Akustinės medžiagos

Patalpų, kur didelis atvirų paviršių - plytų, tinko, betono, plytelių, stiklo ar metalo - plotas, viduje visada girdimas „ilgas" aidas. Jeigu tokiose patalpose yra keletas garso šaltinių (žmonių bendravimas, muzika, atliekamų darbų garsai), tai tiesioginis garsas prisideda prie garsių pirmųjų atspindžių, dėl to patalpoje padidėja garso lygis, sunkiau suprasti, kas kalbama. Dažniausiai tai nepageidautina. Stočių, oro uostų salėse, didelėse parduotuvėse, metro vestibiuliuose aidėjimo (garso atspindžio, arba reverberacijos) trukmė turi būti minimali. Patalpose, specialiai skirtose klausymui (paskaitų auditorijose, teatro, kino bei koncertų salėse) aidėjimo trukmė turi būti ne didesnė ir ne mažesnė negu nustatytos ribos. Dėl ilgo aidėjimo iškraipomas kalbos bei muzikinių kūrinių suvokimas. Dėl per mažo - atsiranda salės „sausumo" ir girdimų garsų duslumo efektas.

Įvairių triukšmo šaltinių visiškai pašalinti negalima, todėl tenka sumažinti sveikatai žalingą triukšmą, priimant teisingus konstrukcinius sprendimus ir panaudojant akustines medžiagas. Akustinėmis vadinamos tokios medžiagos, kurios gali „sugerti" garso energiją. Pagal paskirtį ir pagrindines savybes akustines medžiagas galima suskirstyti į garsą sugeriančias ir garsą izoliuojančias.

Aidėjimo trukmės sumažinimui ar koregavimui patalpų apdailai naudojamos garsą sugeriančios medžiagos bei konstrukcijos. Akustikos atžvilgiu garsą sugeriančios medžiagos gali būti padalintos į šias grupes:

• Pluoštinės
• Pluoštinės su perforuotais ekranais
• Rezonansinės
• Sluoksniuotosios konstrukcijos
• Pavienės ar erdvinės

Pluoštinės garsą sugeriančiosios medžiagos - lakštai tiesiogiai arba per tarpines tvirtinami prie atitveriančių paviršių. Jie gaminami iš lengvų medžiagų - pemzos, kaolino, šlakų, naudojant cementą ar kitą rišančiąją medžiagą. Tokios garsą izoliuojančios medžiagos yra gana tvirtos ir gali būti naudojamos triukšmingumo lygio koridoriuje, fojė, visuomeninių ar pramoninių statinių laiptinėse sumažinimui.

Patalpose, kur garsą sugeriančių medžiagų išvaizdai taikomi griežti reikalavimai, naudojamos specialiu būdu apdorotos pluoštinės medžiagos. Jų žaliavos - medžio pluoštas, akmens vata, stiklo vata, sintetiniai pluoštai. Šie dirbiniai taip pat gaminami plokščių lakštų (lubų ar sienų panelėms) ar lenktų linijų ir erdvinių elementų pavidalu. Pluoštinių garsą sugeriančių medžiagų paviršiai apdorojami specialiais akytais orui pralaidžiais dažais, arba dengiami orui laidžiomis arba neaustomis medžiagomis. Pluoštinės garsą sugeriančios medžiagos yra pačios efektyviausios akustiniu atžvilgiu plačiame dažnių diapazone ir atitinka išaugusius patalpų dizaino reikalavimus.

Pluoštinėse garsą sugeriančiose medžiagose oro virpesių energijos paskirstymas bei jos virsmas šiluma vyksta keliuose fiziniuose lygmenyse. Pirma, dėl oro klampumo, o jis gana didelis vidinėje pluošto erdvėje, oro dalelių virpesiai sąlygoja trintį. Pluošto medžiagos trinasi viena į kitą, ir galiausiai dėl kristalų trinties vyksta paties pluošto kristalų energijos išsklaidymas. Taip paaiškinama, kodėl esant vidutiniam ar aukštam dažniui garso sugėrimo koeficientas yra tarp 0,4 ir 1,0.

Priminsime, jog garso sugėrimo koeficientas lygus neatsimušusios (susigėrusios ir perėjusios kiaurai) nuo paviršiaus virpesių energijos, veikiančios paviršių. Pluoštinės medžiagos paprastai naudojamos akustinių savybių pagerinimui kino teatruose, teatruose, koncertų salėse, auditorijose. Be to, jos naudojamos triukšmingumo lygio sumažinimui vaikų darželiuose, mokyklose, ligoninėse, restoranuose, biuruose, prekybos salėse, laukiamosiose salėse, pramoninėse patalpose.

