Kentsel Gürültünün Büyülması

Gürültü kirliliği modern şehirlerde yaygın bir çevresel strestir, yol trafiği, inşaat, demiryolu sistemleri ve endüstriyel operasyonlar dahil olmak üzere büyük kaynaklarla. Dünya Sağlık Örgütü (WHO), kronik maruz kalma çevresel gürültünün işitme kaybı, kardiyovasküler hastalıklar, uyku rahatsızlıkları ve sağlıklı bir şekilde bozulma, Avrupa'da sadece 100 milyondan fazla insan, önerilen eşikleri aşan, etkili bir kamu sağlığı önceliği haline getirmek.

Termoacoustic Materials

Tanım ve Temel Prensipler

Termoköz malzemeler sağlam, kompozitler veya elektriksel alanların ve akustik dalgalarla güçlü bir şekilde etkileşime girebilmek için tasarlanmış mühendislerdir.Demokratlı enerji ve akustik enerjinin karşılıklı dönüşümüne atıfta bulunur.In gürültü kontrolü, birincil işlev sağlam bir yüzey (enstack) veya “enerjik bir ısının yoğunluğunu azaltmak için kullanılır.

Anahtar Malzeme Özellikleri

Etkili termoakoustic ses emicileri, akustik dalgalarının nüfuz etmesi ve ısıtılması için izin veren yüksek yüzeysel bir sıcaklık göstergesi (parçalışlı yüzeyler) ile daha düşük ısı iletkenliği ile birlikte yüksek çözünürlükte (mikronlar) ile birlikte yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte veya mikro-kansermanlık, direnç ve yüzeysel yüzeylere etkileyerek, yüksek çözünürlükte bulunan ve yüksek çözünürlükte bulunan yüzeylere odaklanırlar.

Termoacoustic Materials Work in Gürültü Kontrol

Porous Media'daki termoakoustik Etkisi

Bu malzemelerin gürültüyü nasıl azaltacağını anlamak için basit bir model düşünün: birçok küçük paralel kanal (en azından “stack”) ile göz ardı edilebilir bir ses dalgası, gazın ısıtılması ve gazın her kanalının içindeki ısı değişimi oluşturur.

Aktif Operasyona Karşı Geçer

Çoğu termoakoustic gürültü kontrol uygulamaları pasifdir: malzeme dışsal güç gerektiren bir ses çıkarır. Ancak, aktif bir değişken var: termoacoustic motor veya soğutucu. Aktif gürültü iptali, ısı kaynağı (örneğin, yüksek frekanslı seslere sahip olan ısıtılmış ısı elemanların gösterdiği gibi) ses çıkarır. (örneğin, gelen gürültü ile tam olarak fazdan uzaklaşır, bazen “aktif termoaksif gürültü kontrolü” olarak adlandırılır ve elektronik gürültü iptal edilir.

Frekans Seçiciliği ve Band genişlik

Termoacoustic materyallerin önemli bir özelliği, kanal boyutlarıyla ilgili olarak reaksiyon katlarının değiştiğinin belirlenmesidir. Anahtar Kelimeler, yüksek çözünürlükte bulunan ısıtılmış seslerin veya diğer bazı tasarımları birleştirebilmeleri için, bu tür bir kanal genişliğine bağlıdır.

Son Araştırma ve Anahtar Geliştirmeleri

Laboratuvar Breakthroughs

Son on yılda, birkaç balmumu çalışma, 500-2000'in üzerinde ses azaltıcısı (NRC) ile elde edilen ortalama sıcaklık ölçümleyicisi ile birlikte, yüksek çözünürlükte 100 ml'lik bir ısıtımı ile birlikte, yüksek çözünürlükte bulunan bir diğer çalışma, yüksek çözünürlükte 100 ml'lik bir ısıtılmış ısıtılmış olan ısıtıcısı ile birlikte, yüksek çözünürlükte bir ısıtılmış ısıtılmış ısıtılmış ısıtılmış olan bir ısıtıcısı olarak, yüksek çözünürlükte 100 ml'lik bir diğer çalışma ile birlikte, yüksek çözünürlükte bir ısıtılmış ısıtılmış ısıtılmış ısıtılmış ısıtılmış ısıtılmış ısıtılmış ısıtılmış ısıtılmış ısıtılmış ısıtılmış ısıtılmış ısıtılmış ısıtılmış ısıtılmış ısıtılmış ısıtılmış ısıtılmış ısıtılmış ısıtılmış ısıtılmış ısıtılmış ısıtılmış ısıtılmış ısıtılmış ısıtılmış ısıtılmış ısıtılmış ısıtılmış ısıtılmış ısıtılmış ısıtılmış ısıtılmış ısıtılmış ısıtılmışlığı ile birlikte.

