Nguyên lí hút âm của bông thủy tinh

Thảo luận trong 'Nhóm - Hội' bắt đầu bởi batnhan, 21/9/16.

  1. batnhan Member

    Bông thủy tinh là tổ hợp sợi dệt đan xen, có số lượng lớn các lỗ nhỏ, là vật liệu hút âm dạng sợi điển hình. Bông thủy tinh có thể đặt trong các bức tường, trên trần với mục đích tăng cường khả năng hấp thụ âm thanh, giảm thời gian dội âm, có lợi cho việc gia tăng độ rõ ràng của giọng nói, giảm tạp âm và cách âm hiệu quả.
    Xem thêm tai đây
    Bông thủy tinh thường được sử dụng bên trong khoang rỗng của vách ngăn nhẹ như vách tôn panel, vách thạch cao hay giữa các bức tường đôi với mục đích cách âm và tiêu âm. Bông thủy tinh không những có tác dụng cách âm, tiêu âm mà còn có tác dụng bảo ôn, chống nóng, giảm bức xạ nhiệt. Sử dụng bông thủy tinh dạng ống hoặc lót ống thông gió có thể có tác dụng tiêu âm, giảm thiểu được âm thấp tần truyền qua đường ống và tạp âm sản sinh từ chấn động của máy. Ngoài ra bông thủy tinh có tính đàn hồi tốt, có thể làm vật liệu giảm chấn sàn, giảm ảnh hưởng tạp âm từ tiếng bước chân, xê dịch đồ vật đối với tầng dưới.
    Nguyên lí hút âm của bông thủy tinh:
    Khi sóng âm đi vào trong bề mặt bông, năng lượng âm đi vào trong các khe rỗng chuyển thành các dao động các phân tử sợi bông. Tại đây năng lượng âm thanh mất dần để do tác dụng của ma sát và tính cách ly của không khí dao động giữa các lỗ rỗng.
    Điều kiện cần có để hút âm của vật liệu hút âm dạng sợi là: Vật liệu có số lượng lớn các khe rỗng, các khe rỗng đan vào nhau, khe rỗng nằm sâu trong bên trong vật liệu.
    Lỗi quan niệm hút âm thường gặp gồm có: chỉ cần bề mặt thô ráp sần sùi là có thể hút âm, thực tế không hẳn như vậy. Ví dụ như mặt tường xi măng được xử lí làm ráp, phun sần, bề mặt đó về cơ bản không có tác dụng hút âm. Quan niệm sai lầm thứ hai là chỉ cần ruột vật liệu có nhiều lỗ, như là Xốp polyphenyl, polyethylene(PE) thì sẽ có khả năng hút âm tốt. Thực tế các lỗ rỗng trong vật liệu này không có tính liên thông, sóng âm không thể ma sát chấn động sâu bên trong vật liệu, bởi vậy chỉ số hút âm không cao. HIểu đơn giản, các vật liệu xốp có lỗ rỗng bên trong nhưng không thấm nước thì hiệu quả hút âm cũng không nhiều.
    Có hai cách để đo được chỉ số hút âm của vật liệu: 1 là phương pháp phòng dội âm, 2 là phương pháp sóng trụ ống. Phương pháp phòng dội dựa trên là tỷ lệ năng lượng mất đi khi âm thanh đi từ các hướng đi vào vật liệu. Phương pháp sóng trụ ống lại đo đạc chỉ số hút âm ở chính góc 90 độ. 2 phương pháp cho ra những hệ số hút âm khác nhau, ở công trình thường sử dụng hệ số hút âm phòng dội, trong khi đo đạc thường xuất hiện hiện tượng hệ số hút âm >1. Về mặt lí luận năng lượng hút âm không thể lớn hơn nặng lượng âm thanh thu vào, chỉ số hút âm <1. Vì vậy khi tiến hành tính toán giá trị chỉ số hút âm nhiều nhất phải lấy phương pháp 1 làm chuẩn.

