Zvukově pohltivé materiály: co kolik skutečně pohltí

Zvukově pohltivý materiál funguje tehdy, když do něj vzduch může vnikat a třením ztrácet energii – a jak hluboko do basů zabere, určuje především jeho tloušťka, ne cena ani vzhled. Proto tenká pěna pracuje od jednoho kilohertzu výš a půlmetrový roh pohltí i padesátku. Níže najdete orientační hodnoty pro běžné materiály, vysvětlení čísel z katalogových listů a past, kterou v sobě skrývá hodnota α_w.

Rychlá odpověď

• Pohltivost se udává činitelem α v rozsahu 0 až 1 a je vždy frekvenčně závislá. Jedno číslo bez uvedení frekvence nic neznamená.
• Tloušťka rozhoduje víc než hustota. Materiál pracuje efektivně zhruba od frekvence, jejíž čtvrtvlna odpovídá jeho tloušťce.
• Pět centimetrů porézního materiálu zabere dobře od zhruba 500 Hz výš. Deset centimetrů, nebo pět centimetrů plus vzduchová mezera, posune hranici výrazně níž.
• Textilie fungují jen při dostatečné hmotnosti, nařasení a odstupu od stěny. Napnutá lehká záclona akusticky neexistuje.
• Hodnota α_w se počítá až od 250 Hz. Panel s α_w 0,95 může být na 100 Hz zcela neúčinný – a přesto se prodává jako špičkový.
• U dřevěných lamelových panelů dělá práci plsť na zadní straně, ne lamely.

Co znamenají čísla v katalogu

α (činitel zvukové pohltivosti) udává, jakou část dopadající energie povrch nevrátí zpět do místnosti. Hodnota 0,60 znamená, že se 60 % energie v materiálu ztratí a 40 % se odrazí. Měří se po třetinooktávových pásmech, protože každý materiál pracuje na každé frekvenci jinak.

Proč bývá v tabulkách hodnota přes 1,00? Měření probíhá v dozvukové komoře a na okrajích vzorku dochází k ohybu vlny, takže materiál se akusticky chová, jako by měl větší plochu, než jakou skutečně má. Naměřená hodnota pak vyjde například 1,05. Není to chyba ani marketing, jen důsledek metody – proto se pro praktické účely nad 1,00 zaokrouhluje.

α_w (vážený činitel podle ISO 11654) je jedno souhrnné číslo, které vznikne proložením naměřených hodnot referenční křivkou v pásmu 250 až 4000 Hz. Podle něj se materiály zařazují do tříd pohltivosti: A odpovídá 0,90 až 1,00, B 0,80 až 0,85, C 0,60 až 0,75, D 0,30 až 0,55 a E 0,15 až 0,25.

NRC je americká obdoba: prostý průměr hodnot na 250, 500, 1000 a 2000 Hz zaokrouhlený na 0,05.

A teď to podstatné, co se z prodejních stránek většinou nedozvíte: obě souhrnná čísla začínají až na 250 Hz. Co se děje na 125 Hz a níž, do nich vůbec nevstupuje. Materiál zařazený do třídy A tedy může být v basech naprosto bezmocný, a přitom formálně nikdo nelže. Když vám tedy někdo nabízí dvoucentimetrový panel s α_w 0,90 jako řešení dunivých basů, nedívejte se na to souhrnné číslo, ale na hodnotu na 125 Hz. Pokud ji neuvádí, víte proč.

Tři principy, nic víc

Porézní absorbéry – minerální vlna, polyesterová plsť, pěna s otevřenými buňkami, textilie. Zvuk do nich vniká, rozpohybuje vzduch v pórech a ten se třením o vlákna mění v teplo. Pracují širokopásmově a jejich dolní hranici určuje tloušťka.

Membránové absorbéry – deska nebo pružná fólie napnutá před uzavřenou vzduchovou dutinou. Nespoléhají na tření vzduchu, ale na to, že se celá plocha rozkmitá. Díky tomu zaberou pod 100 Hz při rozumné hloubce, kde by porézní materiál potřeboval půl metru.