Norint padidinti žemų dažnių garso sugėrimą, reikia padidinti  pluoštinių medžiagų storį ir numatyti oro tarpą tarp medžiagos ir atspindinčios konstrukcijos.

Pluoštinės garsą sugeriančios medžiagos be dažų ar išorinio medžiagos sluoksnio naudojamos su išorine apsauga nuo mechaninių pažeidimų, gaminamos iš perforuotų medžiagų (medienos, presuotos medienos plokščių, gipso kartono).

Tarp ekrano ir pluoštinės medžiagos dedama orą praleidžianti drobė, kad būtų išvengta audinio dalelių emisijos. Konstrukcijos, padengtos perforuotu pluoštu, leidžia pasiekti gana gerų garso sugėrimo rodiklių plačiu dažnių diapazonu. Sugeriamo garso dažnių charakteristika reguliuojama reguliuojant pasirinktų medžiagų storį, dydį, formą, tarpus tarp angelių. Garso sugėrimo medžiagos su metaliniu perforuotu ekranu rekomenduojamos kaip vandalizmui atspari danga.

Garso sugėrimas porėtomis (akytomis) arba pluoštinėmis medžiagomis, padengtomis perforuotu ekranu, yra rezonansinis. Tokių konstrukcijų prototipas - tai Helmholco rezonatorius, susidedantis iš oro ertmės, anga sujungtos su patalpos oru (pvz., molinis indas, įmūrytas sienon, su patalpon nukreipta anga). Tokie garso sugėrimo rezonatoriai veikia siaurame dažnių diapazone arti savojo rezonatoriaus dažnio. Norint gauti aukštą garso sugėrimo koeficientą (0,7-0,9) plačiu diapazonu, naudojamos daugiasluoksnės rezonavimo konstrukcijos, susidedančios iš 2-3 lygiagrečių ekranų su skirtinga perforacija bei skirtingo storio oro tarpu.

Garsą sugeriančios konstrukcijos su gerais sugėrimo rodikliais žemų dažnių srityje gaminamos panelių, susidedančių iš plonų plokščių, sutvirtintų ant rėmo, pavidalu. Plokštės išdėstytos nedideliu atstumu nuo atitveriančiųjų paviršių. Dėl garso bangų panelės virpės, sutampant panelių dažniui su garso bangų dažniais, šios bangos bus atspindėtos (susigers). Jeigu tokiu atveju tarp panelių ir atitveriančiųjų konstrukcijų išdėstyti efektyvūs vidutiniuose ir aukštuosiuose dažniuose sugėrimo pluoštai, gaunamos plačiajuostes garso sugėrimo konstrukcijas. Be šių konstrukcijų sunku pasiekti optimalų aido laiką koncertų bei teatrų salėse, kur tik minkštųjų pluoštinių medžiagų naudojimas  „pridusina"  vidutinio ir aukšto dažnio garsus, tačiau tuo metu žemų dažnių garsai salėje vis dar gaudžia.

Garsui nepralaidžios lubos

Didelio tūrio patalpose aidėjimo lygio sumažinimo efektyvumas pasiekimas pridėjus papildomų garsą sugeriančių medžiagų. Tokiose patalpose taip pat svarbu pasinaudoti ir sienų bei lubų formomis. Ne plokščios, o išgaubtos lubos bei nelygumai sienose (balkonai ir kiti išsikišimai) didina garso susigėrimą (žemuose dažniuose - dėl paviršiaus formos, vidutiniuose ir aukštuose - dėl daugkartinio atsispindėjimo nuo nutolusių sienų ir lubų plotų). Be to, tai sąlygoja didesnį garso lauko difuziškumo lygį, kas teigiamai atsiliepia akustiniam patalpos klimatui.

Sienos, "dekoruotos" garsą sugeriančiais ekranais

Tais atvejais, kai garsą sugeriančių medžiagų negalima panaudoti atitvarinėse konstrukcijose (pvz., jos skaidrios) arba jų plotas nepakankamas norint pasiekti reikiamą efektą, naudojamos pakabinamos (erdvinės) garso sugėrimo konstrukcijos. Dažniausiai tai plokšti lakštai, padengti pluoštiniais dažais, aptempti drobe arba apvilkti perforuoto metalo lakštais. Tokios akustinės konstrukcijos yra labai efektyvios, nes pakabintos vertikaliai, jos sugeria garsą visu paviršiumi. Jeigu šios konstrukcijos kabinamos taip, kad sudarytų uždaras figūras (kvadratus, trikampius ir pan.), garso sugėrimas padidėja dėl rezonansinio sugėrimo ore tarp vertikalių panelių.

