Bông cách âm là gì? Có những loại nào theo độ dày & mật độ

Trong cuộc sống hiện đại, đặc biệt là trong môi trường công nghiệp và dân dụng, tiếng ồn đã trở thành một vấn đề cần được xử lý một cách triệt để. Tiếng ồn không chỉ gây ảnh hưởng tiêu cực đến sức khỏe tinh thần mà còn làm giảm hiệu quả làm việc và chất lượng cuộc sống. Bông cách âm ra đời như một giải pháp kỹ thuật tối ưu, giúp kiểm soát âm thanh hiệu quả trong nhiều loại không gian khác nhau.

Khái niệm bông cách âm và nguyên lý hoạt động

Bông cách âm là gì?

Bông cách âm là loại vật liệu dạng sợi, được chế tạo từ các nguyên liệu như đá bazan, thủy tinh, xỉ lò cao hoặc các vật liệu tổng hợp khác. Vật liệu này có cấu trúc đặc trưng gồm hàng triệu sợi nhỏ được đan xen với nhau, tạo nên một mạng lưới 3D chứa nhiều khoảng trống nhỏ. Chính những khoảng trống này đóng vai trò quan trọng trong việc hấp thụ và phân tán năng lượng âm thanh.

Không giống như các vật liệu cách âm cách nhiệt dạng đặc, bông cách âm hoạt động dựa trên nguyên lý chuyển đổi năng lượng. Khi sóng âm đi qua cấu trúc sợi, năng lượng âm thanh sẽ được chuyển hóa thành nhiệt năng thông qua quá trình ma sát giữa các phân tử không khí và bề mặt của sợi.

Cơ chế cách âm của vật liệu dạng sợi

Khi âm thanh truyền qua không khí và tiếp xúc với bông cách âm, ba hiện tượng vật lý xảy ra đồng thời:

1. Hấp thụ âm: Các sợi trong bông cách âm tạo ma sát với phân tử không khí, chuyển hóa năng lượng âm thanh thành nhiệt năng cực nhỏ.
2. Phản xạ âm: Một phần sóng âm bị phản xạ khi gặp bề mặt vật liệu, giảm cường độ âm thanh truyền qua.
3. Khuếch tán âm: Cấu trúc không đồng nhất của bông làm phân tán sóng âm theo nhiều hướng khác nhau, giảm năng lượng âm tập trung.

Hiệu quả cách âm của bông phụ thuộc vào hai yếu tố chính: độ dày và mật độ của vật liệu. Vật liệu càng dày thì quãng đường sóng âm phải đi qua càng dài, tăng khả năng hấp thụ năng lượng. Đồng thời, mật độ cao giúp tạo ra nhiều điểm tiếp xúc giữa sóng âm và vật liệu, từ đó nâng cao hiệu quả chuyển đổi năng lượng.

Phân loại bông cách âm phổ biến hiện nay

Bông cách âm Glasswool (bông thủy tinh)

Bông thủy tinh cách âm được sản xuất từ cát silic được nung chảy, sau đó kéo thành sợi và liên kết bằng nhựa phenolic. Đây là loại vật liệu cách âm có trọng lượng nhẹ hơn so với rockwool, với mật độ thường nằm trong khoảng từ 12kg/m³ đến 48kg/m³.

Các đặc điểm nổi bật của bông thủy tinh cách âm bao gồm:

• Nhẹ, dễ cắt và lắp đặt
• Chi phí thấp hơn so với rockwool
• Hệ số cách nhiệt tốt (λ = 0.032-0.044 W/mK)
• Khả năng hấp thụ âm tốt ở tần số cao

Tuy nhiên, bông thủy tinh cách âm có khả năng chịu nhiệt thấp hơn (khoảng 230-250°C) và độ bền cơ học không bằng rockwool. Loại vật liệu này thường được sử dụng trong các ứng dụng dân dụng như trần nhà, vách ngăn, hoặc hệ thống điều hòa không khí.

Bông cách âm Rockwool (bông khoáng)

Bông cách âm rockwool được sản xuất từ đá bazan nóng chảy, quay thành sợi và định hình thành tấm hoặc cuộn. Loại vật liệu này nổi bật với khả năng chịu nhiệt vượt trội (lên đến 750°C) và khả năng hấp thụ âm thanh hiệu quả, đặc biệt ở dải tần số trung và cao.

