Будущее шума и контроля звука: инновационные тенденции в 2025 году

📖 Время чтения: 10 мин и 11 сек.

Тишина — это роскошь? Это необходимость, это инвестиция, конечно. Но не роскошь. То, что является роскошью, можно избежать, и, как правило, без этого можно жить. Жизнь в большом городе, как пел Маттафикс, становится все громче. Спрос на эффективные контроль шума Оно растёт. Но мы не можем жить в бункерах с толстыми бетонными стенами. Это нежизнеспособно, и, кроме поклонников брутализма, это не эстетически привлекательно. Нет, будущее требует чего-то более разумного. Новых материалов, созданных благодаря инновациям, которые органично вписываются в современные интерьеры.

Мы собрали самые актуальные тенденции в области звукоизоляционных материалов и решений, на которые следует обратить внимание архитекторам, инженерам и людям, стремящимся к комфорту тишины.

По мере совершенствования технологий улучшается и звуковое управление.

Позвольте нам насладиться этой мастерски придуманной игрой слов: Вы можете услышать разницу, когда шумоизоляция или контроль звука выполнены правильно. Люди из всех слоев общества испытывают потребность в уединении и покое. Это движущая сила их стремления к уединению и покою. акустически контролируемые среды.

Будь то жилые здания, где шум может мешать отдыху и ухудшать отношения с соседями, центры обработки данных, где гул и вибрация оборудования могут снижать производительность труда и работу персонала, или больницы, где шум может приводить к ошибкам и, следовательно, к серьезным последствиям. Контроль шума больше не является второстепенной задачей.

Это подтверждается также ужесточением регулирования во всех секторах. Постоянно растущее глобальное шумовое загрязнение подпитывается плотной городской застройкой, расширением инфраструктуры и интенсивной промышленной деятельностью. Регулирование как Директива об охране окружающей среды от шума (КОНЕЦ) и Утвержденный документ E в Великобритании Они устанавливают более высокие стандарты звукоизоляции и воздействия на окружающую среду.

Индустрия звукоизоляции и акустики уже сейчас может значительно облегчить эту проблему, но решения постоянно совершенствуются. Производятся новые передовые материалы, системы монтажа становятся всё более интеллектуальными, а философия проектирования новых зданий всё чаще рассматривает звукоизоляцию и акустику как неотъемлемую часть процесса планирования. Модернизация — это подход старого образца. Взгляните на инновационные тенденции, которые стали более эффективными, экологичными и удобными для проектирования, чем когда-либо прежде.

Расцвет высокоэффективных композитных материалов

Прощай, старое, здравствуй, новое. Не совсем. Звуковой портфель просто расширяется. Устоявшийся звукоизоляция Такие материалы, как минеральная вата и гипс, по-прежнему востребованы, но появились новые игроки на рынке — высокоэффективные композитные материалы. Это новые типы материалов, которые лучше поглощают или задерживают звуковую энергию, и они даже менее громоздки, чем уже существующие элегантные решения.

Аэрогели

Представляем аэрогели. Этот сверхлегкий и высокопористый материал, первоначально разработанный для аэрокосмической отрасли, значительно тоньше обычной изоляции, но при этом обладает замечательными звукопоглощающими свойствами. Для того чтобы материал на основе аэрогеля обеспечивал такой же уровень звукопоглощения, как минеральная вата, его толщина должна составлять всего 20% от требуемой. Это в 5 раз тоньше! Всего 20 миллиметров аэрогеля способны снизить уровень звукопоглощения до 13 дБ. Идеально подходит для компактных или чувствительных помещений, таких как... медицинские клиники, транспортная инфраструктура и жилые комплексы.

Изоляция из нановолокон

Далее следует нановолоконная изоляция с её микроскопической структурой. Обычно диаметр одного нановолокна составляет менее 100 нанометров. Это очень и очень мало.Благодаря этому, данный тип материала обладает огромной внутренней площадью поверхности. И что из этого следует? Чем больше площадь, тем больше энергии теряется при воздействии звуковой волны на материал.

Когда звуковая волна распространяется по нановолокнам, она создает трение и преобразует звуковую энергию в низкотемпературное тепло, эффективно рассеивая звук. Но поскольку это множество (миллионы и миллиарды) переплетенных волокон, нановолоконный материал все еще пропускает воздух. Это делает материал воздухопроницаемым, а значит, пригодным для использования в стенах. Звучит немного фантастически, но растущее стремление к устойчивым строительным практикам требует именно этого.

Полимеры с высокой массовой нагрузкой

Фитнес-индустрия не хочет, чтобы вы знали, что эффективность любого материала в блокировании звука пропорциональна его массе на единицу площади. Это потому, что это не имеет никакого отношения к фитнесу.

