مقاله در مورد عایق در ساختمان

توجه : به همراه فایل word این محصول فایل پاورپوینت (PowerPoint) و اسلاید های آن به صورت هدیه ارائه خواهد شد

 مقاله در مورد عایق در ساختمان دارای ۱۰۴ صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد مقاله در مورد عایق در ساختمان  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

توجه : در صورت  مشاهده  بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی مقاله در مورد عایق در ساختمان،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد

---

بخشی از متن مقاله در مورد عایق در ساختمان :

عایق صوتی
نگاه اجمالی
کسی که از مباحث علم فیزیک اطلاع داشته باشد، می‌داند که موضوع ارتعاش و موج در اغلب مباحث فیزیک و مکانیک یا بطور مستقیم وارد است یا وسیله و ابزاری برای استدلال و فهم موضوعات دیگر است. اگر گفته شود که: بدون اطلاع از خواص ارتعاشات تحصیل علم فیزیک و مکانیک کلاسیک غیر ممکن است شاید سخنی به اغراق گفته نشده است.

اما موضوع ارتعاشات و فیزیک امواج مخصوص نور و صوت اهمیت اساسی دارند، زیرا در حقیقت موضوع قسمتهای عمده و مختلف این دو علم جستجو در خواص ارتعاش و موج چیز دیگری نیستند.
تاریخچه
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. این مطلب مورد قبول عموم است که اولین فیلسوف یونانی که مبنای موسیقی را برسی نموده است فیثاغورث می‌باشد که ۶ قرن قبل از میلاد زندگی می‌کرده است.

انتشار صوت
از مشاهداتی که در قدیم الایام شد و بدست ما رسیده ، معلوم می‌شود که صوت بوسیله آزمایشهای مربوط به هوا از یک نقطه به نقطه دیگر منتقل می‌گردد. در حقیقت ارسطو اصرار داشت که حرکت آزمایشهای مربوط به هوا در نقل و انتقالات صوت موثر است، ولی این موضوع مانند سایر مطالبی که در فیزیک بیان نموده است همراه با ابهام است. چون در موقع انتقال صوت ، آزمایشهای مربوط به هوا حرکتی نمی‌کند، بنابراین جای تعجب نیست که بگوییم که فلاسفه دیگر معاصر ارسطو این عقیده او را تکذیب نمودند.

به همین ترتیب در زمان گالیله ، یک فیلسوف فرانسوی گاساندی (Gassandi) ، انتشار صوت را جریانی از اجزا کوچک غیر مرئی بسیار ریز می‌دانست که از جسم صدا دار برخاسته و پس از عبور از آزمایشهای مربوط به هوا به گوش ما رسیده و آنرا متأثر می‌سازد. اولین کسی که تجربه زنگ زیر سرپوش خالی از آزمایشهای مربوط به هوا را امتحان کرد، آتانازیرس کیرثر (Jesuit Athanasuis Kircher) می‌باشد.

از ابتدای تاریخ آکوستیک تا به امروز ، تنها گیرنده صوتی مفید و جالب توجهی که دائما بکار رفته عبارت از گوش انسان می‌باشد. از اینرو قسمت عمده موضوع اخذ صوت به مطالعه و بررسی خواص آکوستیکی این عضو انحصار یافته است. جالب توجه این است که تا بحال یک نظریه کامل و قابل قبولی راجع به کیفیت شنوایی پیدا نشده است و موضوع شنوایی انسان یکی از مسایل پیچیده و گیج کننده علم جدید پیسکو فیزیک (Psycho Physics) می‌باشد.
ارتباط صوت و ارتعاش

دهد 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. در نظر داریم طی چند نوشته به موضوع آکوستیک اتاق بپردازیم، هر چند این مباحث ممکن است بیشتر جنبه فیزیکی داشته باشد اما یقینآ برای علاقمندان به موسیقی می تواند مفید باشد.

شاید فکر کنید برای اجرای موفق یک موسیقی تنها نیاز به سازهای خوب، نوازندگان ماهر و یک رهبر خوب است، اما متاسفانه این گونه نیست و این موضوعی نیست که دست اندرکاران موسیقی اخیرآ به آن رسیده باشند. در یک اجرای خوب موارد زیر باید رعایت شود :
– شنونده باید صدای تمامی سازها و احیانآ خوانندها را با یک بالانس متعادل بین آنها بشنود.
– هر یک از خواننده یا نوازنده ها باید بتوانند اجرای خود و دیگران را به وضوح بشنوند.

– میزان طنین یا انعکاس صدا در سالن باید بگونه ای باشد که نه تنها مزاحمتی برای موسیقی نداشته باشد، بلکه بر کیفیت اجرای موسیقی بیفزاید.
– صداهای اضافی از بیرون یا آنها که احیانآ توسط تماشاچیان و شنوندگان ایجاد می شود نباید تاثیری بر اجرای کلی داشته باشد.
– صدای سالن ، حتی المقدور نباید به بیرون از آن نفوذ کند.
موارد بالا کم و بیش می تواند برای هنگامی که در منزل به موسیقی گوش می دهیم نیز صادق باشد. برای رسیدن به چنین ایده آلی لازم است تا قبل از همه با قوانین و نحوه انعکاس صوت در یک فضای بسته کمی آشنا شویم.
انعکاس صوت در یک اتاق
به شکل اول نگاه کنید. فرض کنید که در نقطه قرمز رنگ یک منبع صوتی وجود دارد که می تواند بلندگوهای یک دستگاه پخش، نوازنده یک ساز، خواننده و یا یک ارکستر باشد. برای سادگی بررسی فرض می کنیم نسبت منبع صوتی به فضای اتاق آنقدر کم است که می توان آنرا یک منبع نقطه ای صوت در نظر گرفت.

شنونده در نقطه سبز رنگ قرار دارد. حال فرض کنید که در یک لحظه این منبع صوتی، صوتی را تولید کند، کوتاه ترین فاصله میان منبع صوتی و شنونده خط سبز رنگ است که با مسیر a نمایش داده شده است. بدیهی است شنونده ابتدا این صدا را خواهد شنید.

انرژی انعکاسهای صوت با توجه به مسیری که طی می کنند بتدریج کاسته می شود.
از فیزیک دبیرستان بخاطر داریم که امواج صوتی هنگام برخورد به موانع با زاویه تابش نسبت به خط مماس بر نقطه برخورد بازتابیده خواهند شد. بنابراین همانطور که در شکل مشاهده می کنید به دلیل اینکه این اتاق دارای چهار دیوار است، چهار باز تابش داریم که همان صوت تولید شده را پس از طی مسافت طولانی تری به گوش شنونده می رسانند. این انعکاسها با حروف b , c , d و e نمایش داده شده اند.

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.
برای مثال به شکل دوم نگاه کنید، منبع صوتی در لحظه صفر تولید صوت می کند، شنونده در لحظه Ta آنرا با بیشترین قدرت می شنوند و انعکاسهای بعدی را بتدریج ضعیفتر و دیرتر در دیگر لحظات خواهد شنید.

