Akoestische materialen – alles wat je erover moet weten!

We komen akoestische materialen overal tegen waar geluidskwaliteit telt: in concertzalen, bioscopen, theaters, opnamestudio’s, collegezalen en gewone woningen. Het probleem is dat er online flink wat onjuistheden over circuleren en dat sommige handleidingen basisbegrippen door elkaar halen. Dit artikel zet op een rij wat echt de moeite waard is om te weten, voordat er een bepaald materiaal voor een bepaalde toepassing wordt gekozen.

Wat zijn akoestische materialen?

Akoestische materialen zijn grondstoffen die in de meeste gevallen verder bewerkt moeten worden voordat ze in het eindproduct terechtkomen. Ze dienen als vulling voor geluidsabsorberende elementen: absorbers, diffusors, akoestische scheidingswanden, bass traps, platen en panelen. Na bewerking (in een frame gevat, met stof bekleed) krijgt het materiaal een esthetische uitstraling en volledige akoestische eigenschappen, waardoor de kant-en-klare elementen zowel in kantoren als in woningen goed werken.

Wat zijn de populairste akoestische materialen?

Het overgrote deel van de geluidsabsorberende elementen wordt gemaakt van een paar groepen grondstoffen, en elk daarvan reageert anders op een geluidsgolf:

• minerale wol (glaswol of steenwol) – het meest gebruikt in panelen en absorbers vanwege de hoge absorptiecoëfficiënt
• akoestisch schuim (polyurethaan) – een lichter alternatief voor wol, populair in studio’s en thuiskantoren
• vilt – een materiaal met een dichtere structuur, graag gebruikt waar ook de uitstraling van het interieur telt
• vezelplaten en -matten – gebruikt als vulling in wand- en plafondpanelen
• zware materialen (gipsplaat, MDF, verzwaarde matten) – zorgen voor isolatie, niet voor absorptie

Elk van deze materialen heeft andere technische parameters en beïnvloedt het geluid op een andere manier, daarom is het verstandig om voor de aankoop de exacte specificaties te bekijken, in plaats van alleen op prijs of uiterlijk af te gaan.

Het verschil tussen geluidsabsorptie en geluidsisolatie

Dit onderscheid is cruciaal en wordt tegelijk het vaakst verward in handleidingen op internet.

Geluidsabsorptie is het vermogen van een materiaal om een geluidsgolf te absorberen. Een hoge geluidsabsorptie verbetert de akoestiek van de ruimte en vermindert de nagalm, waardoor zelfs zachte muziek of een gesprek goed hoorbaar is. Die wordt bereikt met poreuze materialen op de wanden of het plafond, en daarom zetten concertzalen en opnamestudio’s juist daarop in.

Geluidsisolatie is het vermogen van een scheidingsconstructie om de geluidsoverdracht tussen ruimtes te beperken. Die wordt gemeten in decibel (dB, preciezer met de index Rw), en de waarde wordt vooral bepaald door de massa van de constructie: hoe zwaarder de wand of vloer, hoe moeilijker een golf erdoorheen komt.

Ruimtes die de beste klank vereisen, bijvoorbeeld luisterruimtes, moeten op beide eigenschappen tegelijk goed scoren: geluidsabsorptie zorgt voor de geluidskwaliteit binnen, isolatie ervoor dat dat geluid buiten niet stoort.

Akoestische materialen die de geluidsabsorptie verbeteren

Voor een hogere geluidsabsorptie zorgen poreuze materialen, die de energie van de geluidsgolf omzetten in een kleine hoeveelheid warmte. Hoe meer microscopisch kleine kanaaltjes de structuur van het materiaal bevat, hoe effectiever die omzetting verloopt.

Indicatieve absorptiecoëfficiënten (alfa, in het bereik 0-1, voor de band 500-2000 Hz) van populaire materialen met een dikte van ca. 5 cm:

Waarden boven 1 in sommige grafieken van fabrikanten zijn geen fout; ze zijn het gevolg van de meetprocedure en het zogeheten randeffect van het testmonster. De werkelijke effectiviteit van een materiaal hangt vooral af van de dikte, de porositeit en de luchtstromingsweerstand, waardoor twee materialen uit dezelfde groep in de praktijk zelfs ruim tien procent van elkaar kunnen verschillen.

Welke materialen beïnvloeden de geluidsisolatie?

Materialen die voor isolatie zorgen, werken volgens een heel ander principe dan materialen die voor absorptie zorgen, en daarom leidt het verwarren ervan tot kostbare aankoopfouten.

Hier gaat het vooral om massa en stijfheid. Hoe zwaarder de scheidingsconstructie, hoe moeilijker een geluidsgolf die in trilling brengt, en juist die trillingen brengen het geluid naar de andere kant. Populaire isolatiematerialen zijn gipsplaat (dichtheid ca. 700-900 kg/m3) en MDF-plaat (ca. 750 kg/m3), vaak gecombineerd met antitrillingsonderlagen of een laag schuim die de trillingen van de plaat zelf dempt.

Indicatief levert een verdubbeling van de oppervlaktemassa van een scheidingsconstructie een isolatiewinst van ca. 5-6 dB op (de zogeheten massawet). Daarom isoleren twee lagen gipsplaat duidelijk beter dan één, zelfs zonder de rest van de constructie te veranderen.

Eén ding is goed om voortaan te onthouden: geluidsisolatie wordt altijd in decibel uitgedrukt, geluidsabsorptie nooit. Als een handleiding deze twee eenheden door elkaar haalt, is dat een signaal dat er inhoudelijke fouten in staan en dat het beter is de informatie in een andere bron te controleren.

Bronnen:

[1] Alton E. F., Pohlmann K. C., Handboek akoestiek (Poolse uitgave), vert. Kurylak Witold, 5e druk, Katowice 2013

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

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