מחסומי קול מפחיתים את הרעש לא רק על ידי "חסימת" צליל, אלא על ידי שימוש בעיצובים מבניים אקוסטיים מדויקים כדי לספוג, להחזיר ולעקוף גלי קול. מאמר זה מספק מבט מעמיק- על המבנה הפנימי של מחסומי קול פיברגלס ועל העקרונות הבסיסיים של הפחתת רעש.
מבנה סטנדרטי של מחסומי קול פיברגלס
מודול מחסום פיברגלס סטנדרטי-סופג ובידוד קול- מורכב בדרך כלל בתצורת "סנדוויץ'" המורכבת מהרכיבים הבאים, מלפנים לאחור:
צד קדמי (צד צליל הפונה-): לוח פיברגלס מחורר
הפאנל כולל חלוקה קבועה של מיקרו-נקבים רבים (עם שיעור ניקוב בדרך כלל בין 20% ל-30%). תפקידו העיקרי הוא לאפשר לגלי קול לעבור פנימה של המחסום תוך הגנה על הקול הפנימי -סופג החומר מפני שחיקת רוח וגשם.
שכבת ליבה: חומר סופג-קול (צמר אקוסטי)
החלק הפנימי מלא בחומר נקבובי ורופף-כגון צמר זכוכית דק במיוחד או צמר סלעים-עטוף בממברנה עמידה למים.
צד אחורי (צד אחורי): פאנל מבודד צליל פיברגלס מוצק
זהו לוח פיברגלס צפוף ולא-נקבובי שנועד בעיקר לחסום שידור ישיר של גלי קול.
שלושה מנגנוני ליבה של הפחתת רעש
כאשר גלי קול שנוצרים על ידי כלי רכב או מכונות פוגעים במחסום הקול של פיברגלס, הם מוחלשים בעיקר באמצעות שלושת התהליכים הבאים:
1. מנגנון ספיגת קול (חיכוך והמרת אנרגיה): כאשר גלי קול עוברים דרך הפאנל הקדמי המחורר ונכנסים לצליל הפנימי-הסופג צמר, הם מעוררים רטט בסיבים הזעירים של החומר. מונע על ידי הלחץ המתחלף של גלי הקול, האוויר מתנודד בתוך המיקרו-נקבוביות, ויוצר חיכוך עז נגד דפנות הנקבוביות. במהלך תהליך זה, אנרגיית הקול מומרת לחום ומתפזרת, ובכך מפחיתה משמעותית את הרעש המוחזר לכיוון המקור.
2. מנגנון בידוד קול (חוק מסה וחסימה): שאריות גלי קול שאינם נספגים במלואם ממשיכים להתפשט לאחור, ופוגעים בלוח האחורי הצפוף של פיברגלס. בשל צפיפות פני השטח והקשיחות המסוימת של לוח הגיבוי מפלסטיק מחוזק פיברגלס (FRP), גלי קול אינם יכולים לחדור אליו, ובכך יוצרים "אזור צל אקוסטי" מאחורי המחסום (אנלוגי להטלת הצל כאשר האור נחסם על ידי אובייקט).
3. דיכוי של עקיפה-בקצה העליון: צליל נע כמו גל, בעל מאפיין של התפשטות קדימה על ידי כיפוף סביב מכשולים-תופעה המכונה "עקיפה". כדי למנוע "דליפה" של צליל מעל לחלק העליון של מחסום הרעש, מחסומי FRP מודרניים כוללים לעתים קרובות עיצובים כגון צמרות זוויתיות, מעוקל ברדיוס- גדול או בצורת L- הפוכה (בסגנון-כובע). צורות גיאומטריות אלו מגדילות ביעילות את אורך הנתיב שגלי הקול צריכים לעבור כדי להגיע לאזור שמאחורי המחסום, וכתוצאה מכך הנחתה רבה יותר של הקול המפוזר. הערכת ביצועים: שני מדדי מפתח משמשים בדרך כלל בתעשייה כדי להעריך מחסומי רעש FRP:
אינדקס הפחתת סאונד משוקלל (Rw): מודד את יכולתו של לוח הגיבוי "לחסום" צליל; בדרך כלל נדרש ערך של גדול או שווה ל-30 dB. מקדם הפחתת רעש (NRC): מודד את היכולת הפנימית "לספוג" קול; מוצרים-איכותיים יכולים להשיג NRC העולה על 0.8 (כלומר שהם סופגים יותר מ-80% מאנרגיית הקול המתרחשת).