Những ưu điểm nổi bật của bông Rockwool bao gồm:

• Khả năng chống cháy cao (thuộc nhóm A1 theo tiêu chuẩn EN 13501-1)
• Hệ số hấp thụ âm NRC (Noise Reduction Coefficient) đạt 0.85-0.95 ở độ dày 50mm
• Độ bền cơ học tốt, không bị lún, xẹp theo thời gian
• Khả năng kháng ẩm và kháng hóa chất tốt

Mật độ của bông cách âm rockwool thường dao động từ 40kg/m³ đến 120kg/m³ tùy theo ứng dụng. Loại mật độ cao (100-120kg/m³) thường được sử dụng cho các khu vực yêu cầu cách âm nghiêm ngặt như phòng máy công nghiệp, trong khi loại mật độ trung bình (60-80kg/m³) phù hợp cho văn phòng và không gian thương mại.

Các dòng bông cách âm khác

Ngoài hai loại chính, thị trường còn có một số vật liệu cách âm cách nhiệt khác như:

• Bông PE foam: Vật liệu tổng hợp từ polyethylene, nhẹ, dễ cắt, thường dùng cho cách âm cơ bản trong các ứng dụng không yêu cầu chống cháy.
• Mút xốp trứng: Cấu trúc bề mặt gồ ghề giúp tăng diện tích tiếp xúc với sóng âm, phù hợp cho studio thu âm, phòng karaoke.
• Bông ceramic: Sản xuất từ sợi gốm, có khả năng chịu nhiệt cực cao (lên đến 1200°C), thường dùng trong môi trường nhiệt độ cao kết hợp yêu cầu cách âm.

Các dạng đóng gói: Tấm – Cuộn – Ống

Tấm bông cách âm

Tấm bông cách âm là dạng phổ biến nhất, được sản xuất với kích thước tiêu chuẩn (thường là 600x1200mm hoặc 1200x2400mm) và độ dày từ 25mm đến 100mm. Cấu trúc cứng hoặc bán cứng giúp dễ dàng lắp đặt trên tường, trần, hoặc sàn.

Nhiều loại tấm bông cách âm được phủ một lớp vật liệu như vải thủy tinh, nhôm foil hoặc các loại khác nhằm tăng độ bền, khả năng chống cháy và cải thiện tính thẩm mỹ. Lớp phủ này còn có tác dụng như màng chắn hơi nước, giúp bảo vệ vật liệu khỏi ảnh hưởng của độ ẩm.

Cuộn bông cách âm

Cuộn bông cách âm thường có độ dày từ 25mm đến 50mm và được cuộn thành các rulô dài từ 5m đến 20m. Loại này có tính linh hoạt cao, dễ dàng vận chuyển và thích hợp sử dụng cho các bề mặt lớn như ống dẫn không khí, khoang máy hoặc không gian trần. 

Với mật độ dao động từ 12kg/m³ đến 48kg/m³, cuộn bông cách âm thường nhẹ hơn so với dạng tấm, giúp chúng dễ uốn cong và phù hợp với các bề mặt không phẳng.

Ống bông cách âm (cho ống gió, HVAC)

Bông cách âm dạng ống được thiết kế sẵn dưới dạng hình trụ rỗng, với đường kính bên trong dao động từ 15mm đến 273mm. Sản phẩm này được sử dụng chủ yếu trong các hệ thống ống dẫn và đường ống HVAC (Hệ thống sưởi, thông gió và điều hòa không khí), giúp giảm tiếng ồn phát sinh từ luồng không khí và máy nén. 

Bên ngoài ống bông cách âm thường được phủ một lớp nhôm foil hoặc PVC nhằm tăng khả năng chống ẩm và bảo vệ vật liệu. Độ dày của lớp bông cách âm thường nằm trong khoảng từ 25mm đến 50mm, tùy thuộc vào yêu cầu về khả năng cách âm và cách nhiệt.

So sánh độ dày & mật độ – yếu tố quyết định hiệu quả cách âm

Các mức độ dày phổ biến

Độ dày bông cách âm là yếu tố quan trọng đầu tiên ảnh hưởng đến hiệu suất cách âm. Nguyên tắc cơ bản: độ dày tăng, hiệu quả cách âm tăng, đặc biệt ở tần số thấp.