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 (به نوشته قبل مراجعه کنید) 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.
بیایید قبل از ادامه این بحث نگاهی به انعکاسهای متوالی صوت در اتاق داشته باشیم، فراموش نکنید که در نوشته قبل به موضوع تنها به انعکاس اول صوت پرداختیم.

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.
برخلاف انعکاسهای اول که از یکدیگر فاصله دارند، از آنجایی که Reverb ممکن است پس از انعکاسهای متوالی در بسیاری از جهت ها به گوش شنونده برسد، معمولآ پوشی پیوسته دارد که در شکل بوضوح نشان داده شده است.

تجربه نشان می دهد که مقادیر کم Reverb بین ۰۵ 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.

همانگونه می دانید و در شکل نیز مشاهده می کنید یک فیلتر پایین گذر – منظور شرایط آکوستیک یا یک فیلتر مصنوعی الکترونیکی با چنین پاسخ فرکانسی – تمایل بیشتری برای ماندگاری صداهای فرکانس پایین دارد تا فرکانس بالا که این موضوع کاملآ با آکوستیک سازهای معمولی تطابق دارد؛ یعنی نت های بم دیرتر مستهلک می شوند.
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 س

رپوشیده 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.
یکی دیگر از مشخصه های مهم یک انعکاس پوش یا همان Envelope صوت منعکس شده است. منحنی پوش انعکاس، باید پیوسته و بدون برآمدگی یا فرو رفتگی مستهلک شود، تقریبآ همانند آنچه در شکل دوم مشاهده می کنید.
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.

پارامترهای مهم یک Reverb معمولی با پوش پیوسته
پارامترهای مهم یک Reverb عادی
منظور از Reverb عادی آن است که پوش آن پیوسته باشد و در منحنی آن انفصال، برآمدگی یا فرورفتگی وجود نداشته باشد، در اینصورت سه پارامتر اصلی وجود خواهد داشت که عبارتند از :
Predelay : زمانی است که طول می کشد تا اولین انعکاس از صدای اصلی شنیده شود. گاهی این زمان به اولین انعکاس که مربوطه به Reverb نیست و به آن انعکاسهای اولیه یا Early Reverb گفته می شود، اطلاق می گردد، اما در اینجا منظور اولین زمانی است که شما Reverb یا همان انعکاسهای متوالی را می شنوید. (به نوشته های قبل مراجعه کنید.)

Decay : مشخص کننده مدت زمانی است که Reverb پس از شروع، مستهلک شده دیگر قابل شنیدن نخواهد بود. گاهی به این زمان Reverb Time هم گفته می شود.
Reverb Damping : نحوه عملکرد فیلتر پایین گذر را نشان می دهد که از چه فرکانسی به بعد Damping یا همان تضعیف آغاز می شود.
یادآوری : نکته ای که بسیاری در آن ابهام دارند تفاوت میان اکو (Echo) و Reverb است که در اینجا اشاره ای به آن می کنیم. اکو مربوط می شود به اولین انعکاسهای صدا – یا همان Early Reverb – که در نوشته اول به آن اشاره کردیم و در شکل دوم می توانید آنها را مشاهده کنید. از آنجایی که این انعکاسها مسافت کمی را طی می کنند تا از منبع به گوش شنونده برسند فاصله زمانی کمی با اصل صدا دارند لذا معمولآ تاثیر ناچیزی بر کیفیت صدا می گذارند، هرچند نبود اکو در یک صدای خام کاملآ قابل احساس 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.

اگر واقعآ می خواهید از شنیدن موسیقی یا ساز زدن در اتاق لذت ببرید و یا قصد ضبط با کیفیت قطعات موسیقی را دارید، باید هرگونه لوازم اضافی را از آنجا بیرون ببرید.
پس از اینکار باید به اقلامی مانند دستگیره های درب و پنجره، چراغ ها، شیشه های در و پنجره، بخاری، چوب پرده و ; خلاصه هر آنچه که می تواند با انتشار صوت به لرزه در آید، توجه کنید. موارد زیادی مشاهده شده است که حتی در بهترین استودیوها با وجود بهترین عایق بندی دیوارها و کمترین میزان انعکاس داخلی، به هنگام اجرای موسیقی با صدای بلند قطعاتی به لرزه در می آیند.
چند راهنمایی

در هرصورت نباید فراموش کنید که هرچقدر هم که خرج کنید، نمی توانید به یک ایزولاسیون (Isolation) صد در صد دست پیدا کنید، بخصوص اگر اتاق مورد نظر شما از قبل برای اینکار تهیه نشده باشد. نکات زیر می تواند شما را برای رسیدن به یک ایزولاسیون خوب راهنمایی کند :
– قبل از هر چیز منافذی را که ممکن است از آن صدا خارج یا وارد شود را پیدا کنید. محل هایی مانند فاصله بین قسمت پایین درب ها و کف زمین، کانالهای تهویه و ; از این جمله هستند.

– برای کاهش میزان انعکاس، سعی کنید کف اطاق از فرش، موکت یا هر نوع پوششی که پرز داشته باشد تهیه شود. اینکار نه تنها باعث کم شدن انعکاس می شود بلکه پرزها انرژی صوت را گرفته مانع از انتقال آن به طبقات پایین تر نیز می شوند.
– اگر امکان باشد برای دیوارها (حتی سقف و کف) از عایق های صوتی یا در صورت نبود عایق های حرارتی پشم شیشه استفاده کنید. انجام اینکار حداقل برای دیوار و سقف بسادگی توسط خود شما امکان پذیر است.

– اتصال مستقیم مولد های صوتی، مانند بلندگو به دیوار، سقف یا زمین از جمله بزرگترین اشتباهاتی است که ممکن است یک طراح آکوستیک اتاق انجام دهد، بنابراین برای استفاده از آنها همواره از پایه استفاده کنید و یا با طنابهایی آنها را به سقف متصل کنید. اگر به هر دلیلی مجبور هست که آنها را در کف قراردهید، از سه چهار لایه پارچه کلفت و پرز دار زیر آنها استفاده کنید.

– صدای طبیعی هنگامی بوجود می آید که هیچ انعکاسی نباشد، بنابراین تا می توانید دیوارها، سقف و کف را با موادی که جاذب صوت هستند بپوشانید. اینکار بخصوص برای پنجره ها که امکان عایق بندی خوبی ندارند می تواند مفید باشد چرا که مانع از خروج صدا از طریق آنها می شود. پرده های کلفت، پرز دار و سنگین به راحتی علاوه بر اینکه تا حد زیادی مانع انعکاس صدا می شوند، انرژی صوت را نیز در خود جذب می کنند.

