Uczynienie akustyki centralną częścią projektu budynku
Niezależnie od tego, czy jest to alarm samochodowy w środku nocy, przelatujące nad głową samoloty, płaczące dziecko w mieszkaniu obok, czy budowa po drugiej stronie ulicy – dla wielu z nas nie ma nic bardziej irytującego niż hałas. „Hałas może nie tylko irytować, ale także wpływać na naszą koncentrację, nastrój, a nawet zdrowie i samopoczucie”, wyjaśnia Edwin Reynders, profesor inżynierii lądowej na KU Leuven. Przy wsparciu finansowanego przez Unię Europejską projektu VirBAcous Reynders opracowuje metody inżynieryjne do projektowania budynków o dobrej izolacji akustycznej. Zadanie to jest trudniejsze, niż się wydaje.
Spojrzenie na cały system budynku
Według Reyndersa problem polega na tym, że w przeciwieństwie do izolacji termicznej, izolacja akustyczna nie zależy od pojedynczej warstwy materiału, ale od całego systemu budynku. „Dźwięk przenosi się nie tylko przez wspólną ścianę z sąsiednim pomieszczeniem, ale także przez boczne ścieżki, takie jak ciągły sufit”, mówi. „Dlatego izolacja akustyczna musi obejmować wszystkie elementy ścian i podłóg, a nawet sposób ich połączenia”. W rezultacie wymagania akustyczne nie są naturalnie zgodne z wymaganiami konstrukcyjnymi i termicznymi budynku. „Akustyka nie może być kwestią drugorzędną, musi być centralną częścią projektu budynku”, dodaje Reynders. Aby pomóc to urzeczywistnić, w ramach projektu VirBAcous, który otrzymał wsparcie Europejskiej Rady ds. Badań Naukowych, opracowano dedykowane narzędzia obliczeniowe, które sektor budowlany może wykorzystać do zaprojektowania cichszego budynku.
Projektowanie dostosowanych komponentów budynku
Zachowując właściwą równowagę między dokładnością i wydajnością obliczeniową, inżynierowie, architekci i inni specjaliści budowlani mogą korzystać z narzędzi modelowania numerycznego projektu do projektowania dostosowanych elementów budynku, takich jak ściany, podłogi i połączenia o zoptymalizowanych właściwościach izolacji akustycznej. Przykładowo, naukowcy wykorzystali oprogramowanie do optymalizacji kształtu przekroju poprzecznego elastycznych metalowych słupków w dwuskrzydłowych ścianach z płyt gipsowo-kartonowych. Następnie byli w stanie wykazać, że kołki te, wykorzystujące podobną ilość materiału jak ich dostępne na rynku odpowiedniki, oferują znaczny wzrost poziomu izolacji akustycznej. „Piękno narzędzi VirBAcous polega na tym, że pozwalają one na wirtualne projektowanie i testowanie właściwości izolacji akustycznej i pochłaniania dźwięku nowych, złożonych komponentów budowlanych – wyłącznie przy użyciu laptopa – co nie tylko usprawnia proces projektowania, ale także czyni go znacznie szybszym i tańszym niż wielokrotne testowanie prototypów”, zauważa Reynders. „Jeśli wszystko pójdzie dobrze, wystarczy przetestować prototyp ostatecznego projektu, aby potwierdzić jego wydajność”.
Oprogramowanie do przewidywania izolacji akustycznej
Chociaż rozwiązanie VirBAcous jest ważnym krokiem w kierunku uczynienia budynków cichszymi, wciąż pozostaje wiele do zrobienia. „W sektorze budowlanym istnieje wyraźne zapotrzebowanie na dedykowane oprogramowanie do przewidywania izolacji akustycznej, które jest wystarczająco szybkie i dokładne na potrzeby projektowania i optymalizacji”, zauważa Reynders. „Narzędzia numeryczne opracowane w tym projekcie stanowią podstawę takiego oprogramowania, ale trzeba dołączyć do nich badania translacyjne, aby wypełnić lukę w praktyce inżynierskiej”. Zespół projektowy obecnie rozwija i udoskonala swoje narzędzia, aby inżynierowie mogli je wykorzystać do opracowania rozwiązań w zakresie przenoszenia dźwięków bocznych w budynkach z drewna klejonego krzyżowo. Drewno klejone krzyżowo jest zyskującym popularność materiałem budowlanym o istotnych korzyściach ekologicznych i ekonomicznych, ale jego niewielka waga sprawia, że jest bardzo problematyczne pod względem akustycznym. „Zwiększając jego wydajność akustyczną, zespół projektu VirBAcous może pomóc we wprowadzeniu na rynek nowych, bardziej zrównoważonych metod budowlanych”, podsumowuje Reynders.
Słowa kluczowe
VirBAcous, hałas, akustyka, narzędzia obliczeniowe, sektor budowlany, budynek, inżynieria, izolacja akustyczna
