Будућност буке и звучне контроле: Иновативни трендови у 2025. години

📖 Време читања: 10 мин и 11 сек

Да ли је тишина луксуз? То је нужност, то је инвестиција, свакако. Али не и луксуз. Ствари које су луксуз се могу избећи и углавном се може живети без њих. Живот у великом граду, како је певао Матафикс, све је гласнији. Потражња за ефикасним контрола буке расте. Али не можемо живети у бункерима са дебелим бетонским зидовима. То није одрживо, и осим љубитеља брутализма, није ни естетски пријатно. Не, будућност захтева нешто паметније. Нове материјале рођене из иновација које се беспрекорно интегришу са модерним ентеријером.

Прикупили смо најактуелније трендове у материјалима и решењима за контролу буке на које би архитекте, инжењери и људи који траже удобност тишине требало да обрате пажњу.

Како се технологија побољшава, тако се побољшава и контрола звука

Дозволите нам да се препустимо овој мајсторски израђеној каламбури: Можете чути разлику када се контрола буке или звука правилно изврши. Људи из свих друштвених слојева осетили су потребу за приватношћу и миром. То је покретачка снага која стоји иза њихове потражње за звучно контролисана окружења.

Било да је реч о стамбеним зградама где бука може да прекине опуштање и оптерети односе са суседима, центрима података где зујање машина и вибрације могу смањити продуктивност радника и опреме, или болницама, где бука може довести до грешака и самим тим озбиљних последица. Контрола буке више није споредна ствар.

Ово је додатно поткрепљено чињеницом да се прописи пооштравају у свим секторима. Стално растуће глобално загађење буком подстиче густи раст градова, ширење инфраструктуре и тешка индустријска активност. Прописи као Директива о буци у животној средини (END) и Одобрени документ Е у Великој Британији постављају више стандарде за звучну изолацију и утицај на животну средину.

Индустрија звучне изолације и акустике може ублажити велики део овог проблема чак и сада, али решења се развијају. Производе се нови, најсавременији материјали, системи инсталација постају паметнији, а филозофија пројектовања нових зграда узима звучну изолацију и акустику као саставни део процеса планирања. Реконструкција је приступ старог света. Погледајте иновативне трендове који су ефикаснији, одрживији и дизајнерски прилагођенији него икада раније.

Успон високоперформансних композита

Напоље старо, унутра ново. Не баш. Звучни портфолио се само повећава. Успостављено. звучна изолација Материјали попут минералне вуне и гипса и даље имају своје место, али постоје и нови материјали, а називају се високоперформансни композити. То су нове врсте материјала који боље апсорбују или заустављају звучну енергију, а чак су и мање гломазни од већ елегантних решења која имамо.

Аерогелови

Упознајте аерогелове. Ултралаган и веома порозан материјал, првобитно развијен за ваздухопловство. Много је тањи од обичне изолације, али нуди изванредну апсорпцију звука. Да би материјал на бази аерогела пружио исти ниво апсорпције звука као минерална вуна, потребно је само 20% потребне дебљине. То је 5 пута тање! Само 20 милиметара аерогела може зауставити губитак звука до 13 dB. Идеалан је за компактна или осетљива окружења као што су... медицинске клинике, транспортна инфраструктура и стамбени развој.

Изолација од нановлакна

Следећа је изолација од нановлакана са својом микроскопском структуром. Обично је једно нановлакно мање од 100 нанометара у пречнику. То је веома, веома мало.Захваљујући томе, ова врста материјала има огромну унутрашњу површину. Па шта? Па, што већу површину има, више енергије се губи када звучни талас погоди материјал.

Како се вибрација звучног таласа креће кроз нановлакна, ствара трење и претвара звучну енергију у нискоградарну топлоту. Ефикасно расипајући звук. Али пошто је то гомила (милиони и милијарде) влакана испреплетаних заједно, материјал од нановлакана и даље омогућава ваздуху да путује. Због тога је материјал прозрачн, па је стога погодан за употребу на зидовима. Звучи помало научнофантастично, али све већи напор за одрживе грађевинске праксе то захтева.

Масовно оптерећени полимери

Фитнес индустрија не жели да знате да је ефикасност било ког материјала у блокирању звука пропорционална његовој маси по јединици површине. То је зато што то нема никакве везе са фитнесом.