– رسم بر این است که برای رسیدن به شرایط انعکاس نزدیک به صفر دیوارها را از بلوکهای مخصوص آکوستیک می پوشانند، خاصیت مهم این پوشش ها آن است که چنانچه اتاقی بوسیله آن پوشیده شده باشد، کیفیت صدا در تمام نقاط آن تقریبآ یکسان و نزدیک به صدای خالص است. اگر چنین طرحی را برای اتاق خود می خواهید و تمایل به انجام هزینه زیاد ندارید، می توانید از کارتن های تخم مرغ استفاده کنید، پاسخ فرکانسی و رفتار آنها تقریبآ شبیه به این بلوکهای آکوستیک هستند.
نکته مهم در این باره آن است که این پوششها بیشتر برای متعادل کردن انعکاس و میزان تضعیف صداهای ریز و بم بکار برده می شوند و خاصیت مهمی که دارند این است که در نهایت کیفیت

صدای سالن به درجه مطلوبی می رسانند.
اگر به موسیقی علاقه داشته باشید و یا با سازی مانند پیانو کار کنید، احتمالآ لحظاتی برای شما بخصوص هنگام غروب و شب بوده است که در حال گوش دادن به موسیقی با صدای بلند یا تمرین پیانو بوده اید که ناگهان با برخورد احتمالآ خشن اطرافیان – حتی همسایگان – برای پایین تر آوردن صدا روبروه شده اید.
بدیهی است برای یک علاقمند به موسیقی هیچ چیز به این اندازه نمی تواند در آن لحظه که با اشتیاق به موسیقی گوش می دهد یا ساز تمرین می کند، دردناک باشد. بخصوص اگر هزینه زیادی برای تهیه یک سیستم صوتی خوب یا یک ساز با حجم صوتی بالا کرده باشد.
واقعیت آن است که هنگامی که هریک از ما هزینه زیادی برای تهیه یک سیستم صوتی خوب یا سازی مانند پیانو می کنیم، اگر هدف اصلی استفاده و لذت بردن از تمام امکانات آن باشد باید کمی هم برای شرایط استفاده از آنها هزینه کنیم، در غیر اینصورت نخواهیم توانست حتی در صورت مخالف نبودن اطرافیان از حداکثر مزایای سیستم صوتی یا پیانوی خود بهره ببریم.

زمان برای همگان طلا است، اما برای یک علاقمند به موسیقی – یا دست اندرکاران صدابردای و یا صاحبان سالن های کنسرت و ; – علاوه بر آن سکوت هم نقش طلا را بازی می کند و برای رسیدن به آن باید هزینه کرد.
چگونه به هدف خود نزدیک تر شویم؟
برای آنکه شدت صدای تولید شده به سمت شنوندگان نا خواسته کاسته شود روشهای ساده، مشخص، اما نه لزومآ قابل دسترس با هزینه کم وجود دارد که مهمترین آنها عبارتند از :
– استفاده از تمهیداتی برای از بین بردن انرژی صوتی که به سمت اطاق مورد نظر می آید و یا برعکس کاهش انرژی صوتی که در اتاق تولید شده و طبیعتآ تمایل دارد در تمام جهت ها از دیوارها عبور کند. در این روشها با استفاده از تجهیزات خاصی معمولآ انرژی صوتی را به انرژی حرکتی بدون صدا (احیانآ کم صدا) و یا انرژی حرارتی تبدیل می کنند.

– دور کردن منبع تولید صدا (سیستم صوتی یا ساز) از شنوندگان ناخواسته. طبیعی است در حین طی شدن فاصله، در اثر برخورد صوت با مولکولهای هوا، صوت بتدریج انرژی خود را از دست می دهد و ضعیف تر می شود.
همانطور که مشاهده می کنید دو روشی که بیان شد بسیار بدیهی و ساده هستند اما استفاده و لحاظ کردن هر یک از آنها می تواند مشکلات خاص خود را به همراه داشته باشد. به عنوان مثال برای کاهش انرژی صوتی به هنگام عبور از مرزهای اتاق – از هر طرف – نیاز به استفاده از تجهیزات damping یا وسایلی هستیم که جلوی هرگونه ارتعاش و انتقال انرژی را بگیرد.

و یا در ارتباط با دور کردن منبع تولید صدا با توجه به امکانات منزل خود مثلآ ناگزیر هستیم ساز یا سیستم صوتی گرانبهای خود را به داخل انباری یا اتاقی در آنطرف محوطه عادی منزل ببریم که عملآ می تواند برای خود دردسرها و نقطه ضعف های کاربردی داشته باشد. (هرچند اگر یک علاقمند جدی باشید به ناچار مجبور به انجام چنین کاری هم خواهید بود.)
البته روشهای فنی و تکنولوژیک دیگری هم برای حذف صداهای ناخواسته وجود دارد که در آن توسط میکروفن های مختلف، اصواتی که از اطراف منتشر می شود نمونه برداری شده پس از پردازش توسط کامپیوتر یا دستگاههای مخصوص اصوات مشابه اما معکوس آنها برای انتشار در جهت مخالف و حذف در محیط پخش می شود که طبیعی است دسترسی به ا

ین روش برای همگان امکان پذیر نخواهد بود.
Damping یا خفه کردن صدا
کاربردی ترین روش برای جلوگیر از نفوذ صدا از بیرون به داخل و یا برعکس Damping است. در این روش با استفاده از تجهیزات و روشهای مختلف محیط مورد نظر را از لحاظ آکوستیکی نسبت به اطراف ایزوله می کنند.
انواع صداهای ناخواسته که می تواند در اتاق تولید و یا به آن نفوذ کرده مانع از لذت بردن شما از موسیقی شوند را می توان به دو دسته تقسیم کرد. دسته اول صداهای عادی مانند صدای اتومبیل یا صحبت عابرین پیاده در خیابان، صدای جوی آب و ; دسته دوم صداهای نا خواسته ای هستند که در داخل اتاق مورد نظر شما بوجود می آیند، که اغلب آنها ناشی از ارتعاش اجسام (پنجره، لوستر، لوازم منزل و ; ) بر اثر برخورد صوت پر انرژی با آنها است.

عایق های حرارتی
عایقهای حرارتی بر پایه مواد معدنی Mineral Insulation

تقسیم بندی عایقهای حرارتی با این زیر گروه امکان بررسی ویژگیهای مشترک میان عناصر آن را فراهم میسازد .

بارز ترین نقطه مشترک این گروه یافت شدن مواد اولیه آنها چه به صورت خالص و یا ناخالص در معادن بوده و فراوری های انجام شده بر روی آن مواد ساختار مولکولی آنها را دگرگون ننموده است.
در اکثر انواع عایقهای این گروه عنصر سلیسیم (si )یکی از مواد اصلی بوده که ساختار عایق بر پایه آن شکل گرفته است.
برای مثال فراوردهای پشمهای معدنی که از قدیمی ترین و شناخته شده ترین انواع عایقهاست یکی از زیر گروهای آن می باشد
مهم ترین تشابهات در این گروه عبارتند از :

۱- تحمل حرارتی بالایی دارند( حتی بعضی از آنها را میتوان جزو مواد دیر گداز نیز به حساب آ ورد.)
۲- عموما” سلول باز بوده و جاذب رطوبت میباشند( در برابر نفوذ رطوبت ضعیف میباشند.)
پشم شیشه (GLASS WOOL)
پشم معدنی که از مذاب شیشه ساخته میشود. ( استاندارد ملی۸۰ ۸۴ بند۴-۱۶-۱)
از معروف ترین و قدیمی ترین انواع عایقهاست ,در حدود ۴۰سال است که در ایران تولید می شود.پشم شیشه شامل فیبرهای انعطاف پذیر شیشه است که از ذوب مواد اولیه شیشه به دست می آیددر حالت استاندارد ضخامت الیاف آن می بایست بین ۲/۳ الی ۴/۶ میکرون بوده که در این حالت محصول نرم تر بوده وخواص ارتجاعی خود را برای مدت بیشتر حفظ می کند و ریزش ذرات آن کمتر خواهد بود.