Но все, что связано с Массосодержащие полимеры (МЛП) — это класс гибких звукоизоляционных материалов, разработанных для блокирования воздушного шума на основе закона массы. Этот материал можно раскатывать как мембрану и непосредственно устанавливать на стены и потолки, особенно в условиях ограниченного пространства.

Типичные MLP-системы варьируются от... Толщина таких листов составляет от 2 до 6 мм, но по звукоизоляционным свойствам они могут соответствовать или превосходить гораздо более толстые гипсокартонные или деревянные конструкции.

Место устойчивого развития в акустике

Никто не хочет решать проблему только для того, чтобы создать новую, потенциально более масштабную. По крайней мере, не те, кто заинтересован в устойчивом развитии. Материалы для звукоизоляции претерпевают трансформацию, и дело не только в их характеристиках. Воздействие материалов на окружающую среду при производстве и долгосрочном использовании теперь играет не менее важную роль в принятии решений.

Принцип устойчивого развития становится определяющим в архитектуре, общественной инфраструктуре, коммерческой отделке и сертифицированных «зеленых» зданиях. Доказательством этого является рост использования переработанных и биоразлагаемых материалов в акустических решениях.

Переработанный PET волокна

Вместо того чтобы служить мишенями для стрельбы из пневматического оружия или валяться где-нибудь под кустом, пластиковые бутылки используются для создания высокоэффективных пневматических ружей. акустические панелиОни поглощают звук, значительно уменьшая при этом воздействие на окружающую среду.

Эти материалы легкие, нетоксичные и не содержат летучих органических соединений, что делает их подходящими для закрытых помещений, таких как офисы, школы или медицинские учреждения. После окончания срока службы панели могут быть переработаны повторно, что способствует развитию экономики замкнутого цикла. Эта приверженность принципам устойчивого развития делает панели пригодными для повторного использования. PET— Войлочные панели — ответственный выбор для потребителей и предприятий, заботящихся об окружающей среде.

Изоляция из натуральных волокон

Размещать растения на стенах для акустической обработки? Этого не может быть. Но это возможно, и это так. Материалы, изготовленные из конопли, джута или целлюлозы, обеспечивают превосходное поглощение низких частот и теплоизоляцию с минимальным углеродным следом.

Благодаря своей воздухопроницаемости и биоразлагаемости эти материалы соответствуют принципам пассивного и регенеративного проектирования зданий. И для выполнения своей работы им не требуется полив!

Биосмолы и пенопласты на растительной основе

Эти материалы являются прямым ответом на акустические материалы, получаемые из нефтепродуктов. Они используются, в частности, в проектах, стремящихся к экологической сертификации, такой как BREEAM, WELL или LEED. Они получают из таких подлежащих проверке источников, как кукурузный крахмал, соя и касторовое масло. Можно ли назвать их веганскими? Не уверен, но их можно модифицировать таким образом, чтобы они воспроизводили пористую звукопоглощающую структуру обычных пенопластов.

Почему именно они? Потому что у них ниже уровень выбросов углекислого газа и улучшена биоразлагаемость, а также снижены выбросы летучих органических соединений. Это значит, что они полезнее для микроклимата в помещениях. Кроме того, архитекторы могут претендовать на ценные баллы за экологичность — что правда, то правда.

Эти материалы армируются натуральными волокнами, такими как конопля, джут или кенаф, что улучшает как механическую стабильность, так и огнестойкость без ущерба для эксплуатационных характеристик. представляют собой перспективный путь развития экологически сознательного акустического дизайна.

В соответствии с экологическими стандартами, необходимо обратить внимание на шумоизоляцию.

Если трижды произнести перед зеркалом слово «правила», появится инспектор. Это может быть правдой, а может и нет, но мы точно знаем, что в будущем нас ждет сильное стремление к устойчивому и человекоцентричному дизайну. Сертификационные схемы, такие как LEED, WELL и BREEAM, официально признают это. Акустический комфорт как основополагающий компонент здоровья, производительности труда и психологического благополучия находящихся в помещении людей.

Это еще одно доказательство того, что звукоизоляция и акустический дизайн являются стратегической необходимостью, а не просто желательным дополнением к зданиям.

ХОРОШО

В Строительный стандарт WELL v2Акустические аспекты рассматриваются в концепции звука, в частности, посредством:

• Функция S01: Звуковое картирование, которая предусматривает пространственный анализ уровней шума в помещении и описывает стратегии его снижения.
• Функция S05: Звукоизоляционные барьеры, требующие использования материалов и методов строительства для ограничения распространения звука по воздуху между помещениями, особенно в учреждениях здравоохранения, образования и офисных помещениях открытой планировки.

