به طور کلی محیط آکوستیکی مناسب برای هر نوع فعالیتی در ساختمان را می توان قبلاً تعیین کرده و پیش بینی های لازم را در طراحی اعمال کرد. از آنجا که لزوم طراحی آکوستیکی در بسیاری از ساختمانها برای کارفرمایان و مجریان روشن نمیباشد اکثر آنها با مشکلات آکوستیکی فراوانی روبرو هستند. به عنوان مثال بر همگان روشن است که یک سالن سخنرانی و یا یک سالن موسیقی به طراحی آکوستیکی نیاز دارد ولی عده معدودی از لزوم طراحی آکوستیکی در بقیه ساختمانها از جمله ساختمانهای مسکونی آگاهی دارند. اکثر مشکلات آکوستیکی را میتوان در مرحله طراحی با راه حلهای مناسب برطرف کرد. تمامی عناصر ساختاری ساختمان در بهینه سازی وضعیت آکوستیکی ساختمان مؤثرند و میبایست این عوامل به وضوح شناخته شده ترکیب مناسب آنها در طراحی اعمال گردد.
معمولاً کنترل آکوستیکی یک فضا به کنترل صحیح سه عامل منبع صدا، مسیر انتقال صدا و دریافت کننده صدا بستگی دارد.
از آنجا که کنترل آکوستیکی معمولاً با پائین آوردن تراز نوفه ارتباط مستقیم دارد در نتیجه باید کرد در مرحله اول تراز نوفه را در محل منبع کاهش داد. از آنجا که در بعضی موارد امکان پائین آوردن تراز نوفه در محل منبع به طور کامل میسر نمی باشد در مرحله بعد در مسیر تراگسیل صدا باید با استفاده از تمهیدات آکوستیکی این امکان را فراهم آورد. در آخرین مرحله با اصلاح وضعیت آکوستیکی در محل دریافت نوفه میتوان محیط مناسبی را برای دریافت کننده فراهم ساخت.
معمولاً کاهش تر از نوفه در محل منبع و در مسیر تراگسیل صدا سهلتر و کم هزینه تر از اصلاح وضعیت آکوستیکی در محل دریافت نوفه می باشد. بنابراین برای ارائه راه حل مناسب باید به این مهم توجه خاص مبذول گردد. در بعضی موارد راه حل های ترکیبی میتواند کمک مؤثری در جهت حل مسأله باشد. به عنوان مثال چنانچه کارکرد سیستم تهویه باعث ایجاد نوفه در یک فضا گردد به ترتیبی که در بالا گفته شد، در مرحله اول سعی می شود که با انتخاب یک سیستم آرام تر، نصب مناسب و ساخت پوشش آکوستیکی در محل قرارگیری دستگاه تهویه، نوفه کاهش یابد. در مرحله بعد با استفاده از جداکننده های الاستیک و لایه های جاذب صدا در مسیر کانالها، تراز نوفه کاهش می یابد. در مرحله آخر چنانچه هنوز تراز نوفه به حد مناسب تقلیل نیافته باشد میتوان با استفاده از مصالح مناسب در داخل فضا به این مهم دست یافت.
هدف طراحی آکوستیکی در ساختمان فراهم آوردن محیط رضایت بخش برای فضاهایی با کاربری مورد نظر میباشد. مسائل آکوستیکی نه تنها در انتخاب مصالح پوششی فضاها، بلکه به چیدمان فضاها، مانند نحوه قرار گرفتن فضاهای آرام با فاصله مناسب از فضاهای پر نوفه بستگی دارد. برنامه ریزی مناسب کاربری فضاها شامل جداسازی فضاهای حساس به نوفه از فضاهایی که نوفه تولید می کنند می تواند بسیاری از مشکلات آکوستیکی را برطرف کند.
این پیوست شامل اطلاعاتی در مورد طراحی آکوستیکی یک مجموعه ساختمانی است تا طراحان با استفاده از آن، به گونه ای عمل نمایند که پس از اتمام ساخت، به اصلاحات اساسی برای بهینه سازی وضعیت آکوستیکی نیازی نباشد. از آنجا که تمهیدات به کار رفته در طراحی آکوستیکی یک ساختمان، رابطه مستقیم با کاربرد آن دارد، باید مقررات تدوین شده مربوط مد نظر قرار گیرند. این پیوست به بررسی دو عملکرد ساختمانی مختلف بر روی یک سایت مشخص می پردازد. در مرحله اول یک مجموعه آموزشی برروی یک سایت مطالعه شده و با مراجعه به ضوابط تعیین شده برای فضاهای آموزشی در بند ۱۸-۲-۴- این مقررات طراحی می گردد. در مرحله دوم یک مجموعه مسکونی – اداری و بر روی همان سایت، با مراجعه به ضوابط تعیین شده برای فضاهای مسکونی در بند ۱۸-۲-۲ و اداری در بند ۱۸-۲-۶ این مقررات طراحی می گردد.
