت و ارتعاش
تجربیات روزانه نشان می‌دهد که احساس شنیدن وقتی برای ما پیدا می‌شود که شی که در مجاورت ما واقع شده است به ارتعاش در آید. مثلا اگر پهلوی ما جامی فلزی قرار داشته باشد، چنانچه با یک قطعه فلز به بدنه جام بزنیم صدایی از آن به گوش می‌رسد و اگر با دقت به آن نگاه کنیم ملاحظه می‌گردد که در حین صدا دادن لبه جام غیر واضح می‌باشد و این علامت ارتعاش سریع است. اگر در این هنگام پاندول سبک وزن ساده‌ای را به بدنه جام نزدیک کنیم ضربه‌های پشت سر هم بدنه جام را روی پاندول که دلیل ارتعاش آن است بخوبی مشاهده می‌کنیم. اما بعضی اوقات ارتعاش به اندازه‌ای سریع است که با چشم دیده نمی‌شود و باید با وسایل مختلف از قبیل وسیله فوق وجود آنرا در اجسام ظاهر ساخت.
آیا فقط آزمایشهای مربوط به هوا وسیله انتقال صوت است؟
علاوه بر آزمایشهای مربوط به هوا جامدات و مایعات نیز برای صوت ناقل خوبی هستند. هر کس می‌داند که با گذاشتن گوش خود به زمین می‌تواند حرکت عابرین پیاده و چهارپایان را از مسافت نسبتا زیادی بشنود. همچنین اگر گوش خود را به ریل راه ‌آهن بچسبانیم حرکت قطار را ممکن است از چندین کیلومتر بشنویم. خاصیت انتقال صوت در جامدات و مایعات قویتر از خاصیت مزبور در گازها می‌باشد.
اغلب دیده‌ایم که با وجودی که پهلوی ریل راه ‌آهن ایستاده‌ایم ، صدای حرکت قطاری را که دور از ما واقع شده است نمی‌شنویم و اگر بخواهیم صدای حرکت قطار مزبور را بشنویم یا باید گوش خود را به ریل بچسبانیم و یا اینکه یک سر میله چوبی و یا فلزی را به ریل چسبانده و سر دیگر را روی گوش خود بگذاریم، طوریکه در هر دو حالت استخوان خارجی گوش به ارتعاش در آید. به همین دلیل است که دیاپازون را روی جعبه مخصوص قرار می‌دهند تا صدایش قوی شود.
نقش شیشه های چند جداره به عنوان عایق صوتی
در دنیای امروز آلودگی صوتی بخش عمده ای از مشکلات زندگی در شهرهای بزرگ به شمار می رود و اثرات زیان آور آن در واکنشهای اجتماعی و سلامتی شهروندان قابل مشاهده است.
بلندی یک صوت با اندازه گیری انرژی امواجی که این صوت تولید میکند قابل اندازه گیری است ٬ این انرژی که به آن شدت صوت گفته میشود با واحدی بنام دسی بل (db) سنجش میشود. آستانه شنوایی برای گوش انسان صفر دسی بل و شدت صوت ۱۲۰ دسی بل بیانگر شدتی است که درد برای گوش قابل احساس است .
سطوح شدت قابل قبول برای مکانهای مختلف به شرح ذیل است:
بیمارستانها ۲۰ الی ۲۵ ٬ اماکن مسکونی ۳۰ الی ۴۵ ٬ مدارس ۳۵ الی ۴۰ ٬ و ادارات ۴۰ الی ۵۰ دسی بل.
استفاده از شیشه های دو جداره و تزریق گاز مناسب (SF6) سطح صدادار را به ۳۰ تا ۳۵ دسی بل کاهش می دهد و محیطی آرام را برای زندگی فراهم میکند.
STC یا میزان انتقال صدا ٬ عددی است که میزان کاهش انتقال صوت توسط هر یک از مصالح ساختمانی را مشخص میکند و بر حسب دسی بل بیان میشود. بنابراین هر چه این عدد برای یک ماده بیشتر باشد بیانگر این است که ماده مورد نظر صدای کمتری را به داخل ساختمان انتقال می دهد. با توجه به جدول زیر میزان کاهش انتقال صوت با استفاده از شیشه های دو جداره بجای تک جداره مشخص می شود.
