Investigation of Acoustic Material Design With Improved Sound Insulation Performance

Abstract

In the study, laminated wood composite boards (ten layers) were produced using poplar (Populus deltoides) peeling veneers and polyvinyl acetate (PVAc) glue. In addition, experimental groups were formed by using four different materials in the fifth adhesive layer. These; natural rubber (Group A), linoleum (Group B), felt (Group C), and elastomeric sponge (Group D). In the second part of the study, panel design with five different surface forms (circle, pizza slice, striped, asymmetrical and baklava slice) were made from composite materials belonging to the control and experimental groups. It is aimed to improve the sound insulation properties of composite materials by making different panel designs. The sound insulation performances of the produced panels at low, medium and high frequencies (63 Hz – 6300 Hz) were investigated (ASTM E 2611) using the impedance tube measurement system. According to obtained the data, it has been determined that the panels with the baklava slice surface design have the highest sound insulation. It has been determined that the panels with the circle surface form have the lowest sound insulation performance. It can be suggested that the composite materials belonging to the experimental groups be used as acoustic sound insulation panels.

Keywords

• Laminated wood composite
• Acoustic material design
• Sound transmission loss
• Acoustic properties
• Noise control

Project Number

KSÜ BAP Proje No: 2020/1-15 D ve YÖK 100/2000 doktora projesi kapsamında ‘Endüstriyel Ürünler Tasarımı’ öncelikli alanı

Ses Yalıtım Performansı Geliştirilmiş Akustik Malzeme Tasarımının Araştırılması

Abstract

Yapılan bu çalışmada kavak (Populus deltoides) soyma kaplama ve polivinil asetat (PVAc) tutkalı kullanılarak on tabakalı lamine ahşap kompozit levhaları üretilmiştir. Ayrıca dört farklı materyal beşinci tutkal tabakasında kullanılarak deney grupları oluşturulmuştur. Bunlar; doğal kauçuk (A Grubu), linolyum (B Grubu), keçe (C Grubu), ve elastomerik sünger (D Grubu), olmak üzeredir. Çalışmanın ikinci bölümünde, kontrol ve deney gruplarına ait kompozit malzemelerden beş farklı yüzey formuna sahip panel (daire yüzey formuna sahip panel, pizza dilimi yüzey formuna sahip panel, şeritli yüzey formuna sahip panel, asimetrik yüzey formuna sahip panel ve baklava dilimi yüzey formuna sahip panel) tasarımı gerçekleştirilmiştir. Farklı panel tasarımları yapılarak, kompozit malzemelerin ses yalıtım özelliklerinin geliştirilmesi amaçlanmıştır. Üretilen panellerin düşük, orta ve yüksek frekans (63 Hz – 6300 Hz) bandındaki ses yalıtım performansları empedans tüpü ölçüm sistemi (ASTM E 2611) kullanılarak araştırılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre baklava dilimi yüzey tasarımına sahip panellerin daha yüksek ses yalıtımı sağladığı tespit edilmiştir. Daire yüzey formuna sahip panellerin ise en düşük ses yalıtım performansına sahip olduğu belirlenmiştir. Deney gruplarına (A, B, C ve D) ait kompozit malzemelerin akustik ses yalıtım paneli olarak kullanılması önerilebilir.

Keywords

• Lamine ahşap kompozit
• Akustik malzeme tasarımı
• Ses iletim kaybı
• Akustik özellikler
• Gürültü kontrolü

Supporting Institution

Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi ve T.C. Yükseköğretim Kurulu (YÖK)

Project Number

KSÜ BAP Proje No: 2020/1-15 D ve YÖK 100/2000 doktora projesi kapsamında ‘Endüstriyel Ürünler Tasarımı’ öncelikli alanı

Thanks

Bu çalışma Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi, Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon Birimi tarafından (KSU-BAP) desteklenmiştir. KSÜ BAP Proje No: 2020/1-15 D Ayrıca bu çalışma YÖK 100/2000 doktora projesi kapsamında ‘Endüstriyel Ürünler Tasarımı’ öncelikli alanında T.C. Yükseköğretim Kurulu (YÖK) tarafından desteklenmiştir.