از انواع عایقهای سلول باز بوده و می تواند رطوبت محیط را جذب نمائیدو در مجاورت با بخار آب (خصوصا در سطوح گرم )تولید اسید سیلیسیک می نمایدو اگر محافظت آن به نحو مطلوب انجام نشود باکتریها و قارچها در لایه های الیاف آن تکثیر پیدا می کنند.
در گسترش حریق بی اثر بوده و در مجاورت حریق گازهای سمی تولید نمی کندالیاف آن با سر سوزنی شکل بوده و اگر وارد نسوج ریه شود خارج نمی گردد و تماس آن با پوست باعث خراشیدگی می شود, استمرار مجاورت در تنفس ذرات معلق آن می تواند باعث ایجاد بیماریهای تنفسی و پوستی شود, حداکثر تحمل حرارتی آن۵۵۰C است.

اخیرا پشم شیشه های جدیدی تولید شده که از ترکیب مذاب دو نوع شیشه است که باعث کمتر شدن تحریک پوستی می گردد, و نیازی به چسباننده شیمیایی برچسباندن الیاف به هم ندارد تولید پشم شیشه در چگالی متوسط زیاد نیز انجام می شود که مقاومت حرارتی آنها قدری بیشتر از نوع قدیمی آن است.

پشم شیشه

پروسه تولید پشم شیشه
پشم سنگ
از مذاب سنگهای طبیعی آذرین ساخته می شود. ( استاندارد ملی۸۰ ۸۴ بند۴-۱۶-۲)
پشم سنگ که در زبان انگلیسی Rock wool نامیده می‌شود، جزو خانواده عایق‌های حرارتی متشکل از الیاف معدنی است.
ماده اولیه اصلی برای تولید این عایق، سنگ بازالت، از گروه سنگ‌های آذرین است که بازمانده فعالیت‌های آتش‌فشانی است و در کشور ما به وفور وجود دارد. بدلیل رگه ای بودن مواد اولیه آن محصول تولیدی آن ممکن است دارای خلوص یکنواخت نباشد.

روش تولید پشم سنگ به این صورت است که ابتدا سنگ بازالت در دمای ۱۵۰۰ درجه سانتیگراد ذوب می شود و به صورت سیلیکات مذاب در می آید و سپس مذاب به دست آمده تحت روشهای خاصی به الیافی به قطر حدود ۶ میکرون تبدیل میشود .که مجموعه این الیاف پشم سنگ را تشکیل می دهد.

آنالیز شیمیایی و مواد تشکیل دهنده آن عبارتند از :
اکسید سیلیس sio2 46%
اکسید آلومینوم Al2 o3 14%
اکسید تیتانیوم Tio2 1.5%
اکسیدهای آهنFe2 o3+Feo 7.5-8%
اکسید کلسیوم cao 18%
اکسید منیزیمMgo 10%

شکل زیر: پروسه تولید پشم سنگ

مزایا
• این عایق ،به دلیل عدم انتشار صدا به میان اجزاء متشکله ونیز جذب صدا، عایق صوتی بسیار مطلوبی می باشد. به همین علت در فرودگاه ها، استودیو های صدابرداری ،زیر ریل ها و در ایستگاههای متروی داخل شهری نصب می گردد. افزایش ضخامت وگذاشتن فاصله هوایی مناسب در پشت عایق، مقدار تضعیف انرژی صوتی را افزایش می دهد.
• به علت مواد تشکیل دهنده معدنی ، یا مصالح ساختمانی سازگار می باشد. لذا باعث خوردگی یا خرابی به اجزاءتشکیل دهنده ساختمان نخواهد شد.

• ضریب انتقال حرارت این عایق طبق مبحث ۱۹ به شرح زیر می باشد که البته با توجه به درجه وکارخانه سازنده آن متفاوت خواهد بود و باید توسط کارخانه سازنده آن مشخص شود
وزن مخصوص خشک (Q)بر حسب m³ kg/ 18تا ۲۵ ۲۵تا ۳۵ ۳۵ تا ۸۰ ۸۰ تا ۱۸۰
ضریب هدایت حرارتی مفید بر حسب w/m.c 047/0 041/0 039/0 041/0
• ذرات الیاف پشم سنگ از طرف سازمان بهداشت جهانی برای سلامتی انسان بی ضرر تشخیص داده شده اند وحتی مطابق استاندارهای اروپا استنشاق هوایی که حاوی حداکثر ۵ میلی گرم بر متر مکعب ذرات پشم سنگ باشد به مدت ۸ ساعت در روز مجاز است.

• به علت موادتشکیل دهنده معدنی، سازگاری کاملی با تمامی مصالح ساختمانی دارد لذا باعث خوردگی یا خرابی هیچ یک از اجزا تشکیل دهنده ساختمان نخواهدشد.
• عایقی تجزیه نشدنی وبه علت اینکه مواد تشکیل دهنده آن معدنی می باشد علاوه براینکه دوام بسیار خوبی در کل عمر سازه دارد باعث از دست دادن کیفیت آن نخواهد شد وسازگاری کاملی با محیط زیست دارد و از این لحاظ بی خطر ترین عایق حرارتی می باشد.
• آتش گیر نیست ومشتعل نمی شود وقابلیت مقاومت تا۴ساعت در برابر شعله مستقیم را دارد. پشم سنگ به تنهایی نقطه ذوبی بالای°۱۰۰۰دارد اما به علت رزین ومواد افزونی ای که به آن اضافه می گردد، کارایی مناسبی در رنج وسیع °c150- تا °c700 دارد.ضمنا در اثر آتش سوزی تولید دود وسم نمی کنند که از مزایای عمده آن است.
• درتکنولوژی نوین ساخت محصول رطوبت را جذب نمی کنند ا

ما طبق استاندارد می بایست یک پوشش بخار بند داشته باشند.
• نرمی ولطافت الیاف ونیز بافته بودن تار۶ در ضخامت تشکیل دهنده محصول نهایی که باعث مقاومت در برابرتراکم می شود که از مزایای مهم این محصول می باشد.
• طبق استاندارد های جهانی استفاده از عایق پشم سنگ به عنوان جداکننده مناطق آتش در ساختمان وطبقات به عنوان عایق ساختمان مورد توجه خاصی قرار گرفته است.
• انبار کردن محصول در زمان طولانی بالای یکسال توصیه نمی شود.

