Бъдещето на шума и контрола на звука: иновативни тенденции през 2025 г

📖 Време за четене: 10 мин. и 11 сек.

Лукс ли е мълчанието? То е необходимост, инвестиция е, разбира се. Но не е лукс. Нещата, които са лукс, могат да се избегнат и като цяло можете да живеете без тях. Животът в големия град, както пееше Матафикс, става все по-силен. Търсенето на ефективни... контрол на шума се разраства. Но не можем да живеем в бункери с дебели бетонни стени. Това не е жизнеспособно и освен феновете на брутализма, не е естетически приятно. Не, бъдещето изисква нещо по-умно. Нови материали, родени от иновации, които се интегрират безпроблемно с модерния интериор.

Събрахме най-актуалните тенденции в материалите и решенията за контрол на шума, за които архитекти, инженери и хора, търсещи комфорта на тишината, трябва да следят.

С усъвършенстването на технологиите се усъвършенства и звуковият контрол

Позволете ни да се отдадем на този майсторски изработен каламбур: Можете да усетите разликата, когато контролът върху шума или звука се извършва правилно. Хора от всички сфери на живота са усетили нуждата от уединение и спокойствие. Това е движещата сила зад търсенето им на... звуково контролирани среди.

Независимо дали става въпрос за жилищни сгради, където шумът може да попречи на релаксацията и да натовари отношенията със съседите, центрове за данни, където бръмченето и вибрациите на машините могат да намалят производителността на работниците и оборудването, или болници, където шумът може да доведе до грешки и следователно до сериозни последици, контролът на шума вече не е второстепенен.

Това се подкрепя допълнително от факта, че регулациите се затягат във всички сектори. Постоянно нарастващото глобално шумово замърсяване се подхранва от гъстия градски растеж, разширяващата се инфраструктура и тежката индустриална дейност. като Директива за шума в околната среда (END) и Одобрен документ E във Великобритания поставят по-високи стандарти за звукоизолация и въздействие върху околната среда.

Индустрията за звукоизолация и акустика може да облекчи голяма част от тази болка дори сега, но решенията се развиват. Произвеждат се нови авангардни материали, инсталационните системи стават все по-интелигентни, а философията на проектирането на нови сгради приема звукоизолацията и акустиката като неразделна част от процеса на планиране. Преоборудването е подход от старомоден свят. Разгледайте иновативните тенденции, които са по-ефективни, устойчиви и по-щадящи дизайна от всякога.

Възходът на високопроизводителните композити

Старото е настрана, новото е налице. Не съвсем. Звуковото портфолио просто се разширява. Утвърдено. звукоизолация Материали като минерална вата и гипс все още имат своето място, но има и нови материали, наречени високоефективни композити. Това са нови видове материали, които поглъщат или спират звуковата енергия по-добре и са дори по-малко обемисти от вече елегантните решения, които имаме.

Аерогелове

Запознайте се с аерогеловете. Ултралекият и силно порест материал, първоначално разработен за аерокосмическата индустрия. Той е много по-тънък от обикновената изолация, но предлага забележително звукопоглъщане. За да осигури материал на базата на аерогел същото ниво на звукопоглъщане като минералната вата, са необходими само 20% от необходимата дебелина. Това е 5 пъти по-тънко! Само 20 милиметра аерогел могат да спрат до 13 dB загуби при предаване. Идеален за компактни или чувствителни среди като... медицински клиники, транспортна инфраструктура и жилищни комплекси.

Нанофибърна изолация

Следва нановлакнестата изолация с нейната микроскопична структура. Обикновено един нановлакно е с диаметър по-малък от 100 нанометра. Това е много, много малко.Благодарение на това, този тип материал има огромна вътрешна повърхност. И какво от това? Колкото по-голяма е площта му, толкова повече енергия се губи, когато звукова вълна удари материала.

Докато вибрацията на звуковата вълна се движи през нановлакната, тя създава триене и преобразува звуковата енергия в нискостепенна топлина. Ефективно разсейвайки звука. Но тъй като това е сноп (милиони и милиарди) влакна, преплетени заедно, нановлакнестият материал все пак позволява на въздуха да се движи. Това прави материала дишащ, следователно подходящ за употреба върху стени. Звучи малко научнофантастично, но нарастващият стремеж към устойчиви строителни практики го изисква.

Масово натоварени полимери

Фитнес индустрията не иска да знаете, че ефективността на който и да е материал при блокиране на звука е пропорционална на неговата маса на единица площ. Това е така, защото няма нищо общо с фитнеса.