References

1. Açık, C., & Tutuş, A. (2016). Çok amaçlı salon iç mimarisinde kullanılan farklı yüzey kaplamalı lif levhaların akustik özelliklerinin incelenmesi. Yapı Teknolojileri Elektronik Dergisi. 2016, Vol. 12 Issue 1, p11-20.
2. ASTM-E 2611. (2009). Standard Test Method for Measurement of Normal Incidence Sound Transmission of Acoustical Materials Based on the Transfer Matrix Method, ASTM International, West Conshohocken, PA.
3. Calegari, L., Gatto, D.A., & Stangerlin, D.M. (2011). Influence of moisture content, specific gravity and specimen geometry on the ultrasonic pulse velocity in eucalyptus grandis hill ex maiden wood, Ciência da Madeira (Braz. J. Wood Sci.), Pelotas 64–74.
4. Döngel, N. (2005). Ahşap ve ahşap esaslı döşeme kaplama malzemelerinin (parke) teknik özellikleri, Doktora Tezi. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü. Mobilya ve Dekorasyon Eğitimi Ana Bilim Dalı. Ankara. 131s.
5. Ghofrani, M., Ashori, A., Rezvani, M.H., & Ghamsari, F.A. (2016). Acoustical properties of plywood/waste tire rubber composite panels. measurement, 94, 382-387.
6. Godshall, W.D., & Davis, J.H. (1969). Acoustical absorption properties of wood-base panel materials, U.S.D.A. Forest Service, Forest Products Laboratory.
7. Green, D.W., Winandy, J.E., & Kretschmann, D.E. (1999). Mechanical properties of wood (General technical report), USDA Forest Service, Forest Products Laboratory.
8. Karlinasari, L., Hermawan, D., Maddu, A., Martiandi, B., & Hadi, Y. (2012). Development of particleboard from tropical fast-growing species for acoustic panel. Journal of Tropical Forest Science, 24(1), 64-69.

9. Muslu, M.S. (2013). Ahşap esaslı duvar kaplama malzemelerinin ses geçiş kayıplarının belirlenmesi. Doktora Tezi. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü. Mobilya ve Dekorasyon Eğitimi Ana Bilim Dalı. Ankara. 204s.
10. Özyurt, H., & Özdemir, F. (2022). Laminated wood composite design with improved acoustic properties, BioResources 17(1), 460-468.
11. Smardzewski, J., Batko, W., Kamisinski, T., Flach, A., Pilch, A., Dziurka, D., & Majewski, A. (2014). Experimental study of wood acoustic absorption characteristics. De gruyter, 68(4), 467-476.
12. Smardzewski, J., Kamisinski, T., Dziurka, D., Mirski, R., Majewski, A., Flanch, A., & Pilch, A. (2015). Sound absorption of wood-based materials. Holzforchung, 4(69), 431-439.
13. T.C. Çevre ve Orman Bakanlığı. Çevresel gürültü ölçüm ve değerlendirme kılavuzu. (2011). https://webdosya.csb.gov.tr/db/cygm/icerikler/cevresel-gurultu-olcum-ve-degerlend-rme-klavuzu-20180209145104.pdf
14. URL-1. https://butal.tubitak.gov.tr/tr/duyuru/tubitak-butalde-ses-yutum-katsayisi-olcumu Yang, H.S., Kim, D.J., & Kim, H.J. (2003). Rice straw–wood particle composite for sound absorbing wooden construction materials, Bioresource Technology, 86, 117–121.
15. Yılmaz, C. (2019). Atık kâğıtlar ile üretilmiş ahşap esaslı panellerin bazı teknolojik özellikleri. Yüksek Lisans Tezi. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü. Ağaç İşleri Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı. Ankara. 90s.
16. Yoshikawa, S. (2007). Acoustical classification of woods for string instruments, Journal of the Acoustical Society of America, 122 (1): 568-573.