Metamal ve Hybrid Designs

Metamalzemeler - doğada bulunmayan özellikleri olan sistemler - başka bir sınır. belirgin bir örnek, bu akustik metamalzeme ile birlikte, bir kanala eklenerek, ses artışları için etkili yol uzunluğu, fiziksel kalınlık olmadan resonant frekansının daha düşük olması.Sekseratif bir paneldir.

Karakterizasyon ve Modelleme

Mekanik absürtsel absorpsiyonun doğru ölçü ve modellemesi, tasarım için gereklidir. Araştırmacılar şimdi rutin olarak karmaşık geometrilerin (ISO 10534-2) ve reverberasyon odası yöntemleri (ISO 354). C ⁇ sıvı dinamikleri (CFD) simülasyonları, hangi ısı transferine izin verir ve bu tür bir test araçlarına göre özetlenebilir.

Kentsel Çevrelerdeki Potansiyel Uygulamalar

Trafik Gürültü Engelleri

Konvansiyonel yol cephesi engeller büyük (koncrete veya ahşap) ve onu absorbe etmek yerine ses yansıtmak, genellikle üst düzeye çıkan ısıtıcı paneller üzerinde aynı düşük frekanslı mineraller tabakası olarak tasarlanabilir.Bu alan verimliliği özellikle kısıtlanmış şehir koridorları için değerlidir. Örneğin, trafik gürültünün yoğun bir eksprese sırasında bir ön plana çıkarıcı bir PPactic panelinin 10 cm daha düşük frekanslı bir platoksiyonu önerebilir.

Facades ve Windows

Termokotik malzemeler dış duvarlara veya façade cladding sistemlerine entegre edilebilir. Çünkü katı ve havaya dayanıklı (örneğin, ince termosiyel tabakaları kullanan) bir çift fonksiyona hizmet ederler: yapısal klodding ve gürültü absorpsiyonları özellikle kalın yalıtım ekleyen eski binaların retrospektif olarak boyanması için umutludur.

Public Spaces (Parks, Plazas, Transit Hubs)

Gürültülü şehirlerdeki sessiz bölgeler giderek talep edilmektedir. Termoacoustic paneller, boş an akustik heykeller, oturma veya pavilion çatıları parklarda, termoacoustik kaplamalarla alüminyum köpük panellerini kullanarak ve ulaşım merkezlerinde - yolcu taşımacılığında %30 azaltımı gösterir.

Altyapı Gürültü Damping (Bridges, Tüneller)

Köprüler ve tüneller, betonsuz betonarme malzemelerinin, tünel astarlarından veya genişleme ortaklarından yararlanılabilirler, vibrasyonel enerji ve hava yoluyla seslere karşı test edilirler, çünkü bu malzemeler genellikle hafif ve ateşten dayanıklı değildir (çoğu seramikler), prefabrike betondan veya fiber yalıtımdan daha güvenlidir. Kanal Tüneli (Eurotunnel) seramik tabanlı paneller bakım alanlarında test edilmiştir.

Gürültü Kaynağı Mitigation (Construction and Industry)

Pasif absorpsiyonun ötesinde, termoakoustik battaniyeler veya sarmalar doğrudan gürültülü makineler, kompresörler veya jeneratörler üzerinde kullanılabilir.Bu tür uygulamalar yüksek sıcaklık toleransı (200 °C) onlara motor muhafazaları için uygun hale getirir. İnşaat siteleri için, portatif termoakoustic bariyerler demoli veya pile sürüş sırasında yakındaki konutları korumak için kullanılabilir.

Meydanlar ve Engeller

Harsh Koşullarında Durability

Kentsel ortamlar yağmura maruz kalıyor, UV radyasyonu, sıcaklık aşırılıkları, kirliliği ve mekanik aşınma. Birçok termoakoustik kompozitler, özellikle yüksek porosity (aerogels, hassas seramikler), zaman içinde bozulabilir - tozlu tabakaları kırıyor, ya da nemli koşullardan kaynaklanan korozyon veya polimer bazlı çöpler, şu anda iki büyük bir görüntüyü gösteren 14 yıllık bir “altınlık kaplamalar” ile dondurabilir.