Но всичко, свързано с Масово заредени полимери (MLP) - клас гъвкави звукоизолационни материали, проектирани да блокират въздушния шум чрез принципа на Закона за масата. Този материал може да се разгъва като мембрана и да се монтира директно върху стени и тавани, особено когато пространството е ограничено.

Типичните MLP варират от с дебелина от 2 мм до 6 мм, но въпреки това могат да се сравняват или дори да надминат звукоизолационните характеристики на много по-дебели гипсокартонени или дървени конструкции.

Мястото на устойчивостта в акустиката

Никой не иска да реши даден проблем, само за да създаде нов, потенциално по-голям. Поне не и хората, които се интересуват от устойчивост. Материалите за контрол на шума се трансформират и не става въпрос само за техните характеристики. Въздействието върху околната среда от производството на материали и дългосрочната им употреба вече играе еднаква роля при вземането на решения.

Устойчивостта се превръща в определящ принцип в архитектурата, обществената инфраструктура, търговското обзавеждане и сертифицираните зелени сгради. Доказателство за това е възходът на рециклираните и биобазираните материали в акустичните приложения.

Рециклирани PET влакна

Вместо да бъдат мишени за стрелба с въздушни оръжия или да лежат някъде под храст, пластмасовите бутилки се използват за създаване на високоефективни... акустични панелиТе абсорбират звука, като същевременно драстично намаляват екологичния отпечатък.

Тези материали са леки, нетоксични и без летливи органични съединения, което ги прави подходящи за затворени помещения като офиси, училища или здравни заведения. След полезния им живот, панелите могат да бъдат рециклирани отново, допринасяйки за кръговата икономика. Този ангажимент за устойчивост прави PET-Felt панелите отговорен избор за екологично съзнателни потребители и бизнеси.

Изолация от естествени влакна

Да поставите растения по стените си за акустична обработка? Това не може да е реално. Може и е реално. Материалите, произведени от коноп, юта или целулоза, осигуряват отлично нискочестотно поглъщане и топлоизолация с минимален въглероден отпечатък.

Тъй като тези материали са дишащи и биоразградими, те са в съответствие с принципите на пасивния и регенеративен дизайн на сгради. И не се нуждаят от поливане, за да си вършат работата!

Био-смоли и пяни на растителна основа

Тези материали са пряк отговор на акустичните материали, получени от нефтохимически продукти. Те се използват особено в проекти, търсещи екологична сертификация като BREEAM, WELL или LEED. Те са получени от проверими източници като царевично нишесте, соя и рициново масло. Можем ли да ги наречем вегански? Не съм сигурен, но те могат да бъдат проектирани така, че да възпроизвеждат порестата, звукопоглъщаща структура на конвенционалните пяни.

Защо те? Защото имат по-ниски въглеродни емисии и подобрена биоразградимост, както и по-ниски емисии на летливи органични съединения.Което означава, че са по-здравословни за вътрешна среда. Освен това, архитектите могат да претендират за ценни кредити за устойчивост - вярно е, че това, което е вярно, е вярно.

Тези материали се подсилват с естествени влакна като коноп, юта или кенаф, подобрявайки както механичната стабилност, така и огнеустойчивостта, без да се прави компромис с характеристиките. представляват жизнеспособен път напред за екологично съобразен акустичен дизайн.

Стандартите за зелено строителство търсят контрол на шума

Ако кажете „регулации“ три пъти пред огледало, ще се появи инспектор. Това може да е вярно, а може и да не е, но това, което знаем със сигурност, е, че в нашето бъдеще има силен стремеж към устойчив и човекоцентричен дизайн. Сертификационни схеми като LEED, WELL и BREEAM, всички официално признават Акустичният комфорт като основен компонент за здравето, производителността и психологическото благополучие на обитателите.

Това е поредно доказателство, че звукоизолацията и акустичният дизайн са стратегическа необходимост, а не просто желано допълнение към сградите.

КЛАДЕНЕЦ

В Стандарт за сгради WELL v2, акустиката е разгледана в концепцията за звук, по-специално чрез:

• Функция S01: Звуково картографиране, което изисква пространствен анализ на нивата на шум в помещенията и очертава стратегии за смекчаване на шума.
• Характеристика S05: Звукови бариери, която изисква използването на материали и строителни методи за ограничаване на предаването на звук по въздух между пространствата, особено в здравеопазването, образованието и офисните среди с отворен план.

Тези критерии насърчават ранното планиране на композициите на стените, сглобките на вратите и акустичните обработки, за да се осигури намалено реверберация и по-голяма слухова неприкосновеност.