نوع شیشه ضخامت شیشه(mm) ضخامت عایق(mm) مقدارSTC
شیشه تک جداره ۶ – ۲۴
شیشه دو جداره ۴-۴ ۱۲ ۳۳
دوجداره با گاز ۴-۴ ۱۲ ۳۵
آکوستیک و عایق صوتی اتاق
بسیاری از مواقع موسیقی را در داخل اتاق یا سالن گوش می دهیم تا در محیط باز، بنابراین آشنایی با قوانین آکوستیک و نحوه انعکاس صوت در محیط بسته می تواند تاثیر بسیار زیادی در نحوه استفاده صحیح از امکانات اطاق یا سالن برای بدست آوردن بهترین کیفیت داشته باشد. 
سرعت صوت در هوا از رابطه تقریبی زیر می توان محاسبه کرد :
C = (331.5 + 0.6 T) m/s
که در آن C سرعت صوت به متر بر ثانیه و T درجه حرارت محیط بر حسب درجه سانتیگراد است. بنابراین با فرض ثابت بودن دمای اطاق در تمام نقاط می توان سرعت بازتابش های مختلف صوت از منبع به سمت شنونده را یکسات فرض کرد.
همچنین می دانیم که انتشار صوت در محیط به دلیل وجود مقاومت هوا بتدریج باعث کمتر شدن انرژی آن می شود. به عبارت دیگر هرچه از منبع بیشتر دور شویم انرژی صوتی کمتر خواهد شد.
بنابراین مشخص است که بازتابشهایی از منبع اصلی صوت که مسافت بیشتری را برای رسیدن به گوش شنونده طی می کنند؛ اولآ دیرتر به گوش شنونده می رسند و ثانیآ حامل انرژی کمتری هستند.

نکته قابل توجه آنکه با وجود اسباب و اثاثیه، پوشش های دیوار، پنجره، سقف و کف اتاق، در یک اتاق معمولی منزل (مثلآ ۱۲ متر مربع) اولآ انرژی صوت با عبور و انعکاس در محیط بسیار کم خواهد شد و ثانیآ اختلاف زمانی رسیدن صوت مستقیم با انعکاسهای اول که قوی تر هستند بقدری ناچیز است (کمتر از ده – بیست میلی ثانیه) که شنونده تقریبآ هیچ احساس مشخصی از وجود انعکاس صدا نخواهد داشت.
اما در اصل اینگونه هم نیست! در واقع صدایی که در یک اتاق معمولی شما می شنوید آن چیزی نیست که بصورت خالص از دستگاه صوتی یا سازی که می نوازید بیرون می آید. با وجود آنکه انرژی صوت در اثر انعکاسهای متوالی از بین می رود ترکیب صداهای گذشته با آنچه شما مستقیمآ می شنوید بشدت صدای اصلی را تحت تاثیر قرار می دهد.
انعکاسهای متوالی
در یک اتاق معمولی انعکاسهای مستقیم اول مسافتی حدود ۴-۳ متر را باید طی کنند تا به گوش مخاطب برسند و به همین دلیل با توجه به سرعت نسبتآ بالای صوت اختلاف زمانی محسوسی با صوتی که بصورت مستقیم به گوش ما می رسد نخواهند داشت.
اما اگر به شکل اول نگاه کنید، متوجه می شوید که ممکن است امواج صوتی در برخی از جهت ها آنقدر در دیوارها منعکس شوند تا در نهایت پس از طی این مسافت طولانی به گوش شما برسند. بدیهی است این دسته از امواج در مسافت زیادی را طی کرده و به همین دلیل با تاخیر زمانی بسیار به گوش می رسند؛ هرچند با توجه به شرایط اتاق ممکن است ضعیف شده باشند اما در صورت داشتن انرژی کافی، بوضوح قابل تشخیص از صدایی که در حال حاضر بصورت مستقیم می شنویم خواهند بود. به بیان دیگر تاثیر قابل توجهی به آنچه هم اکنون از منبع صوتی بیرون می آید می گذارند.
نمودار انرژی و زمان Reverb ناشی از انعکاسهای متوالی صوت
بنابراین می توان نتیجه گرفت که با توجه به میزان کاهش انرژی صوتی پس از عبور و انعکاس در محیط یا بهتر بگویم با توجه به مقدار ضریب جذب صوت در دیوارها و محیط ، صوت از لحظه تولید می تواند تا مدتها وجود داشته باشد و به گوش برسد، هرچند به تدریج میرا شده و انرژی آن برای به حرکت درآوردن پرده گوش ما کاهش پیدا می کند.
Reverb
مجموعه انعکاسهایی از صوت که ناشی از بیش از یک انعکاس باشند، با اختلاف قابل ملاحظه ای به گوش می رسند که به آن Reverb گفته می شود. مشخصه اصلی Reverb بیشتر از آنکه دامنه – یا انرژی – موج باشد، میزان تاخیری است که طی آن به گوش می رسد.