Али све што има везе са Масно оптерећени полимери (MLP) - класа флексибилних материјала за звучну изолацију пројектованих да блокирају буку која се преноси ваздухом по принципу закона масе. Овај материјал се може размотати попут мембране и директно инсталирати на зидове и плафоне, посебно када је простор ограничен.

Типични МЛП-ови се крећу од Дебљине од 2 мм до 6 мм, али могу да се мерну или чак премаше перформансе звучне изолације много дебљих гипсаних плоча или дрвених склопова.

Место одрживости у акустици

Нико не жели да реши проблем само да би створио нови, потенцијално већи. Барем не људи заинтересовани за одрживост. Материјали за контролу буке се трансформишу, и то није само питање њихових перформанси. Утицај производње материјала и дугорочне употребе на животну средину сада игра подједнаку улогу у доношењу одлука.

Одрживост постаје дефинишући принцип у архитектури, јавној инфраструктури, комерцијалном опремању и сертификованим зеленим зградама. Доказ за то је пораст употребе рециклираних и биоматеријала у акустичним применама.

Рециклирано PET влакна

Уместо да буду мете за вежбање ваздушних пушака или да леже негде испод грма, пластичне боце се користе за стварање високо ефикасних... акустични панелиАпсорбују звук док драматично смањују еколошки отисак.

Ови материјали су лагани, нетоксични и без испарљивих органских једињења, што их чини погодним за затворене просторе попут канцеларија, школа или здравствених установа. Након свог употребног века, панели се могу поново рециклирати, доприносећи циркуларној економији. Ова посвећеност одрживости чини PET-Филт панели су одговоран избор за еколошки освешћене потрошаче и предузећа.

Изолација од природних влакана

Стављање биљака на зидове ради акустичне обраде? То не може бити стварно. Може, и јесте. Материјали произведени од конопље, јуте или целулозе пружају одличну апсорпцију ниских фреквенција и топлотну изолацију уз минималан угљенични отисак.

Пошто су ови материјали прозрачни и биоразградиви, они су у складу са принципима пасивног и регенеративног дизајна зграда. И не треба им заливање да би обављали своју функцију!

Био-смоле и пене на бази биљака

Ови материјали су директан одговор на акустичне материјале добијене из петрохемијских производа. Користе се посебно у пројектима који теже еколошким сертификатима као што су BREEAM, WELL или LEED. Добијају се из проверљивих извора као што су кукурузни скроб, соја и рицинусово уље. Можемо ли их назвати веганским? Нисам сигуран, али могу се пројектовати тако да реплицирају порозну, звук апсорбујућу структуру конвенционалних пена.

Зашто баш они? Зато што имају нижу емисију угљеника и побољшану биоразградивост, као и ниже емисије испарљивих органских једињења. То значи да су здравији за унутрашње окружење. Такође, архитекте могу да полажу право на вредне кредите за одрживост - шта је истина, истина је.

Ови материјали се ојачавају природним влакнима као што су конопља, јута или кенаф, побољшавајући и механичку стабилност и отпорност на ватру без угрожавања перформанси. Они представљају одрживи пут напред за еколошки освешћен акустични дизајн.

Стандарди зелене градње траже контролу буке

Ако три пута у огледалу кажете прописи, појавиће се инспектор. Ово може бити истина, а и не мора бити, али оно што сигурно знамо јесте да постоји снажна тежња ка одрживом и људски усмереном дизајну у нашој будућности. Системи сертификације попут LEED, WELL и BREEAM формално признају... акустична удобност као фундаментална компонента здравља, продуктивности и психолошког благостања станара.

Ово је још један доказ да су звучна изолација и акустички дизајн стратешка нужност, а не само пожељан додатак зградама.

ПАН

У WELL грађевински стандард v2, акустика се обрађује у концепту звука, посебно кроз:

• Карактеристика S01: Мапирање звука, које захтева просторну анализу нивоа буке у затвореном простору и наводи стратегије за ублажавање.
• Карактеристика С05: Звучне баријере, која захтева употребу материјала и метода изградње како би се ограничио пренос звука ваздухом између простора, посебно у здравству, образовању и канцеларијским окружењима отвореног плана.

Ови критеријуми подстичу рано планирање композиција зидова, склопова врата и акустичких третмана како би се осигурала смањена реверберација и већа аудитивна приватност.

