Izolacja akustyczna


Czy pianka akustyczna może być skutecznym izolatorem?

Hubert Jastrzębski, Właściciel firmy Falcon Acoustics

27 Kwietnia 2017

Na pewno kojarzysz, jak wygląda typowa pianka akustyczna w kształcie piramidek. Jeśli nie, to znajdziesz ją w tle zapisu na newsletter pod artykułem (do czego przy okazji zachęcam) . Takie materiały, o podobnych (pochłaniających) właściwościach, jak pianka czy tynk akustyczny, często są mylone z materiałami izolacyjnymi. Przeprowadziłem zatem pomiary akustyczne, aby pokazać jak działa pianka akustyczna, użyta w roli izolatora.

Izolacja akustyczna nie jest sprawą intuicyjną. Wydawałoby się, ze stłumienie dźwięku o 30 dB to nic trudnego. W sumie….rzeczywiście – wystarczy podstawić zwykłą ścianę z płyt g-k. Ale ile to właściwie jest 30 dB? Okazuje się, że niezwykle dużo, bo oznacza to stłumienie fali akustycznej aż o 99,9%! Natomiast stłumienie o 60 dB oznacza, że przez przegrodę przedostanie się zaledwie jedna milionowa część energii fali akustycznej!

Dlaczego pianka akustyczna słabo tłumi?

Wiemy, że taką izolacyjność osiągają pełne, grube ściany, ale dlaczego takie wysokie pochłanianie nie zachodzi dla materiałów porowatych? Przede wszystkim ze względu na ich strukturę…są porowate! (brawo za odkrycie Hubert!) Co za tym idzie, dźwięk zawsze w pewnym stopniu będzie przenikał na drugą stronę materiału i materiał nie pochłonie go w 100 %. Przegroda przepuszcza dźwięk poprzez drgania własne oraz mikro nieszczelności materiału. W przypadku pianki te nieszczelności będą dość znaczne.

Zasada dotycząca pochłaniania jest następująca – jeśli chce się pochłonąć skutecznie falę akustyczną, grubość materiału pochłaniającego musi wynosić minimum 1/4 długości fali padającej na materiał. Dla testowanej pianki o grubości 5 cm częstotliwością skutecznie pochłanianą będzie … 1700 Hz. W praktyce jednak materiał pochłania skutecznie już od ok. 1/7 długości fali, czyli w naszym przypadku od ok. 970 Hz. Dla porównania, fali 100 Hz odpowiada długość fali ok. 3,4 m. Efektywny absorber, który byłby również w stanie odizolować tę częstotliwość, będzie musiał mieć grubość co najmniej 48 cm (dla 1/7 długości fali). Jeśli ktoś będzie twierdził, że basstrapy piankowe o grubości 15 cm skutecznie pochłaniają cały bas, odeślij go na tego bloga. 😉

Kolejnym problemem, jaki napotkamy jest struktura materiału – współczynnik pochłaniania dźwięku αw będzie wynosił 1 tylko wtedy, gdy impedancja akustyczna materiału będzie równa impedancji powietrza, co za tym idzie, nie nastąpi żadne odbicie od powierzchni materiału, tylko cały dźwięk będzie mógł „wejść” w materiał. W praktyce jest to dość trudne do osiągnięcia. Jak sądzicie, czy każdy producent pianki akustycznej bada impedancję akustyczną swojego produktu? Też w to wątpię…

Test drzwi pokojowych

Badania zostały przeprowadzone na zwykłych, starych drzwiach, wypełnionych bliżej niezidentyfikowanym materiałem wiórowym na bazie drewna. Sama konstrukcja drzwi nie jest tutaj kluczowa, ponieważ liczy się jedynie wpływ pianki na izolacyjność, a więc przeprowadzamy badanie porównawcze. Drzwi zostały dobrze uszczelnione w celu uniknięcia mostków akustycznych, zaburzających pomiar izolacyjności akustycznej. Pianka akustyczna pochodzi od polskiego producenta. Jej grubość to 5 cm, w tym 1 cm podstawy i 4 cm „piramidki”. Pianka została przyklejona do drzwi za pomocą taśmy dwustronnej na całej ich powierzchni (patrz rys. 1)

Badanie izolacyjności przeprowadziłem zgodnie z normą ISO 140-4, za pomocą sprzętu wymienionego w tab. 1. Mikrofon przy każdym pomiarze stał w tych samych miejscach, aby możliwie zmniejszyć niepewność pomiarową. Warunki akustyczne w pomieszczeniu odbiorczym były również identyczne za każdym razem, w celu uniknięcia zmian poziomu dźwięku w pomieszczeniu odbiorczym, wywołanych zmianą chłonności akustycznej.