Các mức độ dày phổ biến và hiệu quả tương ứng:

• 25mm: Hiệu quả với tần số cao (>1000Hz), NRC khoảng 0.55-0.70
• 50mm: Cân bằng giữa tần số trung và cao, NRC khoảng 0.75-0.85
• 75mm: Cải thiện hiệu quả ở tần số trung-thấp, NRC khoảng 0.85-0.95
• 100mm: Hiệu quả tốt với cả tần số thấp (250-500Hz), NRC có thể đạt >0.95

Tuy nhiên, cần lưu ý rằng hiệu quả cách âm không tăng theo tỷ lệ tuyến tính khi độ dày tăng lên. Ví dụ, khi độ dày tăng từ 50mm lên 100mm, hiệu quả cách âm chỉ cải thiện khoảng 10-15%, chứ không tăng gấp đôi.

Mật độ bông ảnh hưởng đến hiệu suất

Mật độ của bông cách âm được định nghĩa là khối lượng vật liệu (kg) trong mỗi mét khối thể tích. Mật độ càng cao thì số lượng sợi trong cùng một thể tích càng nhiều, tạo ra nhiều điểm tiếp xúc hơn với sóng âm. 

Phân loại theo mật độ:

• Mật độ thấp (12-40kg/m³): Phù hợp cho cách âm cơ bản, chi phí thấp
• Mật độ trung bình (40-80kg/m³): Cân bằng giữa hiệu quả và chi phí
• Mật độ cao (80-120kg/m³): Hiệu quả cách âm tối ưu, đặc biệt ở tần số thấp

Đối với bông cách âm rockwool có mật độ 80kg/m³ hay được xem là lựa chọn cân bằng tốt nhất giữa hiệu quả và chi phí. Tuy tăng mật độ lên 100kg/m³ sẽ giúp cải thiện hiệu quả cách âm thêm khoảng 5-8%, nhưng chi phí có thể tăng lên từ 15-20%.

Chọn độ dày và mật độ phù hợp cho từng công trình như thế nào?

Việc lựa chọn thông số kỹ thuật phù hợp cần dựa trên phân tích kỹ lưỡng về:

1. Dải tần cần kiểm soát: Tần số thấp (máy phát điện, máy nén) cần độ dày lớn (≥75mm) và mật độ cao (≥80kg/m³).
2. Không gian lắp đặt: Không gian hạn chế có thể cần sử dụng bông cách âm mật độ cao hơn để bù đắp cho độ dày hạn chế.
3. Yêu cầu giảm ồn: Xác định mức giảm ồn cần thiết (tính bằng dB) để chọn thông số phù hợp. Mỗi lớp bông cách âm 50mm mật độ 80kg/m³ có thể giảm khoảng 3-6dB tùy tần số.
4. Ngân sách: Cân nhắc giữa hiệu quả và chi phí, đôi khi việc kết hợp nhiều lớp vật liệu khác nhau hiệu quả hơn một lớp dày đơn lẻ.

Bảng tham khảo cho các ứng dụng phổ biến:

Ứng dụng thực tế của bông cách âm trong công trình

Cách âm cho nhà máy, xưởng cơ khí

Trong môi trường công nghiệp, tiếng ồn từ các loại máy móc không chỉ gây phiền toái mà còn có thể ảnh hưởng đến sức khỏe của người lao động. Bông cách âm được sử dụng linh hoạt với nhiều phương pháp khác nhau, bao gồm:  

• Bọc trực tiếp lên thiết bị phát sinh tiếng ồn như máy nén khí, máy phát điện
• Lắp đặt tấm bông cách âm mật độ cao (100-120kg/m³) trên tường và trần
• Tạo các vách ngăn cách âm di động bằng khung kim loại kết hợp tấm bông cách âm
• Bọc ống dẫn khí, hơi bằng bông cách âm dạng ống

Tại một nhà máy dệt may ở Bình Dương, việc sử dụng bông cách âm rockwool dày 75mm, mật độ 100kg/m³ đã giúp giảm tiếng ồn từ mức 95dB xuống còn 78dB, đảm bảo đạt tiêu chuẩn an toàn lao động.