معایب:
• ضریب انتقال حرارت، با افزایش دما، فشردگی بعد از نصب وجذب رطوبت ،افزایش می یابد.
• برای شکل دادن به این نوع عایق از چسب رزینی استفاده شده که به دلیل پایین بودن درجه حرارت آن تحمل دمای این محصول را تاc350کاهش می دهد.
• اگر چه پشم سنگ جاذب رطوبت نیست اما برای عایق کاری لوله ها، تاسیساتی که به فضای باز قرار دارند، باید با یک پوشش ضد رطوبت محافظت شود.
کاربرد:
• پشم سنگ بنا به نوع آن موارد کاربرد گوناگون دارد. صنایع پتروشیمی ، پالایشگاه ، بیمارستان ها، نیروگاهها، صنایع سنگین، استریوهای صدا برداری ، تونل های مترو،کارخانه های سیمان و فولاد از مصرف کنندگان این نوع عایق به شمار می روند.
• پشم سنگ فله، به عنوان عایق حرارتی صوتی بین دو جدار دیوار های ساختمانی ،جدار دودکش ها ، منبع اگزوز اتومبیل ها ودستگاه های صنعتی و پرکردن فضاهای فاقد شکل هندسی منظم به کار می رود

• پشم سنگ تخته ای برای عایق کاری و پوشش سقف سوله، کانال های گردش هوا وسیستم های تهویه مطبوع وآب سردکن مورد استفاده قرار می گیرد این نوع پشم سنگ اگر بدون روکش باشد می تواند برای عایق کاری تجهیزات تا دمای ۷۰۰ درجه سانتیگراد مورد استفاده قرار گیرد این نوع عایق اگر دارای روکش کاغذ کرافت وفویل آلومینیوم باشد فقط در دماهای پائین قابل استفاده است عایق پشم سنگ با روکش توری تا دمای ۸۰۰ درجه سانتیگراد قابل استفاده است وبرای سطوح مسطح ومنحنی در صنایع ، لوله های با قطر بزرگ ، کوره ها، گرمخانه ها،اگزوز توربین ها و دودکش های بلند مورد استفاده قرار می گیرد.

• پشم سنگ پانلی، به دلیل استحکام به عنوان عایق بین جداره ها، در استدیو صدابرداری وتونل های مترو برای جذب هوا مورد استفاده قرار می گیرند. عایق لوله ای پشم سنگ ، در تاسیسات سیستمهای تهویه مطبوع برای عایق کاری لوله های عبور سیالات سرد وگرم ، در صنایع جهت عبور سیالات داغ وبخار مورد استفاده قرار می گیرد.

پشم سرباره (SLAG WOOL)
پشم معدنی که از مذاب سرباره کوره ساخته می شود. ( استاندارد ملی۸۰ ۸۴ بند۴-۱۶-۳)
. ازمحصولات جانبی کوره بلند پس ازاستخراج اهن از سنگ هماتیت می باشد بطوره خلاصه طی این فرایند سنگ اهن که خود ترکیبی است از اکسید آهن منگز کلسیم وسیلیکاتها می باشد با اهک و کک وارد کوره بلند شده و پس از احیا اهن و جدا سازی, آهن مذاب از پایین کوره و سرباره از بالای آن خارج می شود .سپس سرباره بدست آمده در دمای ۱۴۰۰درجه سانتیگراد مجددا ذوب شده و پس از عبور از اتومایزر به الیاف مبدل می گردد. اکسید سیلیس sio2 جزاصلی تمامی عایقهای معدنی یکی از عمده ترین مواد تشکیل دهنده پشم سرباره می باشد این مقدار درحدود ۳۶% است و مواد تشکیل دهنده ان عبارتند از:

اکسید سیلیس ۳۶%
اکسید منیزیم ۰۹۷ %
اکسید اهن ۰۷۶%
اکسید الومینیوم ۱۰۴۵%
اکسید منیزیم ۱۰۹%
اکسید کلسیم ۳۶۵۶%
اکسید تیتانیم۲۸۳%
سایر مواد ۱۵۸%
دارای خواص و درصد خلوص یکنواخت در تمام محصولات می باشد, که از مزایای عمده این محصول است .در کشور های صنعتی جزو پر مصرف ترین عایق های معدنی است. سیلیس باعث رشته رشته شدن الیاف عایق پشم سرباره می گردد و اضافه شدن در صد سیلیس آن را به سمت پشم شیشه سوق می دهدو کم شدن آن فرآیند رشته ای شدن آنها را به خطر می اندازد .

سر الیاف آن کروی شکل بوده که به همین دلیل باعث خراش و تحریک پوستی بسیار کمتری می شودو به دلیل ریز بودن ذرات آن عایق الکتریسته نیز می باشد , بازگشت پذیری آن به طبیعت سریع انجام می شود .
در صورت مجاورت با بخار آب +PHدارد, جهت تولید اشکال هندسی از یک چسبنده لاتکس رزینی گرما سخت استفاده می شود که محصول تولید شده تحمل درجه حرارتی کمتر از نوع خالص آن را دارد.

حداکثر تحمل درجه حرارت آن در نوع خالص۷۵۰C است و در حالت غیر خالص و مخلوط با ماده چسباننده حداکثر در حدود ۳۵۰C را تحمل می کند .
به لحاظ کاربرد آن درعایقکاری صوتی می توان گفت , این ماده می تواد به عنوان عایق صوتی نیز به کار رود اما میزان جذب صوت بخصوص در فرکانسهای پائین با ضخامت عایق رابطه مستقیم دارد, در انواع خاص آن و در فرکانسهای صو تی بالا می تواند عایق خوبی به شمار آید.

پشم سرباره
عایقهای سیلیکات
این نوع عایقها از مواد معد نی و الیاف سرامیکی همراه با ذرات سیلیکا و اکسید فلزات گروه قلیایی مانند کلسیم , منیزیوم ویا آلومینیوم که در دمای بالا به هم دوخته می شوند ساخته می شود. این نوع عایقها به شکل پتوئی و یا به شکل آجری یکپارچه ساخته می شود. در مقابل شوکهای حرارتی مقاوم بوده و تحمل دماهای بسیار بالا را داردو غیر قابل اشتعال است. در صورت مجاورت با رطوبت جاذب آن میباشند که می بایست در مقابل آن محافظت شوند.

Calcium silicate سیلیکات کلسیم
ماده عایق شامل سیلیکات هیدراته است که معمولا” بوسیله الیاف یک پارچه کننده مسلح می شود.
( استاندارد ملی۸۰ ۸۴ بند۴-۴)
یک نوع عایق دانه ای ساخته شده از آهک و تقویت شده توسط ذرات سیلیکات با ساختار یک پارچه و صلب به همراه مواد معدنی آلی می باشد,مقاومت مناسب در مقابل تغییر شکل داشته و جاذب آب است اما به سرعت خشک می شود در نتیجه فاسد نشده و مکان مناسبی برای رشد قارچها و میکروب ها نمی باشد . نیز قابل اشتعال نبوده و عموما برای لوله های عبور سیالات داغ مورد استفاده قرار می گیرد, دانه های المنت سماور و یا برخی اتصالات نسوز از این جنس است و حداکثر تحمل دمای آن ۹۸۲C می باشد.