Rys.1 Drzwi pokojowe oklejone pianką akustyczną

MiernikMikrofonŹródło dźwięku
Svantek SVAN 971SV 02/C4Kula wszechkierunkowa

Tab.1 Sprzęt użyty w badaniu

Rys.2 Pomiary izolacyjności na dźwięki powietrzne drzwi bez pianki oraz z pianką akustyczną

Wskaźnik izolacyjnościBez pianki [dB]Z pianką [dB]
R’W2829
R’A12828
R’A22627

Tab.2 Jednoliczbowe wskaźniki izolacyjności drzwi bez pianki i z pianką

I wszystko gra… za drzwiami

Wyniki badań pokazują, że pianka nie może być używana jako efektywny izolator. Jakiekolwiek działanie pianki akustycznej można dostrzec dopiero od częstotliwości 315 Hz, czyli tam gdzie pianka zaczyna pochłaniać dźwięk choć odrobinę. Poniżej tej częstotliwości jej działanie jako izolatora jest żadne. Izolacyjność R’ zwiększa się średnio o niecały 1 dB w paśmie powyżej częstotliwości 315 Hz, co jest wartością niemalże błędu pomiarowego.

Jednoliczbowe wskaźniki również nie napawają optymizmem. Wskaźnik R’A1, który używany jest do oceny izolacyjności ścian wewnętrznych nie zmienił się ani trochę! Pozostałe wartości wzrosły o 1dB, nie jest to jednak nadal wartość, dla której warto kupować piankę akustyczną i obklejać nią całe drzwi.

Z całą pewnością istnieją materiały, które lepiej pozwolą poprawić izolację akustyczną drzwi. Są to różnego rodzaju maty akustyczne i uszczelki, które będę testował w przyszłości Mam nadzieję, że ten test przekonał was do tego, że materiały pochłaniające służą do redukcji pogłosu, a nie zaś do poprawy izolacyjności elementów budowlanych. Materiały pochłaniające mogą powodować wzrost izolacyjności przegrody wtedy, gdy są umieszczone w środku ściany. Nie warto używać ich na zewnątrz przegrody. Oczywiście – mocne wytłumienie pomieszczenia zwiększy jego izolacyjność, ale wchodzą tutaj w grę również inne zjawiska, takie jak kąt padania fali na przegrodę oraz chłonność akustyczna pomieszczenia. To są jednak już tematy na dalsze rozważania.

Jeśli chcesz na bieżąco dowiadywać się o ciekawostkach ze świata akustyki, zapisz się na nasz newsletter

Czytaj także

Ocena izolacyjności terenowej za pomocą wskaźników laboratoryjnych? Niektórym to nie robi różnicy…

Jeśli czytałeś poprzedni artykuł z tego działu, na pewno pamiętasz, że wskaźniki izolacyjności akustycznej można podzielić na laboratoryjne i terenowe. Podczas wprowadzania nowego produktu na rynek, każdy producent materiału budowlanego powinien wykonać badania w akredytowanym laboratorium, takim jak ITB, które poświadcza o wskaźniku laboratoryjnym izolacyjności akustycznej właściwej Rw. Wielu producentów dodatkowo kusi się o prognozowanie, jak ich wyrób zachowa się w naturalnych warunkach na budowie. Cenię niezwykle takie informacje, bo nadzwyczajnie upraszczają życie, szczególnie, gdy są to dane pomiarowe, nie zaś tylko obliczenia. Nie wszyscy jednak potrafią zrobić to we właściwy sposób.

czytaj dalej

Wskaźniki izolacyjności na dźwięki powietrzne

Wyróżnia się dwa rodzaje izolacyjności materiałów budowlanych – na dźwięki powietrzne i uderzeniowe. Dzisiaj opowiem o tym, jak w poprawny sposób odróżnić od siebie wskaźniki izolacyjności na dźwięki powietrzne. Opiszę różnice między wskaźnikami zmierzonymi laboratoryjnie oraz terenowo i wyjaśnię, dlaczego poprawne posługiwanie się tymi pojęciami jest tak ważne.

czytaj dalej

Nie znaleziono żadnych wyników

Nie znaleziono szukanej strony. Proszę spróbować innej definicji wyszukiwania lub zlokalizować wpis przy użyciu nawigacji powyżej.