تجربه نشان می دهد که مقادیر کم Reverb بین ۰٫۵ تا یک ثانیه برای گفتار می تواند بسیار دلنشین باشد و مقادیر بین ۱ تا ۳ ثانیه برای انواع سبکهای موسیقی. همچنین نباید فراموش کرد که استفاده از Reverb از سالهای اولیه پیدایش موسیقی نیز متداول بوده است. بعنوان مثال بسیاری از قطعات آوازی مخصوص فضا و آکوستیک کلیساها با میزان Reverb زیاد نوشته شده اند که اجرای آن در سالنهای معمولی جالب نخواهد بود.
بیایید موضوع را از زاویه دیگری بررسی کنیم؛ پاسخ فرکانسی یک Reverb خوب باید حالت مسطح (Flat) داشته باشد و یا اگر بخواهیم کمی زیبا تر و به گوش خوش آهنگ تر باشد باید علاوه بر Flat بودن، بصورت یک فیلتر پایین گذر عمل کند. این چیزی است که برخی از دست اندر کاران مهندسی صدا از آن به عنوان انعکاس گرم یا Warm Reverb یاد می کنند.
ویژگیهای فنی در ساخت سازها باعث می شود تا خصیصه استهلاک صدا (Decay) برای نتهای زیر سریعتر صورت بگیرد چه در این صورت موسیقی تولید شده به هیچ وجه برای گوش خوش آیند نخواهد بود و حتی باعث آزار و اذیت می شود.
برای بدست آوردن ایده واقعی اگر به استخرهای سرپوشیده رفته باشید حتمآ متوجه شدید که سر و صدای مردم – بخصوص کودکان – در این مکان چقدر گوش خراش است. علت این موضوع آن است که آکوستیک انعکاس در چنین محیطی بیشتر حالت بالاگذر دارد.
دقت کنید که یک اتاق خالی با دیوارهای صاف هرگز چنین پوشی را تولید نمی کنند و انعکاس حاصله در این اتاق ها، نوع خاصی است که به آن Slap Back گفته می شود، چرا که انعکاس بطور متوالی با فاصله های زمانی قابل تشخیص تکرار می شود. (اگر آنرا تا کنون امتحان نکردید حتمآ یکبار در یکی از اتاقهای یک ساختمان نو که هنوز کسی در آن زندگی نمی کند، آزمایش کنید.)

بنابراین مشاهده می کنید که برای رسیدن به یک انعکاس ساده اما مشخص، باید تمهیدات بسیاری از جنس پوشش دیوار، کف و سقف گرفته تا چیدمان وسایل مد نظر باشد. جالب اینجاست که بدانید برخی از سازه های موجود در منازل تاثیر خاصی در ویژگی انعکاس صدا در منزل دارند، که یکی از متداول ترین آنها راه پله ها هستند که پوش منحنی انعکاس خاصی تولید می کنند که به انعکاس لرزان یا Flutter مشهور است.
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.

بهترین عایق صوتی
با توجه به تجربیات بدست آمده و تحقیقات و آزمایشات انجام شده در حال حاضر بهترین روش اجرای عایق صوتی بر روی دیوارهای مشترک آپارتمان ها و دفاتر کار استفاده از عایق صوتی فوم سایلنت در لایه زیری و اجرای عایق صوتی الیاف معدنی بر روی فوم سایلنت و سپس اجرای دیوار گچی است
 ،یکی از ویژگی های مهم عایق  پشم سنگ مینرال پلاس، عایق صوت بودن آن است که باعث می شود محیط ساختمان عایق صدا شده به وسیله پشم سنگ، یک محیط آرام بوده و سرو صدای بیرون به درون نفوذ نمی کند
حداکثر افت تراز شدت صدا با استفاده از عایق صوتی پشم سنگ تامین می شود. عایق صدا براي جلوگیري از ورود انواع آلودگی هاي صوتی به داخل ساختمان و در داخل ساختمان نیز از یک فضا به فضاي دیگر (مانند واحد هاي مسکونی، کلاس هاي درس و ... مجاور یکدیگر، الزامی می باشد. ضریب جذب صوت عایق صوتی پشم سنگ بین ۰.۹ و ۱ می باشد.
سازگاري با محیط زیست
عایق صوتی پشم سنگ مینرال پلاس از منابع طبیعی تشکیل شده است و عاري از انواع آلودگی هاي شیمیایی از قبیل فنل، فرمالدهید، رنگ و غیره است. همچنین حاوي مواد خام بازیافتی می باشد.