سیلیکات کلسیم
سیلیکات کلسیم مخلوط سیمان مانندی است با طول عمر زیاد و مقاومت فشاری بالا که به سهولت آب جذب می کند. پوشش سیلیکات کلسیم بسیار سبک بوده، میتواند تا ۴۰۰ % وزن خود ، آب در خود نگاه دارد شکل ۲ نمونه ای از عایق سیلیکات کلسیم را نشان میدهد. همانطور که شکل نیز نشان می دهد سیلیکات کلسیم معمولا سفید، خاکستری یا بی رنگ می باشد.

این ماده به عنوان عایق حرارتی جهت عایقکاری خطوط سیالاتگرم، مخازن و تا نکها در تأسیسات نفت و گاز مورد استفاده فراوان دارد . از موادی همچون پشم شیشه، پشم سنگ و الیاف نسوز نیز بدین منظور استفاده می شود. خواص فیزیکی سیلیکات کلسیم در جدول ۱ مشاهده میشود. عایق۴ آن بالاست، pH آن در محدوده ۷ تا ۱۱ قرار دارد. اگرچه pH ، با پایه سیلیکات کلسیم

معمولا خنثی یا قلیایی بودهولی میل شدیدی به ایجاد خوردگی در سطوح حفاظت نشده فلزی دارد . این عایق دارای یون کلراید نیز میباشد. نکته حائز اهمیت در خصوص عایقکاری حرارتی آن است که این عمل باید بگونه ای انجام شود که آب در زیر آن نفوذ و تجمع پیدا نکند . در غیر این صورت رطوبت محبوس در زیر عایق باعث بروز پدیده خوردگی میشود.

سیلیکات آلومینیوم
این نوع عایق از مواد معدنی اکسید آلو مینیوم و الیاف سرامیکی تشکیل شده است, که در دمای بالا با هم آمیخته می شوندو در دو شکل پتویی و یا آجری یکپارچه ساخته شده و تحمل دماهای بسیار بالا را دارد ,و همچنین در مقابل شوکهای حرارتی نیز مقاوم بوده و کاملا غیر قابل اشتعال است .
عایق کوره های القائی ذوب فلز از این جنس می باشدودماهای تا حدود ۱۸۰۰C را به راحتی تحمل می کند .

الیاف کربنی carbon_fiber
درفرهنگ واژگان نساجی آمده است : الیاف کربن به الیافی گفته می شود که دست کم دارای ۹۰ درصد کربن هستند و از پیرولیز کنترل شده الیافی ویژه به دست می آیند . اصطلاح الیاف گرافیتی درمورد الیافی به کار می رود که کربن آنها بیش از ۹۹ درصد باشد . انواع گوناگونی از الیاف به

عنوان پیش زمینه تولید الیاف کربن وجود دارد که دارای ویژگی های انحصاری و مورفولوژی ویژه هستند . پرمصرف ترین الیاف پیش زمینه عبارتند از : الیاف پلی اکریلونیتریل ( PAN ) ، الیاف سلولزی ( مانند ریون ویسکوز و پنبه ) ، قیر حاصل از قطران ذغال سنگ ( Coal tar pitch ) و نوع ویژه ای از الیاف فنلیک .

الیاف کربن از طریق پیرولیز پیش زمینه های آلی که به شکل الیاف هستند ، ساخته می شود . در واقع انجام عملیات حرارتی موجب حذف عناصری مانند اکسیژن ، نیتروژن و هیدروژن و باقی ماندن کربن به شکل الیاف می شود . در پژوهش هایی که برروی الیاف کربن انجام شده ، مشخص گردیده که ویژگی های مکانیکی الیاف کربن با افزایش درجه تبلور و میزان جهت گیری الیاف پیش زمینه و کاهش نواقص موجود در آنها ، بهبود می یابد . بهترین راه برای دست یابی به الیاف کربن با ویژگی های مناسب ، استفاده از الیاف پیش زمینه با بیشترین مقدار جهت گیری و حفظ آن در طی فرآیندهای پایدار سازی و کربنیزاسیون از طریق اعمال کشش در طول فرآیند است .

تولید الیاف کربن از پیش زمینه پلی اکریلونیتریل
برای تولید الیاف کربن با کیفیت بالا از پیش زمینه PAN و سه مرحله اساسی وجود دارد :
۱- مرحله پایدار سازی اکسیدی : در این مرحله الیاف PAN هم زمان با اعمال کشش مورد عملیات حرارتی اکسیدی در محدوده دمایی ۲۰۰ تا ۳۰۰ درجه سانتی گراد قرار می گیرد . این عملیات ، PAN گرما نرم را به ترکیبی با ساختار نردبانی یا حلقه ای تبدیل می کند .

۲- مرحله کربنیزاسیون : بعد از اکسیداسیون ، الیاف بدون اعمال کشش در پیرامون دمای ۱۰۰۰ درجه سانتی گراد در محیط خنثی ( معمولا ً نیتروژن ) برای مدت چند ساعت ، مورد عملیات حرارتی کربنیزاسیون قرار می گیرند . درطی این فرآیند ، عناصر غیرکربنی آزاد می شود و الیاف کربن با بالانس جرمی ۵۰ درصد به نسبت الیاف PAN نخستین ، به دست می آید .

۳- مرحله گرافیتاسیون : بسته به نوع الیاف کربن مورد نظر ، از لحاظ ضریب کشسانی ، و اعمال این مرحله در محدوده دمایی مابین ۱۵۰۰ تا ۳۰۰۰ درجه سانتیگراد ، موجب بهبود درجه جهت گیری کریستالیت های کربنی درجهت محور الیاف و بنابراین مایه ی بهبود ویژگی ها می شود .
تولید الیاف کربن از دیگر پیش زمینه ها نیز کمابیش دارای مراحل اصلی است که در مورد تولید از پیش زمینه PAN آورده شد .