Rezonátory – perforované desky a štěrbinové obklady s dutinou. Fungují na Helmholtzově principu a jsou úzkopásmové: přesně naladěné na jedno pásmo, mimo něj téměř nic. Proto se v praxi skoro vždy kombinují s porézní výplní dutiny.

Cokoli dalšího, co uvidíte, je některým z těchto tří principů nebo kombinací. Difuzory do téhle kategorie nepatří – ty energii nepohlcují, jen ji rozptylují do více směrů a časů.

Co kolik pohltí

Hodnoty níže jsou orientační rozsahy z akustické literatury a z běžných materiálových tabulek pro celé kategorie materiálů. Konkrétní výrobek se od nich může lišit podle složení, montáže i úpravy povrchu, ale pro pochopení rozdílů jsou dostatečně přesné. Uvádím tři frekvence: 125 Hz zastupuje basy, 500 Hz střední pásmo a 2000 Hz výšky.

Tvrdé povrchy, tedy to, proti čemu stojíte

• Omítka nebo beton s nátěrem – 125 Hz: 0,01 · 500 Hz: 0,02 · 2000 Hz: 0,02. Prakticky dokonalé zrcadlo pro zvuk.
• Velká skleněná tabule – 125 Hz: 0,18 · 500 Hz: 0,04 · 2000 Hz: 0,02. Zajímavé je, že sklo pohltí v basech víc než ve výškách – velká tabule se sama rozkmitá a chová se jako membrána.
• Sádrokarton na roštu s dutinou – 125 Hz: 0,25 až 0,30 · 500 Hz: 0,05 · 2000 Hz: 0,07. Stejný princip. Právě proto sádrokartonový podhled sám o sobě dozvuk nevyřeší, jen trochu pomůže v basech.
• Dřevěná podlaha na polštářích – 125 Hz: 0,15 · 500 Hz: 0,10 · 2000 Hz: 0,06.

Textilie

• Lehká záclona napnutá na okně – 125 Hz: 0,03 · 500 Hz: 0,11 · 2000 Hz: 0,24. Akusticky zanedbatelné.
• Těžký závěs nařasený na dvojnásobek šířky, zavěšený 10 cm od stěny – 125 Hz: 0,14 · 500 Hz: 0,55 · 2000 Hz: 0,70. Stejná plocha, pětinásobný účinek. Rozdíl nedělá materiál sám, ale hmotnost, řasení a vzduchová mezera.
• Tenký koberec položený přímo na betonu – 125 Hz: 0,02 · 500 Hz: 0,14 · 2000 Hz: 0,60.
• Hustý koberec na podložce – 125 Hz: 0,08 · 500 Hz: 0,57 · 2000 Hz: 0,71. Podložka posune účinek o celé pásmo níž, protože vytvoří pod kobercem stlačitelnou vrstvu.

Porézní absorbéry

• Pěna 2,5 cm – 125 Hz: 0,05 · 500 Hz: 0,30 · 2000 Hz: 0,80. Slušná ve výškách, v basech nic. Odtud pochází pověst o „hluché, ale stále dunivé“ místnosti.
• Pěna nebo vlna 5 cm na stěně – 125 Hz: 0,15 · 500 Hz: 0,90 · 2000 Hz: 1,00.
• Táž vrstva 5 cm odsazená 5 cm od stěny – 125 Hz: 0,30 · 500 Hz: 1,00 · 2000 Hz: 1,00. Dvojnásobek v basech, a přitom jste nepřidali ani gram materiálu.
• Vrstva 10 cm na stěně – 125 Hz: 0,35 · 500 Hz: 1,00 · 2000 Hz: 1,00.
• Polyesterová plsť 9 mm – 125 Hz: pod 0,05 · 500 Hz: 0,25 · 2000 Hz: 0,65. Tenké designové desky mají smysl na velkých plochách a proti srozumitelnosti řeči, ne proti basům.

