Determination of acoustic performance parameters of insulation materials in conditioned medium

Abstract

İnşaat, ısıtma, havalandırma, beyaz eşya, otomotiv, havacılık gibi pek çok sektör ve uygulamada ses yalıtımını sağlamak üzere en uygun malzeme ve yöntemin seçilebilmesi için akustik performans testlerinin yapılması gereklidir. Bu performans parametreleri ses yutma katsayısı, yüzey empedansı, eklenti kaybı, gürültü azaltımı ve iletim kaybı olarak sınıflandırılmaktadır. Performans parametrelerinin tespiti için genellikle özel akustik odalar veya özel ölçüm sistemleri gereklidir. Empedans tüp sistemi bu sistemler arasında en yaygın olanıdır. Ayrıca ISO ve ASTM standartlarında da bu sistemlere yer verilmiştir. Bu sistem ile bir tüp içerisinde durağan dalga prensibine dayalı olarak yayılmakta olan sesin, ses basınç değerleri işlenerek akustik performans parametreleri hesaplanır. Günümüzde, özellikle havacılık ve otomotiv endüstrilerinde, susturucuların ve yalıtım malzemelerinin akustik performanslarının çalışma koşulları altında belirlenmesi yönünde bir talep olduğu bilinmektedir. Ancak bu sistemler ortamın nemliliği ve sıcaklığı gibi çalışma şartlarını tümüyle simule edememektedir. Alternatif olarak şartlandırılmış özel akustik odalar ise oldukça maliyetlidir.Bu çalışmada yalıtım malzemeleri için standartlara uygun bir empedans tüp düzeneği tasarlanmış ve üretilmiştir. Tasarlanan empedans tüp sistemi sandviç kompozit yapıya sahiptir ve mevcut sistemlerden daha hafiftir. Buna karşın rijitlik ve ses geçirgenliği konusunda ise oldukça başarılıdır. Ayrıca bir şartlandırma ünitesine sahip bu yeni sistem ile yalıtım malzemelerinin farklı nem ve sıcaklıklar altındaki akustik performansları ölçülebilmektedir. Bununla birlikte malzemelerin rastgele geliş açılarına ait akustik özelliklerini belirleyebilmek için numune döndürme aparatı geliştirilmiştir. Bu bağlamda pek çok yalıtım malzemesinin direk ve rastgele geliş açılarına bağlı ses yutma katsayıları şartlandırılmış ortam içerisinde ölçülmüş ve bir temel çalışma olarak literatüre sunulmuştur.

Acoustic performance parameter tests are required to be performed in order to select suitable method or material to provide sound insulation in many sectors and applications like construction, heating, ventilating, white goods, automotive, aeronautical. These performance parameters are sound absorption coefficient, surface impedance, insertion loss, noise reduction and transmission loss. Generally, special acoustic rooms or special measurement systems are required for determining the performance parameters. Impedance tube system is the most commonly used apparatus that was also standardized in ISO and ASTM measurement standards. This system enables to determine the performance parameters via processing the sound pressures based on standing wave principle in a tube. Today, determination of acoustic performances of insulation materials under operating conditions is requested especially from automotive and aeronautical industries. Standard impedance tube systems are not able to simulate operating conditions such as the humidity and the temperature of the medium. Specially-conditioned acoustic rooms as an alternative can be quite expensive. In this study, an impedance tube apparatus that meet with related standards and with conditioned medium is designed and produced for insulation materials. Designed apparatus has a sandwich composite construction; therefore, it is lighter than existing ones, quite stiff and it has less sound leakage. Moreover, with this new system having a conditioner unit, it is available to make tests for the insulation materials under different humidity and temperatures of the medium and specimen. In addition to that, the new apparatus has a design and measurement capability to measure random incidence acoustic parameters with a rotating specimen apparatus. By this apparatus, acoustic performance parameters of several insulation materials are determined in the cases of random incidence angles and under varied air conditioned. In this regard, incident and random absorption coefficients of several samples of isolation materials are measured under conditioned medium and presented to the literature as a benchmark study.