BREEAM

BREEAM, широко възприета в Обединеното кралство и Европа, включва акустични критерии в категорията си „Здраве и благополучие“. Проектите се оценяват по:

• Звукоизолационни характеристики (въздушно-пренасящи се и ударни).
• Нива на околния шум в помещенията.
• Контрол на реверберацията, особено в открити или многолюдни пространства.

За да се получат кредити по BREEAM, обикновено се изисква подробно акустично моделиране, съответствие с BS 8233 или съответните стандарти и тестове след завършване.

LEED

Междувременно, LEED (Лидерство в енергийния и екологичен дизайн) разглежда звука чрез раздела си за качество на вътрешната среда (IEQ). Той възнаграждава:

• Поверителност на речта, особено в отворени или плътно застроени пространства.
• Минимизиране на фоновия шум от ОВК системи и външни източници.
• Внимателно пространствено планиране, което отчита съседство, зониране и акустично разделяне.

Тези съображения влияят както върху избора на материали (акустични панели, уплътнители, изолация), така и върху методите на проектиране, като например зониране на шумни спрямо тихи функции и избягване на твърди отразяващи повърхности в споделени зони.

Адаптивни системи: Бъдещето на адаптивния контрол

Способността за реагиране и адаптиране към променящата се среда е по-сложна и желателна от това да имаш статична функция, независимо какво се случва. В по-широк смисъл на думата това е водещ фактор в еволюцията. Точно натам се насочваме и с контрола на шума.

Най-разпространеният начин за потискане на шума в момента е инсталирането на статична система с фиксиран диапазон на намаляване на звуковата енергия. Това работи, не ни разбирайте погрешно. Но технологиите ни позволяват да разработим адаптивна система, която може да се променя въз основа на променящите се нива на шум в дадена среда.

Технологиите стават все по-умни и по-интегрирани в сградите.С Интернет на нещата, възможностите на звуково решение, което слуша, учи и реагира, стават все по-силни. Очакванията за бъдещето са контролът на шума да се измести от твърдостта на пасивна бариера към активна, адаптивна система.

Какво представляват адаптивните звукови системи?

Тези системи са способни да анализират нивата на звука и да коригират своята звукоизолация или акустични характеристики в отговор на промените в околната среда. Те слушат за:

• Колебания в нивата на шум
• Промени в заетостта
• Рутини по време на деня
• Външни събития (e.g., строителен шум, пиков трафик)

Мислете за това по следния начин - в момента системите за контрол на шума са фиксирани и звуковото преживяване на човек в дадена среда се променя в зависимост от случващото се. Пространствата в момента са проектирани с една-единствена цел - дали са настроени за тиха стая за релакс или за шумна среда като зала за партита?

Идеята на адаптивните звукови системи е да обърнат това напълно. Ще имате флуктуираща (адаптивна) система, която поддържа фиксирано звуково изживяване. Ако имате много хора и е силно, системата ще потиска шума повече; ако сте сами и релаксирате, системата няма да създава неестествена мъртва тишина.

Ключови технологии, осъществяващи тази промяна

Звучи хубаво и дори малко футуристично, но вече съществуват някои технологии, които могат да позволят всичко това да се случи. Контролът на шума трябва да се превърне във фундаментален етап от типа „направи го веднъж и забрави“ при планирането на всяка сграда.

Вградени сензори и наблюдение в реално време

Ако мравките имаха подкасти, те биха използвали много малки микрофони. И макар че обучението на мравка на подкаст е тема за отделна статия, тези малки микрофони наистина съществуват. Те са свързани с детектори за вибрации и сензори за налягане и могат да бъдат интегрирани в стени, тавани или дори мебели.

Те събират данни за звуковата ситуация в дадена среда. Те биха могли потенциално да открият нарастващ шум от трафика в късния следобед и да задействат промени в акустичния профил на помещението, за да намалят разсейването.

Интелигентни материали и задвижващи механизми

Нямаше ли да е хубаво, ако можехме да регулираме звука в една стая по същия начин, по който можехме да намалим светлината, за да я направим по-уютна или по-ярка? Вече знаеш накъде отиваме... Някои съвременни материали могат да направят това! Те обаче все още се използват предимно от аерокосмическите агенции и военните, но е въпрос на време, преди да намерят търговска употреба. Има видове материали, които могат да променят своите акустични или звукоизолационни свойства въз основа на някакъв стимул. Например:

• Пиезоелектрични композити, които променят твърдостта си при прилагане на електрически заряд. По-твърдата повърхност отразява повече звук, използва се за намаляване на резонанса или разсейване на звуковите вълни. По-меката, по-гъвкава повърхност абсорбира повече звук.
• Сплавите с памет на формата (като никел-титан) променят геометрията или повърхностната плътност въз основа на топлина или напрежение, като ефективно настройват акустичните характеристики при необходимост. Те могат да се върнат към първоначалната си настройка, когато токът спре или топлината спадне. Промяната на геометрията им може да помогне за по-ефективно разсейване на звуковата енергия. Такъв панел може да промени разпределението на теглото си, за да се насочи към определени честоти.