Эти критерии способствуют заблаговременному планированию конструкции стен, дверных конструкций и акустической обработки, что позволяет снизить реверберацию и обеспечить большую звукоизоляцию.

БРИМ

БРИМШироко применяемая в Великобритании и Европе, система включает акустические критерии в категорию «Здоровье и благополучие». Проекты оцениваются по следующим критериям:

• Звукоизоляционные характеристики (воздушная и ударная).
• Уровень окружающего шума в помещении.
• Контроль реверберации, особенно в открытых помещениях или помещениях с большим количеством людей.

Для получения баллов BREEAM обычно требуется детальное акустическое моделирование, соответствие стандарту BS 8233 или аналогичным стандартам, а также проведение испытаний после завершения работ.

LEED

Тем временем, LEED Организация «Лидерство в области энергоэффективности и экологического проектирования» (Leadership in Energy and Environmental Design) рассматривает вопрос звукоизоляции в рамках раздела «Качество внутренней среды» (IEQ). Она отмечает следующие достижения:

• Конфиденциальность речи, особенно в помещениях открытой планировки или с высокой плотностью застройки.
• Минимизация фонового шума от систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, а также внешних источников.
• Продуманное пространственное планирование, учитывающее смежность, зонирование и звукоизоляцию.

Эти соображения влияют как на выбор материалов (акустические панели, герметики, изоляция), так и на методы проектирования, такие как зонирование зон с громкими и тихими звуками, а также на отказ от твердых отражающих поверхностей в местах общего пользования.

Адаптивные системы: будущее адаптивного управления

Способность реагировать и адаптироваться к меняющейся среде является более сложной и желательной, чем статичная функция, независимо от происходящего. В более широком смысле этого слова, это ведущий фактор эволюции. Именно в этом направлении мы движемся и в сфере борьбы с шумом.

Наиболее распространенный на сегодняшний день способ подавления шума — это установка статической системы с фиксированным диапазоном снижения звуковой энергии. И это работает, не поймите нас неправильно.Однако технологии позволяют нам создавать адаптивные системы, способные изменяться в зависимости от колебаний уровня шума в данной среде.

Технологии становятся все умнее и все больше интегрируются в здания. С развитием Интернета вещей возможности звуковых решений, которые слушают, обучаются и реагируют, значительно расширяются. Ожидается, что в будущем шумоизоляция перейдет от жесткой пассивной барьерной системы к активной, адаптивной системе.

Что такое адаптивные звуковые системы?

Эти системы способны анализировать уровни звука и корректировать звукоизоляцию или акустические характеристики в ответ на изменения в окружающей среде. Они отслеживают:

• Колебания уровня шума
• Изменения в количестве проживающих
• распорядок дня в зависимости от времени суток
• Внешние события (e.g(шум от строительства, пиковая интенсивность движения)

Представьте себе: сейчас системы шумоподавления фиксированы, и звуковое восприятие человеком окружающей среды меняется в зависимости от происходящего. Пространства проектируются с единственной целью — быть тихим местом для отдыха или шумным залом для вечеринок?

Идея адаптивных звуковых систем заключается в том, чтобы перевернуть всё с ног на голову. У вас будет колеблющаяся (адаптивная) система, которая поддерживает фиксированное звуковое восприятие. Если вокруг много людей и шумно, система будет сильнее подавлять шум; если вы одни и отдыхаете, система не будет создавать неестественную тишину.

Ключевые технологии, обеспечивающие этот сдвиг

Звучит заманчиво и даже немного футуристично, но уже существуют технологии, позволяющие реализовать все это. Контроль шума должен стать фундаментальным этапом планирования каждого здания, который следует проводить один раз и забыть.

Встроенные датчики и мониторинг в реальном времени

Если бы у муравьев были подкастыОни использовали бы очень маленькие микрофоны. И хотя обучение муравья созданию подкастов — тема для отдельной статьи, такие крошечные микрофоны действительно существуют. Они соединены с датчиками вибрации и давления и могут быть интегрированы в стены, потолки или даже мебель.

Они собирают данные об акустической обстановке в помещении. Потенциально они могут обнаруживать усиление шума от дорожного движения в конце дня и инициировать изменения акустического профиля помещения для уменьшения отвлекающих факторов.