Cách âm cho phòng karaoke, studio

Không gian giải trí âm nhạc yêu cầu giải pháp cách âm hai chiều: vừa ngăn tiếng ồn từ bên ngoài lọt vào, vừa ngăn âm thanh từ bên trong thoát ra. Bông cách âm thường được sử dụng kết hợp với các vật liệu khác như sau:  

• Lớp bông cách âm dày 50-75mm, mật độ 60-80kg/m³ lắp đặt bên trong vách ngăn kép
• Trần treo sử dụng tấm bông cách âm kết hợp với tấm thạch cao
• Sàn nổi có lớp bông cách âm mật độ cao làm đệm giảm chấn

Hiệu quả cách âm trong các phòng karaoke chuyên nghiệp có thể đạt mức 45-55dB, đảm bảo âm thanh không gây ảnh hưởng đến môi trường xung quanh ngay cả khi mở âm lượng lớn.

Cách âm cho tòa nhà văn phòng, trung tâm thương mại

Trong không gian thương mại, bông cách âm góp phần tạo môi trường làm việc và mua sắm thoải mái:

• Trần thả sử dụng tấm bông cách âm bọc vải trang trí
• Vách ngăn giữa các phòng họp, văn phòng sử dụng bông cách âm mật độ trung bình
• Hệ thống HVAC được bọc bông cách âm để giảm tiếng ồn từ luồng không khí

Tại các trung tâm thương mại, bông cách âm còn được sử dụng trong các khu vực nhà hàng, rạp chiếu phim để kiểm soát âm thanh và tạo trải nghiệm thoải mái cho khách hàng.

Cách chọn loại bông cách âm cho các công trình

Gợi ý lựa chọn theo mục đích sử dụng

Dựa trên kinh nghiệm tư vấn nhiều dự án, Bảo Sơn đưa ra một số gợi ý:

Cho nhà máy, xưởng sản xuất:

• Bông cách âm rockwool dày 75-100mm, mật độ 100-120kg/m³
• Lớp phủ nhôm foil hoặc vải thủy tinh chống cháy
• Lắp đặt dạng tấm cứng để dễ bảo trì, thay thế

Cho phòng karaoke, studio:

• Kết hợp bông thủy tinh cách âm dày 50mm cho tần số cao
• Bông cách âm rockwool dày 75mm cho tần số trung-thấp
• Bổ sung các tấm khuếch tán âm để tối ưu chất lượng âm thanh

Cho văn phòng, trung tâm thương mại:

• Tấm bông cách âm dày 25-50mm, mật độ trung bình
• Kết hợp với trần thả hoặc vách ngăn thạch cao
• Chú trọng tính thẩm mỹ với lớp phủ vải hoặc tấm kim loại đục lỗ

Cho hệ thống HVAC:

• Cuộn bông cách âm có lớp phủ nhôm foil
• Độ dày 25-50mm tùy đường kính ống
• Cố định bằng dây kim loại hoặc băng keo nhôm chuyên dụng

Tổng Kết

Bông cách âm là giải pháp hiệu quả giúp kiểm soát tiếng ồn trong cả môi trường công nghiệp và dân dụng. Với các loại vật liệu như bông thủy tinh Glasswool, bông khoáng Rockwool, hay bông PE foam, mỗi loại đều có ưu điểm riêng, phù hợp cho từng công trình từ nhà máy, văn phòng đến phòng karaoke, studio. Việc chọn đúng độ dày và mật độ bông giúp đạt hiệu quả giảm ồn tối đa, đảm bảo không gian yên tĩnh, an toàn và tiết kiệm năng lượng.

Để đạt được hiệu quả cao nhất, cần có tư vấn kỹ thuật chuyên sâu và thi công đúng quy chuẩn. Quý khách hàng có nhu cầu tư vấn, thiết kế hoặc báo giá vật liệu cách âm, vui lòng liên hệ Công ty TNHH Công Nghiệp Bảo Sơn. Đội ngũ kỹ thuật viên của Bảo Sơn sẽ hỗ trợ tận tình, giúp bạn lựa chọn giải pháp tối ưu, tiết kiệm chi phí và đảm bảo hiệu quả cách âm vượt trội cho công trình của mình.