Materiały akustyczne towarzyszą nam wszędzie tam, gdzie liczy się jakość dźwięku: w salach koncertowych, kinach, teatrach, studiach nagrań, salach wykładowych i zwykłych mieszkaniach. Problem w tym, że w sieci krąży sporo nieścisłości na ich temat, a niektóre poradniki mylą ze sobą podstawowe pojęcia. Ten artykuł zbiera to, co naprawdę warto wiedzieć, zanim wybierze się konkretny materiał do konkretnego zastosowania.

Czym są materiały akustyczne?

Materiały akustyczne to surowce, które w większości przypadków wymagają dalszej obróbki, zanim trafią do finalnego produktu. Służą do wypełniania ustrojów dźwiękochłonnych: absorberów, dyfuzorów, parawanów akustycznych, pułapek basowych, płyt i paneli. Po obróbce (oprawieniu w ramę, obiciu tkaniną) materiał zyskuje estetyczny wygląd i pełne właściwości akustyczne, dzięki czemu gotowe ustroje sprawdzają się zarówno w biurach, jak i w domach.

Jakie są najpopularniejsze materiały akustyczne?

Zdecydowana większość ustrojów dźwiękochłonnych powstaje z kilku grup surowców, a każda z nich inaczej reaguje na falę dźwiękową:

  • wełna mineralna (szklana lub skalna) – najczęściej stosowana w panelach i absorberach ze względu na wysoki współczynnik pochłaniania
  • pianka akustyczna (poliuretanowa) – lżejsza alternatywa dla wełny, popularna w studiach i home office
  • filc – materiał o gęstszej strukturze, chętnie wykorzystywany tam, gdzie liczy się też estetyka wnętrza
  • płyty i maty z włókien – stosowane jako wypełnienie w panelach ściennych i sufitowych
  • materiały ciężkie (płyta gipsowo-kartonowa, MDF, maty obciążone) – odpowiadają za izolacyjność, a nie za pochłanianie

Każdy z tych materiałów ma inne parametry techniczne i inaczej wpływa na dźwięk, dlatego przed zakupem warto sprawdzić jego dokładną specyfikację, a nie kierować się wyłącznie ceną czy wyglądem.

Różnica między dźwiękochłonnością a dźwiękoizolacyjnością

To rozróżnienie jest kluczowe i jednocześnie najczęściej mylone w internetowych poradnikach.

Dźwiękochłonność to zdolność materiału do absorpcji fali dźwiękowej. Wysoka dźwiękochłonność poprawia akustykę wnętrza i redukuje pogłos, dzięki czemu nawet cicha muzyka czy rozmowa są dobrze słyszalne. Zapewniają ją porowate materiały umieszczone na ścianach lub suficie, dlatego sale koncertowe i studia nagraniowe stawiają właśnie na nią.

Dźwiękoizolacyjność to zdolność przegrody do ograniczania przenikania dźwięku między pomieszczeniami. Mierzy się ją w decybelach (dB, dokładniej wskaźnikiem Rw), a o jej wartości decyduje przede wszystkim masa przegrody: im cięższa ściana czy strop, tym trudniej fali przez nie przejść.

Pomieszczenia wymagające najlepszego brzmienia, na przykład pokoje odsłuchowe, muszą mieć dobre parametry obu tych właściwości jednocześnie: dźwiękochłonność dba o jakość dźwięku wewnątrz, izolacyjność o to, żeby ten dźwięk nie przeszkadzał na zewnątrz.

Materiały akustyczne wpływające pozytywnie na dźwiękochłonność

Za wzrost dźwiękochłonności odpowiadają materiały porowate, które zamieniają energię fali dźwiękowej w niewielką ilość ciepła. Im więcej mikroskopijnych kanalików w strukturze materiału, tym skuteczniej ta zamiana zachodzi.

Orientacyjne współczynniki pochłaniania (alfa, w zakresie 0-1, dla pasma 500-2000 Hz) dla popularnych materiałów o grubości ok. 5 cm:

Materiał Współczynnik pochłaniania (alfa)
Wełna mineralna, 50 mm 0,85-0,95
Pianka akustyczna, 50 mm 0,70-0,90
Filc, 20 mm 0,30-0,50
Płyta akustyczna perforowana z wypełnieniem 0,60-0,80
Zwykła tkanina, zasłona 0,10-0,25

Wartości powyżej 1 w niektórych wykresach producentów nie są błędem, wynikają z procedury pomiarowej i tzw. efektu krawędzi próbki testowej. Na realną skuteczność materiału wpływają przede wszystkim jego grubość, porowatość i oporność przepływu powietrza, dlatego dwa materiały z tej samej grupy mogą się różnić w praktyce nawet o kilkanaście procent.

Jakie materiały wpływają na dźwiękoizolacyjność?

Materiały odpowiedzialne za izolacyjność działają na zupełnie innej zasadzie niż te odpowiedzialne za pochłanianie, dlatego mylenie ich prowadzi do kosztownych błędów zakupowych.

Tu liczy się przede wszystkim masa i sztywność. Im cięższa przegroda, tym trudniej fali dźwiękowej wprawić ją w drgania, a to właśnie drgania przegrody przenoszą dźwięk na drugą stronę. Do popularnych materiałów izolacyjnych należą płyta gipsowo-kartonowa (gęstość ok. 700-900 kg/m3) i płyta MDF (ok. 750 kg/m3), często łączone z podkładami antywibracyjnymi lub warstwą pianki, która tłumi drgania samej płyty.

Orientacyjnie, podwojenie masy powierzchniowej przegrody daje wzrost izolacyjności o ok. 5-6 dB (tzw. prawo masy). Dlatego dwie warstwy płyty gipsowo-kartonowej izolują wyraźnie lepiej niż jedna, nawet bez zmiany reszty konstrukcji.

Warto zapamiętać jedną rzecz na przyszłość: dźwiękoizolacyjność zawsze podaje się w decybelach, nigdy dźwiękochłonność. Jeśli jakiś poradnik miesza te dwie jednostki, to sygnał, że zawiera błędy merytoryczne i lepiej zweryfikować informacje w innym źródle.

Źródła:

[1] Alton E. F., Pohlmann K. C., Podręcznik akustyki, przeł. Kurylak Witold, Wyd. 5, Katowice 2013

[2] Cox T. J., D’Antonio P., Acoustic Absorbers and Diffusers: Theory, Design and Application, Wyd. 2, CRC Press, 2009

[3] Sabine W. C., Collected papers on acoustics, 1922, Cambridge: Harvard University Press