    Bông thủy tinh vật liệu cách nhiệt tốt ngoài ra còn có khả năng cách âm

    Nguyên tố ảnh hưởng đến chỉ số hút âm Bông thủy tinh:
    Bông thủy tinh có tính năng hút âm trung cao tần tốt. Các nguyên tố chủ yếu ảnh hưởng đến khả năng hút âm gồm có độ dày, tỷ trọng, tỷ lệ khe rỗng, cấu trúc phân tử và khả năng chặn lưu lượng không khí. Tỷ trọng là trọng lượng của vật liệu tính trên mỗi m3. Tỷ lệ khe rỗng là tỷ lệ giữa diện tích khe rỗng và tổng diện tích. Cấu trúc phân tử là sự sắp xếp các sợi dệt hoặc hạt trong Bông thủy tinh, là đơn vị cân bằng lượng vật lí phân bố các lỗ hoặc khe bên trong Bông. Chặn lưu lượng không khí là tỷ lệ giữa hai mặt của áp suất không khí và vận tốc không khí.
    Chặn lưu lượng không khí là nguyên tố quan trọng nhất trong tính năng hút âm của Bông thủy tinh. Chặn lưu lượng quá nhỏ nghĩa là vật liệu quá xốp, chấn động không khí dễ dàng đi xuyên qua làm giảm tính năng hút âm; chặn lưu lượng quá lớn, vật liệu quá chắc, chấn động không khí khó đi xuyên, tính năng hút âm cũng giảm. Có thể nói Bông thủy tinh là một trong những vật liệu có chặn lưu lượng không khí hút âm tốt nhất. Trên thực tế, rất khó để đo đạc sự chặn lưu lượng không khí, nhưng ta có thể thông qua độ dày và dung lượng để ước đoán và khống chế:
    - Khả năng hút âm trung thấp tần tỷ lệ thuận với độ dày Bông thủy tinh ( sự thay đổi với âm cao tần không nhiều)
    - Độ dày không đổi, tỷ trọng gia tăng, chỉ số hút âm trung thấp tần cũng gia tăng; nhưng khi đạt đến một tỷ trọng nhất định, vật liệu trở nên chắc hơn, sức chặn lưu lượng vượt quá mức tốt nhất, chỉ số hút âm lại kém hơn.
    Đối với Bông thủy tinh độ dày 5cm tỷ trọng 16kg/m3, hệ số hút âm thấp tần 125Hz khoảng 0.2, trung cao tần (>500Hz) gần bằng 1 (hệ số hút âm tốt nhất). Khi độ dày >5cm, hệ số hút âm thấp thấp tần càng tăng; độ dày >1m, hệ số hút âm thấp tần 125Hz cận 1.
    Khi độ dày 5cm không thay đổi, tỷ trọng tăng cao, hệ số hút âm thấp tần không ngừng tăng. Tỷ trọng đạt 110kg/m3 thì tính năng hút âm tốt nhất, tần suất 125Hz cận 0.6-0.7. Khi tỉ trọng quá 120kg/m3, tính năng hút âm giảm vì vật liệu trở nên rắn hơn. Tỷ trọng quá 300kgm3, tính năng hút âm rất kém.
    Trong xây dựng, Bông thủy tinh thường dùng gồm có: dày 2.5cm, 5cm,10cm; tỉ trọng 16,24,32,48,80,96,112kg/m3.
    Tính hút âm của Bông thủy tinh còn có liên quan mật thiết đến lắp đặt. Sau lưng Bông thủy tinh để chừa khoảng không khí thì hiệu quả tốt hơn Bông thủy tinh cùng độ dày sau lưng không có lớp không khí, đặc biệt là tính năng hút âm trung thấp tần. Chỉ số hút âm tỉ lệ thuận với độ dày lớp không khí, nhưng đến độ dày nhất định thì sự hút âm không rõ rệt nữa.
    2 loại Bông thủy tinh có tỷ trọng khác nhau đặt bên nhau, tạo thành hình thức tỉ trọng tăng dần cũng có thể tăng hiệu quả hút âm. Ví dụ như tấm dày 2.5cm tỉ trọng 24kg/m3 đặt cùng với 2.5cm 32kg/m3 thì hiệu quả còn tốt hơn cả tấm Bông thủy tinh 5cm 32kg/m3.
    Bông thủy tinh 24kg/m3 chế thành hình chóp kim tự tháp mặt cắt dài 1m, tỉ trọng bề mặt vật liệu tăng dần, chỉ số hút âm bình quân cận 1.