BREEAM

BREEAM, широко усвојен широм Велике Британије и Европе, укључује акустичке критеријуме у оквиру категорије Здравље и благостање. Пројекти се процењују на основу:

• Перформансе звучне изолације (ваздушне и ударне).
• Нивои амбијенталне буке у затвореном простору.
• Контрола реверберације, посебно у отвореним или просторима са великом посећеношћу.

Да би се постигли BREEAM бодови, обично је потребно детаљно акустично моделирање, усклађеност са BS 8233 или релевантним стандардима и испитивање након завршетка.

ЛЕЕД

У међувремену, ЛЕЕД (Лидерство у енергетском и еколошком дизајну) бави се звуком кроз свој одељак о квалитету унутрашње средине (IEQ). Награђује:

• Приватност говора, посебно у отвореним или густо насељеним просторијама.
• Минимизирање позадинске буке из система за грејање, вентилацију и климатизацију и спољних извора.
• Пажљиво просторно планирање које узима у обзир суседност, зонирање и акустичну раздвојеност.

Ова разматрања утичу и на избор материјала (акустични панели, заптивачи, изолација) и на методологије пројектовања, као што је зонирање гласних наспрам тихих функција и избегавање тврдих рефлектујућих површина у заједничким просторијама.

Адаптивни системи: Будућност респонзивног управљања

Способност реаговања и прилагођавања променљивом окружењу је софистициранија и пожељнија од статичне функције, без обзира на то шта се дешава. У ширем смислу речи, ово је водећи фактор у еволуцији. Управо у том правцу идемо и са контролом буке.

Тренутно најчешћи начин сузбијања буке је инсталирање статичког система који има фиксни опсег ублажавања звучне енергије. Ово функционише, немојте нас погрешно схватити.Али технологија нам омогућава да следимо адаптивни систем који се може мењати на основу променљивих нивоа буке у датом окружењу.

Технологија постаје паметнија и све више интегрисана у зграде. Са Интернетом ствари, могућности звучног решења које слуша, учи и реагује постају све јаче. Очекује се да ће се контрола буке пребацити са крутости пасивне баријере на активни, адаптивни систем.

Шта су адаптивни звучни системи?

Ови системи су способни да анализирају нивое звука и прилагоде своју звучну изолацију или акустичне перформансе као одговор на промене у окружењу. Они слушају:

• Флуктуирајући нивои буке
• Промене попуњености
• Рутине у зависности од доба дана
• Спољни догађаји (e.g., бука од изградње, шпиц саобраћаја)

Замислите то овако - тренутно су системи за контролу буке фиксирани, а звучно искуство особе у окружењу варира у зависности од тога шта се дешава. Простори су тренутно пројектовани са једном сврхом - да ли је прилагођено тихој просторији за опуштање или бучном окружењу попут сале за забаве?

Идеја адаптивних звучних система је да се ово потпуно преокрене. Имали бисте флуктуирајући (адаптивни) систем који подржава фиксно звучно искуство. Ако имате пуно људи и гласно је, систем би више сузбио буку; ако сте сами и опуштате се, систем не би стварао неприродну мртву тишину.

Кључне технологије које омогућавају ову промену

Звучи лепо, чак и помало футуристички, али већ постоје неке технологије које могу омогућити да се све ово деси. Контрола буке мора постати фундаментална фаза „уради једном и заборави“ у планирању сваке зграде.

Уграђени сензори и праћење у реалном времену

Ако су мрави имали подкасти, користили би веома сићушне микрофоне. И док је учење мрава подкасту тема за посебан чланак, ови сићушни микрофони постоје. Они су повезани са детекторима вибрација и сензорима притиска и могу се интегрисати у зидове, плафоне или чак намештај.

Они прикупљају податке о звучној ситуацији у окружењу. Потенцијално би могли да детектују пораст буке саобраћаја у касним поподневним сатима и да покрену промене у акустичном профилу просторије како би смањили ометање.

Паметни материјали и актуатори

Зар не би било лепо када бисте могли да регулишете јачину звука у просторији на исти начин на који можете да пригушите светло да би било пријатније или светлије? Већ знате где идемо... Неки напредни материјали то могу! Међутим, њих и даље првенствено користе ваздухопловне агенције и војска, али је питање времена када ће се користити у комерцијалне сврхе. Постоје врсте материјала који могу да модификују своја акустична или звучноизолациона својства на основу неке врсте стимулуса. На пример:

• Piезоелектрични композити који мењају крутост када се примени електрично наелектрисање. Чвршћа површина рефлектује више звука, користи се за смањење резонанције или расејање звучних таласа. Мекша, флексибилнија површина апсорбује више звука.
• Легуре са меморијом облика (као што је никл-титан) мењају геометрију или површинску густину на основу топлоте или напона, ефикасно подешавајући акустичне перформансе по потреби. Могу се вратити на првобитно подешавање када се струја заустави или топлота падне. Промена њихове геометрије може помоћи у ефикаснијем распршивању звучне енергије. Таква плоча може имати промењену расподелу тежине како би циљала одређене фреквенције.