Üretim Maliyeti ve Scalability

Termoacoustic malzemeler henüz kitlesel olarak üretilmez. Mikro kanal seramikleri veya aerogel sentezleri için gerekli olan hassaslar şu anda onları pahalı hale getirir - 10-50 kez daha kare başına geleneksel cam yün veya kaya yünü. Genişleme sırasındaki satın alma engelleri, maliyet karşılaştırılabilir bir seviyeye kadar düşmeli.Sesaslı seramiklerin üretimine izin verebilir (3D baskı) Yerel üretim maliyetlerini azaltabilir ve yerel üretime izin verebilir.

Frekans Kapağı ve Tuning

Dikkate alındığında, tek haneli termosipertik emiciler genellikle dar bantlardır. Trafik gürültüleri önemli düşük frekanslı bileşenlerle genişliyor (daha düşük frekanslı boşluklar zaten mücadele ediyor). Hibrit sistemler (kahramanlı porselenler, metamalzemeler) grubu genişletirken, aynı zamanda karmaşık ve maliyetle kabul edilebilir.Achieving NRC 0.8'ye 50 Hz.

Mevcut Altyapı ile entegrasyon

Mevcut binalar veya bariyerleri yeni malzemelerle optimize etmek genellikle yapısal değişiklikler, montaj sistemleri ve yangın güvenlileştirme değerlendirmeleri gerektirir ve genellikle sıkıştırılmış malzemeler olmadan eğrilemek için standart değildir.Ayrıca, birçok bölgede bina kodları hala eski akustik sınıflandırma sistemlerine güvenmektedir (örneğin, Avrupa'da STC)

Future rotası ve Gelişen Yenilikler

Akıllı ve Adaptif Termoakoustic Systems

Bir sonraki malzeme nesli, gürültü modellerini değiştirmek için uyarlanabilir olabilir (örneğin, sensör ağlarında dirençli bir ısıtıcı entegre etmek ve makine öğrenimindeki ısı gradientini aktif olarak optimize edebilir, pompadaki sıvı alaşımları kullanarak ısıtabilir.Böyle sistemler, gürültü kalıpları (örneğin, gündüz trafik) optimize etmek için uygun olabilir.

Biyomimetik ve Sürdürülebilir Malzemeler

Doğa ilham sunar: Bazı mothlerin kanatları, termoakoustic benzeri mekanizmalar aracılığıyla ses çıkarmak için ölçek yapıları vardır. Araştırmacılar, seramik veya aerogels ile biyo-nedenli bir “raktal” yığınları tasarlar. ek olarak, camdan ve çamurdan gelen bir ilgiyi geliştirdiler -% 0,5 oranında geri dönüştürülmüş karbon – yedeklenmiş karbon – göz ardı edilebilir seramikler veya aerogels.

Yeşil Altyapı ile entegrasyon

Diğer kentsel işlevleri ile gürültü kontrolü (hava arıtma, termal yalıtım, su yönetimi) cazip bir konsepttir. Örneğin, bitkilerle kaplı “yeşil duvarlar zaten soğutma ve estetikler için kullanılabilir; Bitkilerin arkasındaki termoakoustik tabakalar aynı anda gürültüyü azaltabilir. Porous seramik paneller, aynı anda birden çok fayda ile filtre kirleticilere yardımcı olabilir.

Düzenleme ve Politika Sürücüleri

Gürültü sağlığı tehlikelerinin farkındalığı arttıkça, katı düzenlemeler kabul edilebilir. Avrupa Bölgesi için yüksek performanslı malzemeleri destekleyen düşük ücretli bina ürünleri veya kamu tedarik özellikleri için sınır ötesi araştırma programları Akademi, endüstri ve şehir hükümetleri (örneğin, Avrupa Ufuk 2020 “Quiet Cities” projesi için bir ihtiyaç yaratıyor.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Termoküler malzemeler, kentsel gürültü kirliliği kontrolü konusunda umut verici bir sınır temsil ediyor.Kaptik ve akustik enerji arasındaki temel darbeyi kullanarak, bu malzemeler özellikle orta ölçekli frekanslarda ve altyapılarda, geleneksel pasif yöntemler mücadele eden, daha sağlıklı şehirler için potansiyel zorluklarla başa çıkabiliyor.