Materiały akustyczne – pochłanianie a izolacja
Przeglądając zasoby Internetu bardzo łatwo natknąć się na informacje co najmniej „niesprawdzone”, żeby nie powiedzieć wręcz naciągnięte i zniekształcone. Akustyka jest jednym z takich tematów, gdzie między serią przydatnych artykułów natkniemy się na mnóstwo nieścisłości, które generują kolejne, bo „ktoś gdzieś coś usłyszał”. O akustyce napisano już dużo, ale moje doświadczenie pokazuje że temat musi być prezentowany po kawałku, rozbierany na części pierwsze.
Dwa różne zjawiska – dźwiękochłonność a dźwiękoizolacyjność
Jednym z najczęściej mylonych zjawisk w akustyce jest różnica między izolacją akustyczną, blokowaniem przechodzenia dźwięku np. między pomieszczeniami, a pochłanianiem dźwięku tj. redukcją pogłosu i ilości odbić w pomieszczeniu. Służą do tego zupełnie inne materiały, a jedno w żadnym wypadku nie zapewnia drugiego. Przygotowując materiał graficzny do tego artykułu wpisałem w google hasło „sound insulation” i dostałem… wykresy pochłaniania dźwięku przez jakieś pianki, nie dziwię się więc że typowy Kowalski może się pogubić. Dobry pokój odsluchowy musi mieć zapewnione jedno i drugie – dobrą izolację i właściwie dobrane materiały dźwiękochłonne. Bez izolacji niskie częstotliwości „uciekają” z pokoju, skutkuje to brakiem najniższego basu, a z kolei zrobienie ścian idealnie odbijających, dajmy na to, 30 cm betonu – może skutkować nadmiarem niskich częstotliwości, które będą brzydko dudnić i przeszkadzać. Jak wszędzie, istotny jest złoty środek.
Dźwiękochłonność – materiały porowate, pianka akustyczna, welna mineralna
Panele dźwiękochłonne, popularne absorbery, działają we wnętrzu pomieszczenia, przekształcając energię fali akustycznej w ciepło i osłabiając jej energię. Najpopularniejsze materiały tego typu to wełna i pianka akustyczna, ubrane w estetyczne ramki lub uformowane w ładne kształty.
Rysunek 1 – materiały pochłaniające dźwięk, FiberSTANDARD (wełna mineralna) oraz PM-3 (pianka akustyczna), marki Mega-Acoustic
Jakość tych materiałów określa tzw. współczynnik pochłaniania dźwięku, określający ile energii dany materiał jest w stanie pochłonąć. Wyraża się go w skali od 0-1, najlepiej w postaci wykresu zależności od częstotliwości dźwięku. Współczynnik pochłaniania dźwięku zależy przede wszystkim od grubości materiału, a nie jak jest mylnie uważane od gęstości materiału. Na rysunku poniżej pokazano typową piankę akustyczną w różnych wariantach grubości, gęstość jest w tym wypadku parametrem na tyle nieistotnym, że większość modeli teoretycznych po prostu go nie uwzględnia.
Rysunek 2 – zależność współczynnika pochłaniania od grubości materiału dla przykładowej pianki akustycznej
Dla materiałów pochłaniających najważniejszym parametrem jest tzw. oporność przepływu. Dobra wełna akustyczna posiada wartość tego parametru w zakresie 20000-40000, dobra pianka – ok 30000, przy czym tutaj może być już różnie i pianki mogą mieć w zasadzie dowolną wartość z zakresu 2000-35000. Dlatego trzeba uważać, szukając pianek akustycznych, te z wartościami ok 2000 zdecydowanie akustyczne nie są. Przeznaczeniem materiałów pochłaniających jest redukcja czasu pogłosu i tłumienie niechcianych odbić w pomieszczeniach.
Dźwiękoizolacyjność – materiały lite, ściany działowe, beton
Materiały izolacyjne mają za zadanie zwiększyć izolację ściany, a żeby to zrobić muszą maksymalizować współczynnik odbicia dźwięku – a więc jest to zjawisko zupełnie odwrotne w stosunku do tego co robią pochłaniacze! Typowe materiały izolacyjne to wszelkiego rodzaju płyty GK/MDF z podkładami antywibracyjnymi (żeby dodatkowo stłumić drgania samych płyt) lub też materiały typu pianka wtórnie spieniana, też najlepiej wykończone płytami.
Rysunek 3– przykładowe materiały izolacyjne, pianka ISO-FOAM i płyty PA-ISO (Mega-Acoustic)
W tym wypadku gęstość będzie parametrem kluczowym, bo bezpośrednio z niej wynika masa ustroju, a bez masy nie ma możliwości zapewnienia izolacji akustycznej. Łatwo więc zauważyć wykluczanie się tych dwóch zjawisk i parametrów kluczowych. Wystarczy popatrzeć na prosty wykres z bardzo popularnej książki A. Everesta „Podręcznik akustyki:
Rysunek 4– zależność między gęstością materiału a współczynnikiem pochłaniania dźwięku materiału (A. Everest „Podręcznik akustyki”)
Wysoka gęstość materiału powoduje dużą sztywność, a więc fala dźwiękowa nie wnika do wnętrza materiału gdzie mogłaby ulec wygaszeniu tylko się odbija. Izolacyjność akustyczną określa się współczynnikami R lub Rw i podaje w decybelach, a współczynnik pochłaniania nie ma jednostki, jest bezwymiarowy, w zakresie 0-1 (zazwyczaj, ale może być powyżej 1) – jeśli widzicie materiał „pochłaniający” z podanymi jakimikolwiek parametrami w decybelach to od razu podejrzenie że coś jest z nim nie tak.
mgr inż. Bartłomiej Chojnacki
Projektant akustyki, Soundway Acoustics, chojnacki@soundway.pl
Główny inżynier wibroakustyk w Mega-Acoustic, www.mega-acoustic.pl / bchojnacki@mega-acoustic.pl