Erdvinės garso sugėrimo konstrukcijos

Renkantis garso sugėrimo priemones, be akustinių reikalavimų reikėtų atsižvelgti į patalpos eksploatavimo sąlygas. Todėl svarbios tokios medžiagų savybės, kaip atsparumas ugniai bei drėgmei, mechaninis tvirtumas, ekonomiškumas, biologinis atsparumas, antrinio dažymo galimybė bei atsparumas dulkėms bei kenkėjams. 

Minkšti baldai koncertų salėje, dekoracijos, užuolaidos, kiliminės dangos didina bendrą garso sugėrimą - į tai turi būti atsižvelgiama, renkantis garsą sugeriančias apdailos medžiagas. 

Garso izoliacija ir garso sugėrimas

Praktikoje garso izoliacija ir garso sugėrimas dažnai sutapatinami, nors tarp jų yra principinis skirtumas.

• Garsą izoliuojanti atitvara turi nepraleisti garso energijos iš triukšmingos patalpos į tylią patalpą.
• Garso sugėrimo paskirtis - sumažinti garso slėgio lygį patalpoje.

Paprastai izoliuojančios atitvaros garso sugėrimo lygis būna nedidelis ir garsas nuo jos gerai atsispindi. Dalis garso bangų energijos, sklindančios uždaroje patalpoje, pasiekusios atitvarą, nuo jos atsispindi, dalis prarandama konstrukcijos medžiagoje, o kita dalis pro ją pereina į izoliuojamą patalpą.

Jeigu patalpoje nėra garsą sugeriančių medžiagų, tai garso bangos nuo tokių plokštumų atsispindi ir pirminės savo energijos praranda mažai. Jeigu patalpos plokštumos padengtos garso sugeriamosiomis medžiagomis, tai atsispindėjusios nuo plokštumų bangos jau praranda didelę dalį savo pirminės energijos. Tokios medžiagos sugeria garsą tiek patalpoje su triukšmo šaltiniu, tiek ir izoliuojamoje patalpoje.

Garso sugertį lemia svyravimų energijos perėjimas į šilumą dėl trinties medžiagoje. Nuostoliai dėl trinties yra dideli poringosiose medžiagose. Ir atvirkščiai, garsą izoliuojančioms konstrukcijoms reikalingos kietos tankios medžiagos. Medžiagų, taip pat gaminių, pagamintų iš atitinkamų žaliavų, naudojimo sritį statybose lemia jų savybės.

Kaip vienos, taip ir kitos akustinės medžiagos gali būti mineralinės ir organinės. Akustinės medžiagos turi būti atsparios drėgmei ir biologiniams veiksniams, o eksploatacijos metu turi nepakisti jų savybės. Be to, jos turi būti nedegios.

Garsą sugeriančios medžiagos turi sumažinti energiją garsinių virpesių, kurie plinta oru ir atsimuša į atitvarines konstrukcijas (grindis, lubas, sienas). Šios medžiagos ir gaminiai vartojami tokiose patalpose, kuriose reikia sumažinti triukšmo lygį (pramoniniuose cechuose, kontorose ir kitose patalpose), kuriose reikia sudaryti geras akustines sąlygas (salėse, auditorijose ir pan.), ir patalpose, kuriose reikia sudaryti specialias akustines sąlygas (televizijos, radijo studijose ir pan.), taip pat irspecialiems garsą izoliuojantiems sluoksniams- ventiliavimo, liftų ir kitokiuose įrengimuose.

Garsą sugeriančios medžiagos visu eksloatacijos laikotarpiu turi gerai sugerti garsą. Be to, jos turi būti nedegios arba sunkiai degios.

Pagal garso sugėrimo pobūdį medžiagos skirstomos į kietas- akytas, akytas- tamprias, membranines ir perforuotas. 

Vienasluoksnė perdangos plokštė neužtikrina norminės smūginio garso izoliacijos. Izoliacija galima žymiai pagerinti, įrengus grindis ant tampraus pagrindo. Smūgiai į grindis sukelia periodines tampraus sluoksnio deformacijas. Kadangi tampraus sluoksnio medžiaga yra nevienalytė, tai deformuodamasi ji sugeria didelę dalį smūgio energijos ,kuri pavirsta šiluma. Dėl to sumažėja laikančios perdangos plokštės virpesių amplitudė, o drauge ir išspinduliuojamo garso energija.

Perdangos turi atitikti tiek smūginio, tiek ir orinio garso izoliacijos norminius reikalavimus.

Parengė Rūta Šantaraitė

Statybų ir būsto gido Asa.lt informaciją atgaminti visuomenės informavimo priemonėse bei interneto tinklalapiuose be raštiško UAB "IKS" sutikimo draudžiama.