    Trong kiến trúc mọi người thường hay xử lí bề mặt bông thủy tinh, có thể dùng vải sợi bông thủy tinh, vải chống cháy, lưới thuộc kim hoặc gỗ hút âm… về cơ bản có thể duy trì tính năng hút âm ban đầu. Nếu như tính năng thông âm của bề mặt kém sẽ gây ảnh hưởng đến khả năng hút âm cao tần.
    Bông thủy tinh và ứng dụng
    Bông thủy tinh là một trong những vật liệu hút âm thường gặp và được phổ biến rộng rãi nhất trong hút âm xây dựng. Nhưng cũng vì bề mặt thô sơ, dễ có bụi nên đa phần sử dụng ở những chỗ khuất hoặc làm lớp lót trong các bức vách tiêu âm.
    Phương pháp xử lí bề mặt thường dùng nhất là sử dụng thạch cao đục lỗ, gỗ tiêu âm, gỗ tán âm, bọc vải nỉ hoặc sử dụng Bông thủy tinh lót trong tường, là những phương pháp cho giá thành không quá cao, vật liệu dễ mua.
    Khoảng cách giữa trần thạch cao đục lỗ và tường/ trần chính là lớp không khí tạo nên sự hấp thụ cộng hưởng Helmholtz. Khoảng cách này có thể là 5cm,10cm,20cm,40cm. Ở khoang rỗng này đặt Bông thủy tinh có thể tăng rất nhiều hiệu quả cộng chấn hút âm, hiệu quả hút âm trung cao tần. Độ dày khoang rỗng trên 20cm thì chỉ cần đặt Bông thủy tinh 5cm tỉ trọng 15-24kg/m3 đã đủ đạt hiệu quả hút âm rất tốt.
    Đương nhiên chỉ số hút âm cần có liên quan đến tần suất đục lỗ, đường kính lỗ, độ dày tấm.
    Các loại vật liệu bề mặt tương tự trần thạch cao có: Gỗ tiêu âm đục lỗ hoặc đi rãnh, tấm xi măng dệt đục lỗ, tấm sợi khoáng khoáng đục lỗ… Sau lưng những vật liệu này có khoang rỗng đặt Bông thủy tinh. Để tránh bụi Bông thủy tinh lọt ra ngoài, cần có một lớp mỏng vật liệu thông âm như vải không dệt, vải thủy tinh đặt giữa vật liệu bề mặt và Bông thủy tinh.
    Ở sân vận động, nhà để xe, những nơi có không gian rộng, Bông thủy tinh được sử dụng như ruột của vật liệu hút âm chủ chốt. Vật liệu hút âm có thể dựa trên yêu cầu chế thành dạng tấm, hình trụ hoặc những hình dạng khác. Bên trong vật liệu hút âm có ruột là Bông thủy tinh, bề mặt thông âm, hiệu quả hút âm tốt.
    Bông thủy tinh còn được sử dụng nhiều nhất trong những địa điểm có yêu cầu cao và đặc biệt về chất lượng âm thanh như rạp hát, hội trường, rạp phim, thu âm… Mục đích sử dụng vật liệu hút âm ở mỗi địa điểm không giống nhau. Trong rạp hát, nhạc kịch: Bức tường đằng sau sân khấu biểu diễn hoặc lan can tầng 2 đối diện khán đài thường lắp tấm đục lỗ hoặc vật liệu dệt thông âm tạo thành cấu tạp hút âm, tránh âm thanh dội; Ở những căn phòng có dạng lõm, để tránh âm thanh tập trung vào một điểm ảnh hưởng âm chất, nhất thiết phải xử lí hút âm. Ở lễ đường, hội trường, đại sảnh đa chức năng, rạp phim…, để duy trì độ trong chuẩn của âm thanh, cần phải tính toán sắp đặt vật liệu hút âm ở bề mặt tường trần. Ở sân vận động, triển lãm, trung tâm mua sắm, không gian rộng có thể dựa trên nhu cầu đặt vật liệu hút âm cách âm.Ở phòng thu, ghi âm, yêu cầu chất lượng âm thanh cao, việc xử lí hút âm nên dựa trên thiết kế của chuyên gia.
    Lưu ý: Bạn phải Đăng nhập để có thể xem đầy đủ đề thi, tài liệu.

Chia sẻ trang này