Sisätilojen vaimennukseen uusi tehokkaampi tapa

Akustiikalla on alan kokemusten perusteella suuri merkitys työtehoon ja -viihtyvyyteen. Hiljaisessa ympäristössä on helpompaa keskittyä ja ihminen jaksaa paremmin. Hälyisä toimisto sen sijaan rasittaa ja jatkuva puheensorina ympärillä saattaa aiheuttaa usein toistuvia keskeytyksiä työntekoon.

Aalto-yliopiston signaalinkäsittelyn ja akustiikan laitoksen tutkijat ovat selvittäneet yhteistyössä Lumir Oy:n kanssa selluloosakuitujen soveltuvuutta akustiikkamateriaaleihin.

– Luonnonkuituja käytettäessä pääsemme ohuemmilla rakenteilla samoihin äänen absorptioarvoihin kuin synteettisillä kuiduilla, selvitystä tekemässä oleva tohtorikoulutettava Jose Cucharero kertoo. Cuchareron väitöskirjatutkimus käsittelee luonnonkuitujen ominaisuuksien vaikutusta äänen absorptioon ja kuitujen hyödyntämistä huoneakustiikassa. Absorptiolla tarkoitetaan ääniaaltojen vaimentumista huokoisessa aineessa.

Selluloosakuitupohjaisia akustiikkaratkaisuja voidaan soveltaa useisiin erilaisiin tiloihin esimerkiksi akustiikkaruiskutteiden avulla. Kyseinen kuitumassa voidaan ruiskuttaa lähes minkä tahansa pinnan päälle. Tällöin pinnalle muodostuu huokoinen ja ääntä imevä kerros.

Lasi- ja kivivillan kaltaiset synteettiset kuidut ovat tasalaatuisia. Selluloosakuiduissa on sen sijaan luontaisia epäsäännöllisyyksiä. Näitä epäsäännöllisyyksiä voidaan hyödyntää, kun kehitetään ääntä sisätiloissa vaimentavia materiaaleja.

– Selluloosakuitujen rakenteen epäsäännönmukaisuus on eduksi, koska tällöin ääntä vaimentavia mekanismeja on enemmän kuin synteettisissä tasalaatuisissa kuiduissa. Esimerkiksi osa sellukuiduista on onttoja ja kuiduissa on reikiä. Kuituja on erikokoisia, joten huokoisuutta on montaa eri kokoa, toisin kuin tasalaatuisessa synteettisessä kuiturakenteessa, Aalto-yliopiston sähkötekniikan korkeakoulun signaalinkäsittelyn ja akustiikan laitoksen professori Tapio Lokki selvittää.

Ääntähän kuljettavat ilmamolekyylit, jotka värähtelevät paikallisesti. Lokin mukaan värähtelyä voidaan vaimentaa sitä enemmän, mitä moninaisempi kuitujen huokoinen rakenne on. Tutkimuksessa havaittiin myös, että lehtipuukuidut vaimentavat ääntä paremmin kuin havupuukuidut.

Akustisten ominaisuuksien lisäksi selluloosakuidut ovat ympäristöystävällisempiä verrattuna perinteisiin akustiikkamateriaaleihin. Selluloosakuitujen valmistus kuluttaa vähemmän energiaa ja niihin sitoutuu merkittäviä määriä ilmakehän hiilidioksidia.

Selluloosakuituja käytetään perinteisesti kertakäyttöisissä tuotteissa kuten pakkauksissa ja papereissa, jolloin niihin sitoutunut hiili vapautuu hiilidioksidina ilmakehään verrattain nopealla kierrolla. Sen sijaan rakennustuotteissa kuten akustiikkapaneeleissa hiili sitoutuu rakennukseen useiksi kymmeniksi vuosiksi.

Tapio Lokin mukaan raaka-ainekustannukset perinteisissä ja sellupohjaisissa akustiikkatuotteissa ovat suunnilleen samaa luokkaa.

– Selluuloosakuitujen raaka-aine on halpaa, jopa selluteollisuuden sivuvirtoja voidaan käyttää raaka-aineena. Tällä hetkellä sellukuidusta tehdyt tuotteet ovat vielä kalliimpia, mutta tämä johtuu muiden tuotteiden massatuotannosta. Periaatteellista hintaeroa ei ole vaan käytännössä ero on tuotantomäärissä ja siitä syntyvästä skaalautuvuudesta.

Sellusta valmistettuja akustiikkalevyjä voi Lokin mukaan asentaa esimerkiksi kotiin, kouluihin, toimistoihin, kirjastoihin ja aulatiloihin.

– Sellupohjaiset tuotteet ovat parempia siinäkin mielessä, että niistä ei tule sisäilmaongelmia. Uskon, että kunhan tuotantomääriä saadaan nostettua, sellupohjaisilla tuotteilla on mahdollisuus korvata suurelta osin perinteiset lasi- ja kivivillatuotteet.