الیاف کربنی
ساختار الیاف کربن
مشخصه های ساختاری الیاف کربن بیشتر با دستگاههای میکروسکپ الکترونی و پراش پرتوی ایکس قابل بررسی است . برخلاف گرافیت ، ساختار کربن بدون هرگونه نظم سه بعدی است . در الیاف کربن برپایه PAN ، ساختار الیاف در طی عملیات پایدار سازی اکسیدی و متعاقب آن

کربنیزاسیون ، از ساختار زنجیره ای خطی به ساختار صفحه ای تغییر می کند . به این ترتیب صفحات اصلی در پایان مرحله کربنیزاسیون در جهت محور طولی الیاف قرار می گیرند . بررسی های اشعه X با زاویه تفرق باز ( Wide angle X-ray ) نشان می دهد که با افزایش دمای عملیات کربنیزاسیون ، ارتفاع انباشتگی و مقدار جهت گیری صفحات اصلی ، افزایش می یابد . قطر منوفیلامنت های PAN تأثیرعمده ای بر نفوذ عملیات کربنیزاسیون در الیاف کربن تولیدی دارد ،

به همین دلیل تغییر در ساختار کریستالوگرافی پوسته و هسته هر منوفیلامنت در الیافی که کاملا ً پایدار شده اند ، به وضوح قابل مشاهده است . پوسته از جهت گیری مرجح طولی بالا به همراه انباشتگی زیاد کریستالیت ها برخوردار است درحالی که هسته ، جهت گیری کم تر صفحات اصلی و حجم کم تر کریستالیت ها را نشان می دهد .

عموما ً دیده شده که هرچه استحکام کششی الیاف پیش زمینه بیشتر باشد ، ویژگی های کششی الیاف کربن به دست آمده نیز بیشتر می شود . چنان چه مرحله پایدار سازی به صورتی مناسب انجام گیرد ، در آن صورت استحکام کششی و ضریب کشسانی با کربنیزاسیون تحت کشش ، به مقدار بسیار زیادی در محصول کربنی نهایی بالا می رود . بررسی های انجام شده با دستگاههای پراش پرتوی ایکس و پراش الکترونی نشان داده است که در الیاف کربن با ضریب کشسانی بالا ، کریستالیت ها پیرامون محور طولی الیاف قرار گرفته اند . این درحالی است که

صفحات لایه ای با بیشترین جهت یافتگی به موازات محور الیاف استقرار یافته اند . به طور کلی استحکام الیاف کربن به نوع پیش زمینه ، شرایط فرآیند ، دمای عملیات حرارتی و وجود نواقص ساختاری در الیاف ، ارتباط دارد . در الیاف کربن با پیش زمینه PAN و افزایش دما تا ۱۳۰۰ درجه سانتی گراد مایه ی افزایش استحکام می شود ولی پس از ۱۳۰۰ درجه ، استحکام به آرامی کم می شود . این موضوع در مورد ضریب کشسانی نیز صادق است .

الیاف کربن بسیار ترد هستند . لایه ها در الیاف با اتصالات ضعیف و اندروالسی به هم دیگر متصل شده اند . تجمع فلس مانند لایه ها موجب می شود تا رشد ترک در جهت عمود برمحور الیاف به آسانی صورت بگیرد . در خمش ، الیاف در کرنش های بسیار پایین می شکنند . با تمام این معایب ، الیاف کربن از نقطه نظر مجموع ویژگی های شیمیایی ، فیزیکی و مکانیکی منحصر به فردی که دارد ، در بسیاری از عرصه های مهندسی و علوم در دو دهه اخیر تقریبا ً بدون رقیب مانده است .
کاربردهای الیاف کربن
الیاف کربن در موارد صنعتی گوناگونی به کارمی رود که در این جا نمونه هایی از آن ارایه شده است :

صنعت حمل و نقل
کاربردهای صنعت حمل و نقل بدین گونه اند : مخازن گاز مایع خودروها ، قطعات موتور ، کمک فنر ، شفت های انتقال نیرو ، ملحقات چرخ و جعبه فرمان ، لنت های ترمز ، بدنه ماشین های مسابقه ، بدنه کشتی ها و فنرهای لول .
صنایع ساختمانی و معماری

مواد ساختاری پل ها ، ساز و کار پل های جمع شونده ، تقویت کننده بتن های پرمقاومت ، سازه های باربر ، دیوارهای جداکننده ، سازه های پیش تنیده برای کمک به سازه های بتنی حمل بار ، استفاده در تعمیر ساختمانهای در حال تخریب ، استفاده در جداره داخلی تونل ها برای جلوگیری از ریزش تونل و استفاده در رمپ ها برای جلوگیری از ریزش خاک را می توان از کاربردهای ساختمانی این الیاف دانست .
صنایع هواپیما سازی و هوافضا

سازه های داخلی کابین مسافرین اعم از پانل های جداره صندلی ها و میزها ، پوشش ها ، اجزای سازه ای ماهواره ها ، لبه بال هواپیماهای جنگنده ، نوک هواپیماهای مافوق صوت ، نازل موشک های دوربرد و قطعات حساس موتور هواپیماها نیز می توانند دارای الیاف کربن باشند .
صنایع پزشکی
الیاف کربن در ساخت استخوان مصنوعی ، اجزای تجهیزات پرتوی ایکس ، صندلی های چرخدار ، انواع اجزای مصنوعی بدن برای معلولین و دریچه قلب به کار می روند .

بخش انرژی
از جمله کاربردهای الیاف کربن در بخش انرژی ، می توان بدین موارد اشاره کرد : باتریهای سوختی ، پره های توربین و پره های آسیاب های بادی برای تولید برق از انرژی باد .
صنایع الکترونیک ، تجهیزات الکتریکی و ماشین سازی
این کاربردها عبارتند از : قاب رایانه های همراه ، اجزای رایانه ها ، بازوی ربات های صنعتی ، چرخ دنده ها ، غلتک ها ، چرخدنده های پرسرعت ، قطعات خود روغنکاری شونده ، آنتن ها ، مواد عایق الکتریکی ، مخازن تحت فشار ، غلتک چاپ گرها و قاب تلفن های همراه .

الیاف گرافیتی Graphite fiber
الیاف کربن یا گرافیتی نسل جدیدی از الیاف پر استحکام است . این مواد از پرولیز کنترل شده گونه هایی از الیاف مناسب تهیه می شود ؛ به صورتی که بعد از پرولیز حداقل ۹۰ درصد کربن باقی بماند . الیاف کربن نخستین بار درسال ۱۸۷۹ میلادی زمانی که توماس ادیسون از این ماده به عنوان رشته پرمقاومت در ایجاد روشنایی الکتریکی استفاده کرد ، پای به عرصه علم و فن آوری گذاشت . با این حال درآغاز دهه ۱۹۶۰ بود که تولید موفق تجاری الیاف کربن ، با اهداف نظامی

و به ویژه برای کابرد در هواپیمای جنگی ، آغاز شد . دردهه های اخیر ، الیاف کربن در موارد غیر نظامی بسیاری ، همچون هواپیماهای مسافربری و باربری ، خودروسازی ، ساخت قطعات صنعتی ، صنایع پزشکی ، صنایع تفریحی – ورزشی و بسیاری موارد دیگر کاربردهای روزافزونی یافته است . الیاف کربن در کامپوزیت های با زمینه سبک مانند انواع رزین ها به کار می رود . کامپوزیت های الیاف کربن در مواردی که استحکام و سختی بالا به همراه وزن کم و ویژگی های استثنایی مقاومت به خوردگی مدنظر باشند ، یگانه گزینه پیش روست . همچنین هنگامی که مقاومت مکانیکی در

دمای بالا ، خنثی بودن از لحاظ شیمیایی و ویژگی ضربه پذیری بالا نیز انتظار برود ، بازهم کامپوزیت های کربنی بهترین گزینه هستند . با توجه به این ویژگی ها ، پهن گسترده موارد کاربرد این ماده در گستره های گوناگون فن آوری به سادگی قابل تصور است .