Nábytek a lidé

U předmětů se místo činitele udává rovnou pohltivost v m² Sabine na kus, protože nemají jasně definovanou plochu:

• čalouněné křeslo s látkovým potahem: zhruba 0,4 až 0,5 m² Sabine
• dospělý člověk: zhruba 0,4 až 0,5 m² Sabine
• otevřená, nerovnoměrně zaplněná knihovna: podobný řád, navíc s výrazným rozptylem

Deset lidí v místnosti tedy přinese kolem 4 až 5 m² pohltivosti. Proto zní zaplněná místnost jinak než prázdná a proto se akustika sálů navrhuje zvlášť pro obsazený a neobsazený stav.

Tloušťka rozhoduje víc než hustota

Porézní materiál pracuje nejúčinněji tam, kde má vzduch největší rychlost kmitání – a to je zhruba ve čtvrtině vlnové délky od odrazné stěny. U 1000 Hz je vlnová délka 34 cm, čtvrtvlna tedy 8,5 cm; pěticentimetrový panel je v tomhle pásmu jako doma. U 100 Hz je vlnová délka 3,44 metru a čtvrtvlna 86 cm. Tam už tentýž panel leží přímo u stěny, kde se vzduch skoro nehýbe, a nemá s čím pracovat.

Z toho plyne nejlevnější trik v celé akustice: odsaďte panel od stěny. Pět centimetrů materiálu na pěticentimetrovém roštu pracuje výrazně níž než tentýž panel nalepený napevno, a nestojí to nic než latě. Stejný princip funguje u závěsu zavěšeného před oknem a u koberce na podložce.

Hustota: kdy pomůže a kdy uškodí

Existuje rozšířená představa, že čím hustší materiál, tím lépe pohlcuje. Platí to jen po určitou mez. Zvuk musí do materiálu vniknout – když je příliš zhutněný, začne se od jeho povrchu odrážet a výsledek se zhorší. Proto se v akustice nepoužívají tvrdé desky určené na zateplení fasád, i když váží hodně.

Praktický důsledek: hustší materiál dává lepší výsledek při malé tloušťce, řidší při velké. Pro tenké panely na stěnu se hodí materiál s vyšší objemovou hmotností – takhle je postavená naše akustická pěna Elitexa s objemovou hmotností 200 kg/m³, která díky tomu pracuje i v tenkých deskách. Pro hluboké rohové prvky naopak dává smysl větší objem méně hutného materiálu doplněný o membránu.

Textilie: tři podmínky, jinak to nefunguje

Rozdíl mezi 0,11 a 0,55 na 500 Hz z tabulky výše nedělá typ látky, ale způsob použití:

1. Plošná hmotnost. Lehká dekorační tkanina nemá co pohlcovat. Akustický závěs je řádově těžší než běžná záclona a je to znát už při sundávání z tyče.
2. Nařasení na dvojnásobek šířky. Napnutá látka je jen tenká plocha; nařasená je porézní vrstva s objemem a s vlastními vzduchovými kapsami.
3. Odstup od tvrdého povrchu. Několik centimetrů mezi závěsem a oknem posune účinnost do nižších frekvencí, přesně jako u odsazeného panelu.

Když všechny tři podmínky splníte, pokryjete jednou položkou největší tvrdou plochu v místnosti a navíc ji můžete kdykoli odhrnout. Šijeme akustické závěsy na míru včetně nehořlavých provedení právě proto, že rozměr a řasení jsou tady důležitější než vzor. U podlahy platí totéž: akustický koberec se od bytového liší hustotou a hmotností, ne vzhledem.

Co vypadá jako akustický materiál, ale není

• Polystyren. Uzavřené buňky, zvuk do něj nevnikne a nemá se v čem třít. Pohltivost prakticky nulová. Tepelný izolant není akustický izolant.
• Vajíčková plata. Tvarem rozptýlí něco nad 2 kHz, pod tím nic. K tomu jde o snadno hořlavý papír v obytné místnosti.
• Korek. Vypadá porézně, ale má převážně uzavřenou strukturu. Na kročejový hluk v podlaze má smysl, na dozvuk téměř ne.
• Koberec pověšený na stěnu. Fungoval by, kdyby visel s odstupem a byl dost těžký. Přilepený nastěno pracuje jen ve výškách, a to je přesně ten druh úpravy, po které místnost zní mrtvě a pořád duní.
• Dřevěné lamelové panely. Největší současný trend a zároveň největší nedorozumění. Samotné lamely na tvrdé desce zvuk pouze rozptylují. Pohlcuje plsť nebo rouno na zadní straně, případně dutina za panelem. Když u lamelového panelu není uvedeno, co je vzadu a jak silné to je, nekupujete akustiku, ale obklad.

