Rào cản âm thanh làm giảm tiếng ồn không chỉ bằng cách "chặn" âm thanh mà còn bằng cách sử dụng các thiết kế cấu trúc âm thanh chính xác để hấp thụ, phản xạ và nhiễu xạ sóng âm. Bài viết này cung cấp cái nhìn sâu sắc-về cấu trúc bên trong của tấm chắn âm thanh bằng sợi thủy tinh và các nguyên tắc cơ bản của việc giảm tiếng ồn.
Cấu trúc tiêu chuẩn của rào cản âm thanh sợi thủy tinh
Mô-đun rào cản bằng sợi thủy tinh cách âm-hấp thụ âm thanh và cách nhiệt{1}}bằng sợi thủy tinh tiêu chuẩn thường được lắp ráp theo cấu hình "bánh sandwich" bao gồm các thành phần sau, từ trước ra sau:
Mặt trước (Mặt-hướng về âm thanh): Tấm sợi thủy tinh đục lỗ
Bảng điều khiển có sự phân bổ thường xuyên nhiều lỗ-vi mô (với tỷ lệ thủng thường từ 20% đến 30%). Chức năng chính của nó là cho phép sóng âm truyền vào bên trong rào chắn đồng thời bảo vệ vật liệu hấp thụ âm thanh bên trong khỏi bị xói mòn do gió và mưa.
Lớp lõi: Vật liệu hấp thụ âm thanh (len cách âm)
Bên trong chứa đầy vật liệu xốp, rời-chẳng hạn như bông thủy tinh siêu mịn hoặc bông đá-được bọc trong màng chống thấm.
Mặt sau (Mặt sau): Tấm cách âm-bằng sợi thủy tinh nguyên khối
Đây là tấm sợi thủy tinh dày đặc,{0}}không xốp được thiết kế chủ yếu để chặn sự truyền trực tiếp của sóng âm thanh.
Ba cơ chế giảm tiếng ồn cốt lõi
Khi sóng âm do xe cộ hoặc máy móc tạo ra chạm vào hàng rào âm thanh bằng sợi thủy tinh, chúng sẽ bị suy giảm chủ yếu thông qua ba quá trình sau:
1. Cơ chế hấp thụ âm thanh (Chuyển đổi ma sát và năng lượng): Khi sóng âm thanh truyền qua bảng mặt trước được đục lỗ và đi vào lớp len hấp thụ âm thanh- bên trong, chúng sẽ tạo ra rung động trong các sợi nhỏ của vật liệu. Được thúc đẩy bởi áp suất xen kẽ của sóng âm, không khí dao động bên trong các lỗ vi mô-, tạo ra lực ma sát mạnh lên thành lỗ chân lông. Trong quá trình này, năng lượng âm thanh được chuyển hóa thành nhiệt và tiêu tán, nhờ đó làm giảm đáng kể tiếng ồn phản xạ ngược về phía nguồn phát.
2. Cơ chế cách âm (Khối lượng và Chặn): Sóng âm còn sót lại chưa được hấp thụ hoàn toàn sẽ tiếp tục truyền về phía sau, đập vào mặt sau bằng sợi thủy tinh dày đặc. Do mật độ bề mặt và độ cứng đủ của tấm nền bằng nhựa gia cố sợi thủy tinh (FRP), sóng âm thanh không thể xuyên qua nó, do đó tạo ra một "vùng bóng âm" phía sau rào chắn (tương tự như bóng đổ khi ánh sáng bị vật thể cản trở).
3. Ngăn chặn nhiễu xạ ở cạnh trên{1}}: Âm thanh truyền đi như sóng, có đặc tính truyền về phía trước bằng cách uốn quanh chướng ngại vật-một hiện tượng được gọi là "nhiễu xạ". Để ngăn âm thanh "rò rỉ" qua phần trên của tấm chắn tiếng ồn, các tấm chắn FRP hiện đại thường có thiết kế như phần đỉnh có góc cạnh, bán kính cong-lớn hoặc hình chữ L-ngược (kiểu mũ{6}}). Những hình dạng hình học này làm tăng hiệu quả chiều dài đường đi mà sóng âm phải truyền đi để đến khu vực phía sau rào chắn, dẫn đến sự suy giảm âm thanh nhiễu xạ nhiều hơn. Đánh giá hiệu suất: Hai số liệu chính thường được sử dụng trong ngành để đánh giá các rào cản tiếng ồn FRP:
Chỉ số giảm âm thanh có trọng số (Rw): Đo khả năng "chặn" âm thanh của bảng điều khiển phía sau; thường yêu cầu giá trị Lớn hơn hoặc bằng 30 dB. Hệ số giảm tiếng ồn (NRC): Đo khả năng "hấp thụ" âm thanh bên trong; sản phẩm-chất lượng cao có thể đạt NRC vượt quá 0,8 (nghĩa là chúng hấp thụ hơn 80% năng lượng âm thanh tới).