الیاف گرافیتی
میزان تولید الیاف کربن از ۱۹۹۲ تا ۱۹۹۷ رشد ۲۰۰ درصدی در این فاصله ۶ ساله داشته که خود نشانگر اهمیت تکنولوژی این ماده است . هم اکنون ، ایالات متحده آمریکا نزدیک به ۶۰ درصد تولید جهانی الیاف کربن را به مصرف می رساند و این در حالی است که ژاپن تلاش می کند به میزان مصرفی برابر با ۵۰ درصد تولیدات جهانی این محصول دست یابد . ژاپن به واسطه شرکت صنعتی توری ، خود بزرگترین تولید کننده الیاف کربن درجهان است . هم چنین عمده ترین تولید کننده الیاف کربن با استفاده از پیش زمینه قیر ، ژاپن است . پیشگویی برای سال ۲۰۱۳ میلادی ; سال ۲۰۱۳ است .

الیاف کربن را می توان براساس مدول الاستیک ، استحکام و دمای نهایی عملیات حرارتی به گروههای زیر دسته بندی کرد : دسته بندی براساس ویژگی ها : § الیاف کربن با ضریب کشسانی بسیار بالا ؛ بیشتر از ۴۵۰ گیگا پاسکال § الیاف کربن با ضریب کشسانی بالا؛ بین ۳۵۰ تا ۴۵۰ گیگا پاسکال § الیاف کربن با ضریب کشسانی متوسط ؛ بین ۲۰۰ تا ۳۵۰ گیگا پاسکال § الیاف کربن با استحکام کششی بالا و ضریب کشسانی پایین ؛ استحکام کششی بیش از ۳ گیگا پاسکال و

ضریب کشسانی کم تر از ۱۰۰ § الیاف کربن با استحکام کششی بسیار بالا ؛ بالاتر از ۵/۴ گیگا پاسکال دسته بندی براساس نوع پیش زمینه : § الیاف کربن با پیش زمینه الیاف پلی اکریلونیتریل § الیاف کربن با پیش زمینه قیر صنعتی § الیاف کربن با پیش زمینه قیر مزوفاز § الیاف کربن با پیش زمینه قیر ایزوتروپیک § الیاف کربن با پیش زمینه الیاف ریون ( ابریشم مصنوعی ) § الیاف کربن با

پیش زمینه فاز گازی و دسته بندی براساس دمای نهایی عملیات حرارتی : § الیاف نوع ۱ ، دمای عملیات حرارتی بالاتر از ۲۰۰۰ درجه سانتی گراد ؛ تولید کننده الیاف HM § الیاف نوع ۲ ، دمای عملیات حرارتی حدود ۱۵۰۰ درجه سانتیگراد ؛ تولید کننده الیاف HS § الیاف نوع ۳ ، دمای عملیات حرارتی کم تر یا حدود ۱۰۰۰ درجه سانتی گراد ؛ تولید کننده الیاف با ضریب استحکام پایین ساخت الیاف کربن درفرهنگ واژگان نساجی آمده است : الیاف کربن به الیافی گفته می شود که دست

کم دارای ۹۰ درصد کربن هستند و از پیرولیز کنترل شده الیافی ویژه به دست می آیند . اصطلاح الیاف گرافیتی درمورد الیافی به کار می رود که کربن آنها بیش از ۹۹ درصد باشد . انواع گوناگونی از الیاف به عنوان پیش زمینه تولید الیاف کربن وجود دارد که دارای ویژگی های انحصاری و مورفولوژی ویژه هستند . پرمصرف ترین الیاف پیش زمینه عبارتند از : الیاف پلی اکریلونیتریل ( PAN ) ، الیاف

سلولزی ( مانند ریون ویسکوز و پنبه ) ، قیر حاصل از قطران ذغال سنگ ( Coal tar pitch ) و نوع ویژه ای از الیاف فنلیک . الیاف کربن از طریق پیرولیز پیش زمینه های آلی که به شکل الیاف هستند ، ساخته می شود . در واقع انجام عملیات حرارتی موجب حذف عناصری مانند اکسیژن ، نیتروژن و هیدروژن و باقی ماندن کربن به شکل الیاف می شود . در پژوهش هایی که برروی الیاف کربن

ن جهت گیری الیاف پیش زمینه و کاهش نواقص موجود در آنها ، بهبود می یابد . بهترین راه برای دست یابی به الیاف کربن با ویژگی های مناسب ، استفاده از الیاف پیش زمینه با بیشترین مقدار جهت گیری و حفظ آن در طی فرآیندهای پایدار سازی و کربنیزاسیون از طریق اعمال کشش در طول فرآیند است . تولید الیاف کربن از پیش زمینه پلی اکریلونیتریل برای تولید الیاف کربن با کیفیت بالا از پیش زمینه PAN و سه مرحله اساسی وجود دارد : ۱- مرحله پایدار سازی اکسیدی : در این

مرحله الیاف PAN هم زمان با اعمال کشش مورد عملیات حرارتی اکسیدی در محدوده دمایی ۲۰۰ تا ۳۰۰ درجه سانتی گراد قرار می گیرد . این عملیات ، PAN گرما نرم را به ترکیبی با ساختار نردبانی یا حلقه ای تبدیل می کند . ۲- مرحله کربنیزاسیون : بعد از اکسیداسیون ، الیاف بدون

اعمال کشش در پیرامون دمای ۱۰۰۰ درجه سانتی گراد در محیط خنثی ( معمولا ً نیتروژن ) برای مدت چند ساعت ، مورد عملیات حرارتی کربنیزاسیون قرار می گیرند . درطی این فرآیند ، عناصر غیرکربنی آزاد می شود و الیاف کربن با بالانس جرمی ۵۰ درصد به نسبت الیاف PAN نخستین ، به دست می آید . ۳- مرحله گرافیتاسیون : بسته به نوع الیاف کربن مورد نظر ، از لحاظ ضریب

کشسانی ، و اعمال این مرحله در محدوده دمایی مابین ۱۵۰۰ تا ۳۰۰۰ درجه سانتیگراد ، موجب بهبود درجه جهت گیری کریستالیت های کربنی درجهت محور الیاف و بنابراین مایه ی بهبود ویژگی ها می شود . تولید الیاف کربن از دیگر پیش زمینه ها نیز کمابیش دارای مراحل اصلی است که در مورد تولید از پیش زمینه PAN آورده شد . ساختار الیاف کربن مشخصه های ساختاری الیاف کربن بیشتر با دستگاههای میکروسکپ الکترونی و پراش پرتوی ایکس قابل بررسی است . برخلاف گرافیت ، ساختار کربن بدون هرگونه نظم سه بعدی است