Od čísel k metrům čtverečním

Hodnoty výše samy o sobě nákup nevyřeší. Praktická otázka zní, kolik metrů čtverečních daného materiálu je potřeba – a to se počítá z objemu místnosti a z výchozí doby dozvuku. Celý postup i s příkladem pro obývák najdete v článku o akustice místnosti; pokud řešíte konkrétně rozmazanou řeč a slévající se zvuk, začněte u návodu, jak se zbavit ozvěny v místnosti.

Pro orientaci: v běžném obýváku s tvrdými povrchy vychází potřeba na 7 až 11 m² skutečně pohltivé plochy. Pokud tuhle plochu složíte z materiálu, který pracuje až od 1 kHz, splníte tabulku a přesto budete zklamaní. Proto se v praxi kombinuje: širokopásmové panely na plochu, hlubší prvky s membránou do rohů, textil na okna a podlahu.

Nechcete vybírat naslepo? Pošlete nám rozměry místnosti, popis povrchů a fotografie. V rámci online akustického měření vám vrátíme návrh s konkrétním materiálem, tloušťkou a plochou. Vyrábíme v prémiové kvalitě a prakticky v jakémkoli rozměru, takže tloušťku ani formát nemusíte volit podle toho, co je zrovna skladem.

Časté dotazy

Který materiál pohlcuje zvuk nejlépe?

Žádný univerzálně. Na střední a vyšší pásmo porézní materiály o tloušťce od 5 cm, na basy membránové prvky nebo velká hloubka v rozích. Otázka vždy zní „na které frekvenci“, ne „nejlépe“.

Je minerální vlna lepší než akustická pěna?

Při stejné tloušťce a srovnatelné prodyšnosti se výsledky liší málo. Rozhodují spíš praktické věci: hmotnost, práce s materiálem, uvolňování vláken a požární vlastnosti. Pro panely do obytných prostor se proto často volí pěna nebo polyester.

Pomůže zateplení stěny i proti hluku?

Ne přímo. Tepelná izolace řeší prostup tepla, akustika prostup a pohlcení zvuku, a nejpoužívanější tepelný izolant – polystyren – akusticky nedělá prakticky nic.

Proč se u některých materiálů uvádí pohltivost větší než 1?

Kvůli ohybu vlny na okrajích vzorku při měření v dozvukové komoře. Materiál se chová, jako by měl větší plochu, než jakou má geometricky. Pro praxi se hodnoty nad 1,00 zaokrouhlují dolů.

Jsou dřevěné lamelové panely akustické?

Záleží výhradně na zadní straně. Lamely samy zvuk rozptylují, pohlcuje až plsť nebo rouno za nimi. Bez uvedené tloušťky a druhu podkladové vrstvy jde o dekorativní obklad.

Jak silný materiál potřebuji na basy?

Aby porézní materiál znatelně pracoval na 100 Hz, potřebuje řádově desítky centimetrů hloubky nebo odpovídající vzduchovou mezeru. Proto se basy řeší v rozích a membránovými prvky, ne silnější deskou uprostřed stěny.

Shrnutí

Pohltivost není vlastnost značky ani ceny, ale fyziky: zvuk musí do materiálu vniknout a mít se v čem třít. Tloušťka a odstup od stěny rozhodují o tom, jak hluboko materiál zabere, víc než hustota. Souhrnná čísla α_w a NRC začínají až na 250 Hz, takže o basech neříkají nic – a právě tam je největší prostor pro zklamání. Textilie fungují, ale jen těžké, nařasené a odsazené. A u lamelových panelů si vždy zjistěte, co je vzadu.

Dalším krokem je spočítat si, kolik pohltivé plochy vaše místnost potřebuje, a teprve pak vybírat materiál.