Razvoj lesnih kompozitov z višjo zaščito pred udarnim hrupom za izboljšanje kvalitete bivanja

Najbolj perspektiven način omejevanja negativnega učinka gradbene industrije je s povečanjem uporabe lesa v gradnji. Les namreč ni zgolj obnovljiv vir, temveč lahko tudi črpa ogljikov dioksid iz atmosfere. Za pospeševanje uporabe lesa v grajenem okolju je ključno, da prepoznamo in premagamo izzive, ki jih takšna gradnja prinaša. Najpogosteje izpostavljena slabost lesene gradnje je nizka zaščita pred hrupom. V leseni gradnji je namreč težavno doseči visoko raven zaščite pred udarnim hrupom, predvsem zaradi lažje zasnove strukturnih elementov, ki so bolj občutljivi na vzbujanje in pogosto nimajo zadostnega dušenja, ki bi omejevalo širjenje vibracij po konstrukciji. Predlagani projekt je namenjen izboljšanju zvočne zaščite v lesenih objektih z razvojem izolacijskega sloja, temnečega na lesu. Razvoj tega bo potekal z bazičnim raziskovanjem utrujenosti (ang. annoyance) udarnega hrupa v grajenem okolju. S tem presegamo standardne pristope, ki temeljijo izključno na vrednotenju zvočne izolativnosti. Plavajoči podi so najbolj učinkoviti in pogosto uporabljeni konstrukcijski sklopi, namenjeni zaščiti pred udarnim hrupom v objektih. Danes je najbolj dostopna in zelo učinkovita rešitev cementni estrih, ki pa ima zaradi svoje sestave negativne vplive na okolje, poleg tega pa tudi druge slabosti, kot sta visoka teža in dolg čas sušenja, s tem pa tudi podaljševanje časa gradnje. Nasprotno, sistemi suhih podov so kompaktne rešitve, ki jih je mogoče v veliki meri prefabricirati. Prefabrikacija in čas gradnje sta namreč velika favorita moderne gradnje.

 

V predlaganem projektu vidimo inženirski izziv – raziskati potencial uporabe lesenih izolacijskih slojev, ki bodo uporabljeni v sistemih plavajočih podov. Pri tem bo hibridni tip lesnega kompozita izhodiščna zasnova, ki zadošča dvema temeljnima zahtevama, in sicer prenaša visoke točkovne obremenitve in dosega nizke dinamične togosti. Posebno raziskovalno pozornost bomo namenili zmanjševanju mase pohodnega sloja, in sicer v perspektivi doseganja zadostne zvočne zaščite in lagodja uporabnikov, ki lahko ob tem trpi.

 

Razvoj izolacijskega sloja bo temeljil na uporabi numeričnih modelov in eksperimentalnega testiranja vzorcev (dinamična togost, dušenje, dopustna obtežba itd.). Toda osredja evalvacija izolacijskega sloja bo potekala v relevantnem okolju. V reprezentativnem naboru grajenega okolja bo vpliv sloja na zvočno polje in vibracije, ki jih povzroča izvor udarnega hrupa, zajet s sistemom višjega reda Ambisonics in setom pospeškomerov. Zvok in vibracije bomo kasneje reproducirali v laboratorijskih pogojih, kjer jih bodo testni uporabniki ocenili. Sočasno bomo beležili tudi fiziološke odzive uporabnikov, kot so kardiovaskularni indikatorji, pridobljeni na osnovi EKG (srčni utrip, variacija utripa), prevodnost kože/galvanski odziv kože in temperatura kože. Na osnovi bogatega nabora podatkov bomo lahko sklepali na stopnjo utrujenosti, ki jo udarni hrup povzroča pri različnih sestavah ločilnih konstrukcij.

 

Pomembna novost predlaganega projekta je evalvacija utrujenosti zaradi udarnega hrupa s sočasnim raziskovanjem vpliva vibracij in zvoka. Poleg tega bo subjektivna evalvacija potekala v laboratorijskih pogojih, kar znižuje številne negotovosti, ki jih ob takšnih raziskavah sicer srečujemo. Takšen pristop je inovativen in pričakujemo, da bomo prišli do globljega in bolj celovitega razumevanja utrujenosti, ki jo povzroča udarni hrup. Posledica ugodnega razpleta raziskav bo višje akustično lagodje v lesenih zgradbah, ki se sicer postavlja pod vprašaj, in s tem promocija lesene gradnje. Vključeni so štirje projektni partnerji, ki dopolnjujejo osnovno raziskovalno področje lesenih kompozitov InnoRenew CoE. Numerično modeliranje bodo izvajali na Univerzi v Ljubljani (FMF) in na Dunajski tehnološki univerzi, vidik gradbene akustike bodo vodili na IBO, percepcijo testnih subjektov pa na Univerzi na Primorskem (FAMNIT).