Интеграција система за управљање зградама (BMS)

Сетите се оне ствари „уради једном и заборави“. Па, биће боље. Укључивање система за контролу буке директно у систем управљања зградом омогућава станарима простора да га потпуно игноришу, на исти начин на који не обраћају пажњу на осветљење и контролу грејања, вентилације и климатизације. У реду, не игнорисати, али интегришући Звучна изолација или акустични систем холистички омогућава аутоматско зонирање, периоде тишине или упозорења на буку.

Управници зграда могу прилагодити нивое буке по потреби. Желите да организујете журку у свом стану? Само обавестите, а систем може бити програмиран да се више фокусира на ваш стан 1. јула. Већ знамо када ће бити журка. Ох, желите да ставите бучнију машину у своју фабрику - систем се може подесити да сузбије њено зујање или вибрације. Лако.

Ова технологија може да креира дигиталног близанца окружења, фокусираног на карактеристике звука. Дигитални близанци омогућавају много ствари и представљају веома широку тему. За звучну изолацију и акустику, они омогућавају прелазак са реактивног одржавања (када тражите решење чим се проблем појави) на предиктивно одржавање (где предвиђате проблеме и избегавате их пре него што се појаве). На овај начин можете избећи рутинско хабање компоненти које се користе у систему.

Где се ово користи?

Адаптивни акустични системи су још увек у развоју, али постоје места која би их прва искусила. Није нимало изненађујуће да су то окружења која би имала велике користи од таквог интегрисаног решења:

• Здравствена заштита: Операционе сале и аудиолошки простори где је потребна апсолутна контрола.
• Корпоративне канцеларије: Динамични отворени простори који се прилагођавају активностима.
• Високо ефикасни стамбени објекти: Паметни домови који модулирају акустичне услове током спавања или опуштања.
• Позоришта и места за извођење представа: Системи који подешавају време реверберације на основу врсте догађаја или величине публике.

Зашто је то важно за будућност

Идеја је да се побољша звучна изолација и акустична обрада. Ови нови материјали и системи би побољшали прилагођавање, тако да дизајнирање универзалног решења не би било потребно. Системи могу прелазе у стање приправности када нису потребни, смањујући оптерећење система за грејање, вентилацију и климатизацију и белог шума, чинећи их енергетски ефикаснијим. Временом ови системи могу да информишу архитектонско планирање идентификовањем сталних проблема са буком.

Пут који је пред нама: На шта би архитекте и инжењери требало да обрате пажњу

Будућност контроле буке се открива у сарадњи између научника који се баве материјалима, архитеката, инжењера и регулаторних органа. Потражња се креће ка прилагодљивим, одрживим и паметним системима за звучну изолацију и акустику који се могу прилагодити променама у окружењу.

БIoT-материјали, адаптивни композити и решења побољшана IoT-ом редефинишу шта је могуће у оквиру танких зидних конструкција и заједничких структура. Напредак у моделирању коначних елемената, предиктивној акустичној аналитици и материјалима за звучну изолацију са ниским садржајем угљеника је ту да би се испунили стално еволуирајући стандарди зелене сертификације као што су WELL, LEED и BREEAM.

DECIBEL посматра иновацију као одговорност, а не само као тренд. Било да је у питању слојевити дизајн нашег MUTE SYSTEM™ или панеле као што су WAVO™, сви они показују нашу посвећеност проширењу могућности звучне изолације и акустике. Следеће поглавље у звучном инжењерству се већ дешава.

Додатна литература и референце:

• Смернице за буку у животној средини за европски регион – Светска здравствена организација (СЗО)

• Адаптивна архитектура и паметни материјали – Истраживање МИТ медијске лабораторије

• Акустика и вибрације машинских конструкција - AVMS 2021 (Зборник радова са Спрингер конференције)

• Одрживи акустични дизајн: Најбоље праксе – Савет за зелену градњу Уједињеног Краљевства (UKGBC)