برای رسیدن به شرایط بهینه و مطابقت با ضوابط فوق، مراحل مختلف طراحی به شرح زیر توصیه می شود:
مراحل مختلف طراحی آکوستیکی
برای طراحی آکوستیکی ،ساختمان مراحل زیر باید به ترتیب رعایت شوند:
الف- سایت یا محل در نظر گرفته شده جهت ساخت از لحاظ منابع نوفه خارجی، بررسی تراز نوفه در تمام نقاط آن به منظور منطقه بندی آکوستیکی سایت مشخص گردد.
ب- شرایط آکوستیکی فضاهای مختلف ساختمانی در رابطه با عملکرد آنها مشخص شده و فضاها در این رابطه دسته بندی گردند.
پ- با توجه به دو بند بالا، محل صحیح قرارگیری هر دسته از فضاها در سایت تعیین شود. فضاهایی که بنا به نیاز طرح در موقعیت مناسب در سایت قرار نمی گیرند، مشخص گردند تا تمهیدات خاصی در مورد آنها رعایت شود.
ت- طرح اولیه ساختمان با توجه به موقعیت فضاها در سایت تهیه گردد.
ث- در داخل ساختمان وضعیت قرارگیری فضاهای مختلف بررسی گردد. چنانچه بنا به نیاز طرح یا محدودیتهای موجود فضاهایی با شرایط مختلف در مجاورت هم یا برروی یکدیگر قرار می گیرند، تمهیدات آکوستیکی در مورد جداکننده های بین این فضاها رعایت شوند.
ج- مواد و مصالح مناسب جهت کنترل نوفه و تأمین زمان واخنش بهینه در فضاهای مختلف در رابطه با عملکرد آنها انتخاب گردند.
چ- سیستم های سازه ای و تأسیساتی از دیدگاه آکوستیکی بررسی و در صورت نیاز بهینه شوند.
مراحل مختلف طراحی آکوستیکی یک ساختمان در دیاگرام شکل پ-۵-۱- نشان داده شده است. علاوه بر آن یکایک این مراحل در بندهای بعدی توضیح داده شده و تأثیر آنها در نحوه طراحی هر کدام از دو مجموعه ساختمانی زیر، بر روی یک سایت فرضی ارائه گردیده است:
۱) آموزشی
پ-۵-۱ بررسی سایت و منطقه بندی آکوستیکی
حفاظت در برابر نوفه می تواند به عنوان بخشی از حفاظت زیست محیطی باشد. ساختمانهای آموزشی و مسکونی- اداری به لحاظ نیازهای آکوستیکی خاص باید در سایتی با حداکثر تراز نوفه ای برابر با LAeq(T)=65dB در روز، ساخته شود. این گونه سایتها معمولاً در مناطق مسکونی و اداری متمرکز می گردند. برای نیل به طراحی صحیح آکوستیکی، نوفه محیط بیرون باید ارزیابی شود. در صورتی که در این ارزیابی، نوفه محیط در نقاطی بیش از ۶۵ دسی بل باشد با ایجاد فاصله مناسب و یا سدهای صوتی، تر از نوفه را میتوان تا حد لازم کاهش داد. منابع نوفه خارجی که باید مورد بررسی قرار گیرند به شرح زیر می باشند:
– نوفه ترافیک
– نوفه ناشی از محوطه های ساخته شده مجاور
به منظور کاهش نوفه محیطی به ویژه نوفه ترافیک میتوان از موارد زیر استفاده کرد:
۱ – ایجاد فاصله مناسب از منبع صوتی
2- استفاده از موانع صوتی
موانع صوتی به دو دسته تقسیم می شوند:
– موانع صوتی طبیعی شامل تپه ها خاکریزهای طبیعی، جنگلها و غیره.
– موانع صوتی مصنوعی شامل دیوار صوتی خاکریزهای مصنوعی و درختکاری.
شکل های پ-۵-۲، پ-۵-۳ و پ-۵-۴ عملکرد انواع موانع صوتی را نمایش می دهد.
با ایجاد درختکاری با درختان متراکم همیشه سبز با حداقل ۳۰ متر عمق، تراز نوفه ترافیک حدود ۲ تا ۴ dBA کاهش می یابد.
