MATERIAL DESIGN FOR SOUND AND HEAT INSULATION IN MOTOR VEHICLES BUILDINGS

Aim: Comfort is one of the most important elements we look for in our homes, workplaces and vehicles, which occupy the most place in our lives. Heat and noise are two of the most important factors affecting comfort. Insulation is the strongest weapon we can use to keep them within the comfort limits. Here, acoustic information such as sound, noise, hearing and discomfort limits will be given in the entrance section so that insulation materials can be designed. Noise sources and frequency ranges in vehicles and heat losses in buildings according to their locations will be specified as factors that disrupt comfort. One of the most important materials used in the sound and heat insulation of vehicles and buildings is rock wool produced from the soil of our country. The widespread use of it will benefit the country's economy in every way. Method: Different materials or different thicknesses of the same material can be used for the isolation of noise and vibration sources in vehicles. In order to be a basis for the design, material selection will be specified according to their locations. Similarly, information will be given on the thermal permeability coefficients determined according to the regions in our country for design purposes in buildings, material preferences according to their location, or the use of the same material (mostly rock wool, because they are safe against fire risk) in different places with various coatings or protectors in different thicknesses. The heat insulation materials used in the areas in contact with the outside also provide sound insulation. Stone wool-based sound insulation materials have been developed and become common on inter-floor and interior walls. Here, sound absorption coefficients will be determined by determining five samples from glass and rock wool used in vehicles and stone wool used in buildings, and using a combined impedance tube test setup of Bruel & Kjaar. The thermal insulation coefficients of the stone wool used in the buildings will be compiled from the catalogue values given by the manufacturers and compared. Results: The sound absorption coefficients of glass and rock wool used in vehicles and three types of rock wool used in buildings were determined by measuring the frequencies between 16 Hz and 6300 Hz using the Combined Impedance Tube system. Thermal insulation coefficients were obtained from the product data sheets of stone wool produced for buildings by domestic and foreign companies in our country, and the values measured by all of them at 100C were taken in order to make a comparison. Conclusion: It has been observed that glass and stone wool used in vehicles are better than those used in buildings, especially at low and medium frequencies, and those used in buildings have better sound absorption at high frequencies. The new generation pure stone wools, which make up the 4th and 5th samples, showed higher sound absorption coefficient, especially at high frequencies, compared to the resinous rock wool that made up the 3rd sample. In the comparison of the thermal insulation coefficients, it was seen that the thermal insulation coefficients of the new generation stone wools have a lower value between 5% and 15% compared to the companies and product types.

Keywords: Sound Insulation, Sound Absorption, Rock Wool, Engine, Thermal Insulation

Doi:10.17366/uhmfd.2022.17.3

Amaç: Yaşamımızda en çok yer tutan evimiz, işyerimiz ve taşıt araçlarımızda aradığımız en önemli unsurlardan biri de konfordur. Isı ve gürültü konforu etkileyen en önemli etkenlerden ikisidir. Konforu bozan unsurlar olarak araçlarda gürültü kaynakları ve frekans aralıkları ile binalarda yerlerine göre ısı kayıpları belirtilecektir. Araçların ve binaların ses ve ısı yalıtımında kullanılan malzemelerin içinde en önemlilerinden biri ülkemizde üretilen taş yünüdür. Kullanımının yaygınlaşması ülke ekonomisine her yönden fayda sağlayacaktır. Yöntem: Araçlarda gürültü ve titreşim kaynakların yalıtımı için farklı malzemeler veya aynı malzemenin farklı kalınlığı kullanılabilmektedir. Tasarıma esas olması açısından yerlerine göre malzeme seçimi belirtilecektir. Benzer şekilde binalarda tasarım amacı ile ülkemizde bölgelere göre belirlenen ısıl geçirgenlik katsayıları ile yerlerine göre malzeme tercihleri veya aynı malzemenin (yangın riskine karşı güvenli oldukları için çoğunlukla taş yünü) farklı yerlerde farklı kalınlıklarda çeşitli kaplama veya koruyucularla kullanılabilme bilgileri verilecektir. Dışarısı le temas eden bölgelerde kullanılan ısı yalıtım malzemeleri aynı zamanda ses yalıtımını da sağlamaktadır. Katlar arası ve iç duvarlarda yerine göre geliştirilen taş yünü esaslı ses yalıtım malzemeleri yaygın hale gelmiştir. Bu çalışmada araçlar içinde kullanılan cam ve taş yünleri ile binalarda kullanılan taş yünleri içinden beş numune belirlenecek ve Bruel & Kjaar firmasının birleştirilmiş empedans tüp test düzeneği kullanılarak ses yutumlama katsayıları tespit edilecektir. Binalarda kullanılan taş yünlerinin ısı yalıtım katsayıları üretici firmaların katalog değerlerinden alınacaktır. Bulgular: Araçlarda kullanılan cam ve taş yünü ile binalarda kullanılan üç çeşit taş yününün ses yutumlama katsayıları Birleştirilmiş Empedans Tüp sistemi kullanılarak 16 Hz – 6300 Hz frekansları aralığında ölçülerek tespit edilmiştir. Ülkemizdeki yerli ve yabancı şirketler tarafından binalar için üretilen taş yünlerinin kataloglarından ısı yalıtım katsayıları elde edilmiş olup karşılaştırılma yapılabilmesi için hepsinin 100C de ölçtükleri değerler alınmıştır. Sonuç: Araçlarda kullanılan cam ve taş yününün özellikle düşük ve orta frekanslardaki binalarda kullanılanlardan daha iyi olduğu, binalarda kullanılanların ise yüksek frekanslarda daha iyi ses yutumladıkları görülmüştür. 4. ve 5. Numuneyi oluşturan yeni nesil saf taş yünleri özellikle yüksek frekanslarda 3. Numuneyi oluşturan reçineli taş yününe göre daha yüksek ses yutumlama katsayısı sergilemişlerdir. Isı yalıtım katsayılarının karşılaştırmasında ise yeni nesil taş yünlerinin ısı yalıtım katsayılarının firmalara ve ürün çeşitlerine göre % 5 -%15 arası daha düşük değere sahip oldukları görülmüştür.

Anahtar Kelimeler: Ses Yalıtım, Ses Yutumlama, Taş Yünü, Motor, Isı Yalıtımı

Doi:10.17366/uhmfd.2022.17.3