Интеллектуальные материалы и исполнительные механизмы

Было бы здорово, если бы можно было регулировать уровень звука в комнате так же, как приглушают свет, делая его уютнее или ярче? Вы уже догадываетесь, к чему мы клоним... Некоторые передовые материалы способны на это! Однако они по-прежнему используются в основном аэрокосмическими ведомствами и военными, но это лишь вопрос времени, когда они найдут коммерческое применение. Существуют типы материалов, которые могут изменять свои акустические или звукоизоляционные свойства в зависимости от какого-либо воздействия. Например:

• PiЭзоэлектрические композиты, жесткость которых изменяется при подаче электрического заряда. Более жесткая поверхность отражает больше звука, что используется для уменьшения резонанса или рассеивания звуковых волн. Более мягкая и гибкая поверхность поглощает больше звука.
• Сплавы с эффектом памяти формы (например, никель-титан) изменяют свою геометрию или плотность поверхности под воздействием тепла или напряжения, эффективно регулируя акустические характеристики по мере необходимости. Они могут возвращаться к исходным значениям при прекращении тока или снижении температуры. Изменение геометрии может способствовать более эффективному рассеиванию звуковой энергии. В такой панели можно изменить распределение веса для воздействия на определенные частоты.

Интеграция системы управления зданием (BMS)

Помните принцип «сделал один раз и забыл»? А теперь еще лучше. Интеграция системы шумоподавления непосредственно в систему управления зданием позволяет обитателям помещения полностью игнорировать ее, так же как они не обращают внимания на освещение и управление системами отопления, вентиляции и кондиционирования. Ладно, не совсем игнорировать, но интеграция Комплексная система звукоизоляции или акустики позволяет автоматизировать зонирование, устанавливать периоды тишины или оповещать о шуме.

Управляющие зданием могут регулировать уровень шума по мере необходимости. Хотите устроить вечеринку в своей квартире? Просто предупредите, и система будет запрограммирована таким образом, чтобы 1 июля шум был направлен больше на вашу квартиру. Мы уже знаем, когда будет вечеринка. А если вы хотите установить более шумное оборудование на своем заводе — система может быть настроена на подавление его гула или вибрации. Легко.

Эта технология позволяет создать цифровой двойник окружающей среды, сфокусированный на звуковых характеристиках. Цифровые двойники открывают множество возможностей и представляют собой очень широкую область знаний. В области звукоизоляции и акустики они позволяют перейти от реактивного обслуживания (когда решение ищут сразу после возникновения проблемы) к прогнозируемому обслуживанию (когда проблемы предвидятся и предотвращаются до их возникновения). Таким образом, можно предотвратить обычный износ компонентов, используемых в системе.

Где это используется?

Адаптивные акустические системы все еще находятся в стадии разработки, но есть места, где их впервые можно будет опробовать. И совсем неудивительно, что именно эти помещения значительно выиграют от такого интегрированного решения:

• Здравоохранение: Операционные и кабинеты аудиологии, где требуется абсолютный контроль.
• Корпоративные офисы: динамичные пространства открытой планировки, которые адаптируются в зависимости от выполняемых задач.
• Высокоэффективные жилые помещения: «умные» дома, которые регулируют акустические условия во время сна или отдыха.
• Театры и концертные залы: Системы, которые регулируют время реверберации в зависимости от типа мероприятия или размера аудитории.

Почему это важно для будущего

Идея заключается в улучшении звукоизоляции и акустической обработки. Новые материалы и системы позволят расширить возможности индивидуализации, поэтому не потребуется разработка универсального решения. Системы могут Переход в режим ожидания, когда система не нужна, снижает нагрузку на системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, а также уровень фонового шума, что делает их более энергоэффективными. Со временем эти системы могут давать... архитектурное планирование путем выявления постоянных проблем, связанных с шумом.

Перспективы на будущее: на что следует обратить внимание архитекторам и инженерам

Будущее шумоизоляции формируется в результате сотрудничества материаловедов, архитекторов, инженеров и регулирующих органов. Складывается спрос на настраиваемые, экологичные и интеллектуальные звукоизоляционные и акустические системы, способные адаптироваться к изменениям окружающей среды.

БIO-материалы, адаптивные композиты и решения, использующие возможности Интернета вещей, меняют представление о возможностях тонких стеновых конструкций и многофункциональных сооружений. Достижения в области конечно-элементного моделирования, прогнозной акустической аналитики и низкоуглеродистых звукоизоляционных материалов призваны соответствовать меняющимся стандартам экологической сертификации, таким как WELL, LEED и BREEAM.

DECIBEL рассматривает инновации как ответственность, а не просто как тенденцию. Будь то многослойный дизайн наших MUTE SYSTEM™ или панели, подобные WAVO™Все они демонстрируют нашу приверженность расширению возможностей звукоизоляции и акустики. Следующая глава в области звуковой инженерии уже на подходе.

Дополнительная литература &Ссылки:

• Рекомендации по уровню шума в окружающей среде для Европейского региона – Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ)

• Адаптивная архитектура и интеллектуальные материалы – Исследования лаборатории СМИ Массачусетского технологического института

• Акустика и вибрация механических конструкций - AVMS 2021 (Труды конференции Springer)

• Экологичный акустический дизайн: лучшие практики – Британский совет по экологическому строительству (UKGBC)