Интеграция със система за управление на сгради (BMS)

Помни онова „направи го веднъж и забрави“. Е, става по-добре.Включването на системата за контрол на шума директно в системата за управление на сградата позволява на обитателите на пространството напълно да я игнорират, по същия начин, по който не обръщат внимание на осветлението и управлението на ОВК. Добре, не игнорират, но интегриране Звукоизолационната или акустичната система цялостно позволява автоматизирано зониране, периоди на тишина или шумови предупреждения.

Управителите на сгради могат да адаптират нивата на шум според нуждите. Искате да направите парти в апартамента си? Просто предупредете и системата може да бъде програмирана да се фокусира повече върху апартамента ви на 1 юли. Вече знаем кога ще бъде партито. О, искате да поставите по-шумна машина във фабриката си - системата може да бъде регулирана, за да потисне бръмченето или вибрациите ѝ. Лесно.

Тази технология може да създаде дигитален близнак на средата, фокусиран върху звуковите характеристики. Дигиталните близнаци позволяват много неща и са много широка тема. За звукоизолация и акустика те позволяват преминаване от реактивна поддръжка (когато търсите решение веднага щом възникне проблем) към прогнозна поддръжка (където предвиждате проблеми и ги избягвате, преди да са се появили). По този начин можете да изпреварите рутинното износване на компонентите, използвани в системата.

Къде се използва това?

Адаптивните акустични системи все още са в процес на разработка, но има места, които биха ги изпитали за първи път. Съвсем не е изненадващо, че това са среди, които биха се възползвали значително от подобно интегрирано решение:

• Здравеопазване: Операционни зали и аудиологични пространства, където се изисква абсолютен контрол.
• Корпоративни офиси: Динамични пространства с отворен план, които се адаптират към активността.
• Високоефективни жилищни сгради: Умни домове, които модулират акустичните условия по време на сън или релаксация.
• Театри и места за представления: Системи, които регулират времето на реверберация въз основа на вида на събитието или размера на публиката.

Защо е важно за бъдещето

Идеята е да се подобри звукоизолацията и акустичната обработка. Тези нови материали и системи биха подобрили персонализирането, така че проектирането на универсално решение няма да е необходимо. Системите могат влизат в режим на готовност, когато не са необходими, намалявайки натоварването на ОВК системата и системата за бял шум, което ги прави по-енергийно ефективни. С течение на времето тези системи могат да информират архитектурно планиране чрез идентифициране на постоянни проблеми с шума.

Пътят напред: Какво трябва да следят архитектите и инженерите

Бъдещето на контрола на шума се разгръща в сътрудничеството между специалисти по материалознание, архитекти, инженери и регулаторни органи. Търсенето се насочва към персонализируеми, устойчиви и интелигентни звукоизолационни и акустични системи, които могат да се адаптират към промените в околната среда.

БIo-материалите, адаптивните композити и подобрените с помощта на IoT решения предефинират възможностите в рамките на тънкостенните конструкции и споделените структури. Напредъкът в моделирането с крайни елементи, прогнозния акустичен анализ и нисковъглеродните звукоизолационни материали е налице, за да отговори на развиващите се стандарти за зелено сертифициране като WELL, LEED и BREEAM.

DECIBEL разглежда иновациите като отговорност, а не просто като тенденция. Независимо дали става въпрос за многопластовия дизайн на нашите СИСТЕМА ЗА ЗАТИШАВАНЕ™ или панели като WAVO™, всички те демонстрират нашата отдаденост към разширяване на възможностите за звукоизолация и акустика. Следващата глава в звуковото инженерство вече се случва.

Допълнително четиво &и; Референции:

• Насоки за шум в околната среда за европейския регион – Световна здравна организация (СЗО)

• Адаптивна архитектура и интелигентни материали – Изследвания на медийната лаборатория на MIT

• Акустика и вибрации на механични конструкции - AVMS 2021 (Сборник от доклади от конференцията Springer)

• Устойчив акустичен дизайн: Най-добри практики – Британски съвет за зелено строителство (UKGBC)