در اینجا برای روشن شدن مطالب بالا یک سایت فرضی در نظر گرفته میشود. سایت فرضی (شکل پ-۵-۵) به شکل ذوزنقه می باشد که در غرب آن یک بزرگراه قرار دارد. نوفـه اندازه گیری فاصله ۳۰ متری از بزرگراه با درختکاری متراکم در حدود 65dBA تا ۷۰ می باشد.
در شمال سایت، خیابان اصلی – منطقه تجاری قرار دارد و نوفه اندازه گیری شده در حاشیه خیابان برابر BA ۷5-۷0 است، در شرق سایت، خیابان فرعی منطقه مسکونی – اداری با تراز نوفه اندازه گیری شده برابر dBA 6۰-5۰ و جنوب سایت، یک پارک محلی با نوفه اندازه گیری شده برابر با 45dBA تا ۵۰ واقع است.
در داخل سایت از مرکز به سمت جنوب درختکاری نامنظم دیده می شود در قسمتی از حاشیه شمالی آن یک مجموعه تجاری محلی قرار گرفته است.
به طور کلی در هر ساختمان فضاهای مختلف با کاربری های مختلف، نیازهای آکوستیکی متفاوتی دارند. به منظور تأمین این نیازها، در مرحله اول محدوده محل ساختمان از لحاظ آکوستیکی منطقه بندی می شود و فضاهای مختلف ساختمان با توجه به نیازهای آکوستیکی در این مناطق جانمایی می گردند.
در سایت فرضی موردنظر، با توجه به نوفه موجود در محیط اطراف، پنج منطقه آکوستیکی پیش بینی شده است. این مناطق در شکل پ-۵-۶ نشان داده شده اند.
پ-۵-۲ بررسی و دسته بندی آکوستیکی فضاهای مختلف
فضاهای داخلی ساختمان را نیز می توان بر مبنای تر از نوفه زمینه قابل قبول در رابطه با عملکرد فضا به چند دسته تقسیم کرد. هر کدام از این دسته فضاها را از لحاظ شباهت آکوستیکی که دارند می توان در یک بخش ساختمان متمرکز کرد که این مسأله را دسته بندی آکوستیکی فضاهای مختلف می گویند.
بدین منظور، بر اساس جدول تر از نوفه زمینه قابل قبول برای فضاهای آموزشی در ایران (جدول شماره ۱۸-۲-۴-۱) فضاهای مختلف یک مجموعه آموزشی در جدول پ-5-1 دسته بندی شده است.
در همین رابطه براساس جداول تر از نوفه زمینه قابل قبول برای فضاهای مسکونی- اداری در ایران (جداول شماره ۱۸-۲-۲-۱ و ۱۸-۲-۶-۱) فضاهای مختلف یک مجموعه مسکونی- اداری در جدول پ-۵-۲- دسته بندی شده است.
پ- ۵-۳ آرایش آکوستیکی فضاها بر روی سایت فرضی
با توجه به جدول دسته بندی، فضاهای مختلف موقعیت هر دسته فضا بر روی سایت مشخص می گردد. در دسته بندی فضاها به منظور سهولت پیدا کردن موقعیت مناسب برروی سایت، از منطقه بندی آکوستیکی شکل پ-۵-۶ استفاده شده است.
در مورد پیدا کردن موقعیت فضا ممکن است موارد استثنا نیز وجود داشته باشد، مثلاً سالن اجتماعات که از نظر سازه ای از سایر فضاها جدا شده و ضمناً پنجره ای به بیرون ندارد باید کاملاً صدابندی گردد.
جانمایی محوطه و استقرار فضاها در یک مجموعه آموزشی در شکل پ-۵-۷ و در یک مجموعه مسکونی – اداری در شکل پ-۵-۸ نشان داده شده است.
پ-۵-۴ تهیه طرح اولیه ساختمان
با توجه به قرارگیری فضاهای مختلف بر روی سایت فرضی در رابطه با مسایل آکوستیکی میتوان طرح اولیه ساختمان را تهیه نمود. در نظر گرفتن نکاتی همانند قرار گرفتن فضاهایی با شرایط آکوستیکی متفاوت در مجاورت یکدیگر، میتواند تأثیر بسزایی در شکل گیری مجموعه داشته باشد (شکلهای پ-۵-۸ و پ-۵-۹)
پ-۵-۵ استفاده از جداکننده با صدابندی مناسب
کنترل نوفه در فضاهای مختلف ساختمان از عوامل مهم طراحی از نظر تأمین محیط آکوستیکی مطلوب می باشد. چنانچه بنا به نیاز طرح یا محدودیتهای موجود، فضاهایی با شرایط آکوستیکی مختلف در مجاورت یکدیگر قرار گیرند، استفاده از جداکننده هایی با صدابندی مناسب توصیه می گردد.
