Пожвавлені міські пейзажі часто супроводжуються постійним шумом, що може стати справжньою проблемою для мешканців. Однак швейцарські вчені зробили крок назустріч тиші, розробивши інноваційний матеріал, здатний поглинати вуличний гамір. Цей новий звукоізоляційний матеріал, що є результатом багаторічних досліджень, вирізняється своєю надзвичайною тонкістю — він у чотири рази тонший за традиційні абсорбенти, які зазвичай використовуються в будівництві, але при цьому демонструє порівняну ефективність.
Розробка належить лабораторії акустики та шумозаглушення Швейцарських федеральних лабораторій матеріалознавства та технологій (EMPA), що розташовані в Дюбендорфі, Швейцарія. Хоча матеріал ще не отримав офіційної назви, його характеристики вже вражають. Крім вражаючого тонкого профілю, він має ще одну унікальну особливість: здатність налаштовуватися на певні частотні діапазони. Це означає, що його можна адаптувати залежно від джерела шуму ззовні та типу приміщення, де він встановлюється.
EMPA, або Швейцарські федеральні лабораторії матеріалознавства та технологій, є одним із провідних дослідницьких інститутів Швейцарії у галузі матеріалознавства та технологій. Її місія полягає у проведенні досліджень і розробок для вирішення проблем у промисловості та суспільстві, зокрема у сфері сталого розвитку, енергетики та охорони здоров’я.
Як працює інноваційний матеріал
За своєю суттю, новий матеріал є спіненим мінеральним гіпсом або цементом, спеціально виготовленим для створення пор різного розміру. Він складається з кількох тонких шарів, що забезпечує додаткову варіативність і посилює звукопоглинаючі властивості.
Барт Ван Дамме, дослідник EMPA, пояснює принцип дії матеріалу: «Різноманітна структура пор мінеральної піни змушує частинки повітря долати довший шлях, щоб потрапити в матеріал і вийти з нього. Незважаючи на малу товщину, це створює враження значно товщого поглинача для звукових хвиль». Вчені використовують складну числову модель, яка дозволяє їм «імітувати і навіть цілеспрямовано впливати на акустичну поведінку всього матеріалу, варіюючи розмір пор, перфорацію та структуру шарів». Це відкриває широкі можливості для точного налаштування матеріалу під конкретні потреби.
Ось відео, що демонструє роботу над цим проектом: https://www.youtube.com/watch?v=2v-JKHMWw3o
Практичні випробування та переваги
Команда дослідників провела випробування нового матеріалу, встановивши 72 панелі товщиною 5,5 см (2,1 дюйма) на ділянці в’їзду до подвір’я в Цюриху, яка займала близько 12 квадратних метрів (130 кв. футів). Один кінець цього в’їзду виходить на жваву громадську вулицю, інший — у внутрішній двір, що зробило його ідеальним місцем для тестування. Результати виявилися багатообіцяючими: панелі допомогли знизити рівень дорожнього шуму на 4 децибели. Особливо ефективно матеріал проявив себе у приглушенні звуку автомобілів, що наближалися до в’їзду або віддалялися від нього.
Цюрих — найбільше місто Швейцарії, відоме своїми фінансовими центрами та високою якістю життя. Як і багато великих міст, Цюрих стикається з проблемою міського шуму, що робить його ідеальним місцем для впровадження таких інноваційних рішень.
Значно тонший звукопоглинаючий матеріал дає будівельникам та архітекторам набагато більшу гнучкість у проєктуванні та будівництві житлових і комерційних приміщень, оскільки він не “поглинає” стільки корисного простору, як традиційні ізоляційні матеріали.
Майбутнє та виклики
Ще однією значною перевагою матеріалу є його адаптивність. Розмір пор, перфорацію та структуру шарів можна змінювати, щоб адаптувати його акустичні властивості до різних типів приміщень — від сходових кліток та офісів до великих залів і класних кімнат. Крім того, він є стійким до погодних умов, вогнестійким і придатним для вторинної переробки, що робить його універсальним вибором як для внутрішнього, так і для зовнішнього використання.
Проте, матеріал ще не ідеальний у своїй нинішній формі. Він не настільки ефективно приглушує високі частоти, як мінеральна вата, а процес перфорації наразі виконується вручну, що робить його трудомістким і повільним. Для вирішення останньої проблеми команда EMPA планує оптимізувати процес для масового виробництва. Вона вже активно співпрацює зі швейцарським виробником матеріалів De Cavis, що спеціалізується на розробці та виробництві високоякісних будівельних матеріалів. Є надія, що завдяки цій співпраці світ незабаром стане трішки тихішим.