همچنین محدودیت های زمین در بسیاری از موارد باعث افزایش تعداد طبقات و در نتیجه قرارگیری فضاهایی با شرایط آکوستیکی مختلف بر روی یکدیگر می گردد که در این مورد نیز مسایل مربوط به صدابندی مناسب از اهم مطالب است.
مقدار صدابندی در ساختمان از نقطه نظر شناخت منابع صدای ورودی و تراز صدای قابل قبول برای فضای مورد نظر، باید مورد توجه قرار گیرد. آگاهی بنیادی از مسائل صدابندی و اطلاعاتی از ویژگیهای فیزیکی موانع صوتی و همچنین چگونگی استفاده بهینه از آنها در عایق سازی یک فضا در مقابل صداهای هوابرد و کوبه ای ضروری است.
برای جلوگیری از نفوذ نوفه و تأمین آسایش صوتی فضای مورد نظر در ساختمان باید از جدا کننده هایی استفاده شود که میزان صدابندی کافی داشته باشد. بدین منظور رعایت ضوابط تعیین شده برای حداقل صدابندی هوابرد و کوبه ای جداکننده ها در فضاهای آموزشی براساس بندهای ۱۸-۲-۴-۳ و ۱۸-۲-۴-۴ آیین نامه و برای فضاهای مسکونی اداری بر اساس بندهای 18-2-2-2، 18-2-2-3، 18-2-6-3 و ۱۸-۲-۶-۴ آیین نامه الزامی است.
برای انتخاب صحیح جداکننده ها ضروری است طراح علاوه بر ضوابط آکوستیکی مقادیر صدابندی جدا کننده ها مانند دیوار، در و پنجره در برابر صدای هوابرد و صدابندی سقف در برابر صدای کوبه ای را نیز در اختیار داشته باشد. در پیوست ۳ مقادیر صدابندی هوابرد جداکننده ها شامل انواع گوناگونی از دیوارها درها، پنجره ها، و شیشه ها و در پیوست ۴ مقادیر صدابندی کوبه ای انواع مختلفی از کف-سقفها ارائه شده است.
به عنوان مثال برای جداکننده بین کلاسهای درس یا بین دو واحد مسکونی میتوان از دیوار ساخته شده با بلوکهای بتن سبک ۲۵ سانتی متری دوطرف اندود، دیوار آجری ۲۲ سانتی متری دوطرف اندود یا دیوار با ساخت و ساز خشک با وادار ۱۰ سانتیمتری با دولایه تخته گچی در هر طرف استفاده نمود. در مورد نمای ساختمان دیوار آجر سفال ۱۵ سانتیمتری دوطرف اندود، دیوار بتنی ۱۵ سانتی متری سیستم های 3D و ICF توصیه می شود. پنجره های به کار رفته در نما باید با شیشه دوجداره و کاملاً درزبندی شده باشند. در مورد صدابندی کوبه ای، استفاده از کف شناور بر روی سقف بین طبقات میتواند الزامات مربوط را فراهم آورد.
پ-5-۶ زمان واخنش بهینه
شرایط آکوستیکی مناسب در یک فضا بهتر از نوفه زمینه و زمان واخنش آن فضا بستگی دارد. نوفه و واخنش فضای مورد نظر باید حد و حدودی خاص داشته باشد تا عملکرد آکوستیکی مطلوب حاصل شود. مهار کردن نوفه و تأمین واخنش مناسب برای آن است که وضوح کافی گفتار فراهم گردد. ضوابط مربوط به حداکثر زمان واخنش در فضاهای داخلی ساختمانهای آموزشی در جدول 18-2-4-2 و در فضاهای داخلی یک مجموعه مسکونی- اداری، در بند ۱۸-۲-۲-۲ و جدول 18-2-6-2 ارائه شده است که به منظور دستیابی به این اعداد و تأمین شرایط شنیداری مناسب و مطلوب، می توان از مصالح گوناگونی که ضریب جذب صدای برخی از آنها در پیوست ۲ ارائه شده است، استفاده کرد. به عنوان مثال برای بهینه کردن وضعیت آکوستیک داخلی استفاده از سقف کاذب با آکوستیک تایل و یا دیگر جذب کننده ها توصیه میشود.