Geluid is te reduceren door het op te vangen en weg te leiden in slim gevormde buizen. In machines is het een beproefd principe, hoogleraar Arjan van Timmeren (Urbanism) kreeg een STW-subsidie om te onderzoeken of het ook toepasbaar is in de gebouwde omgeving.
De werking van zogenoemde ‘Herschel-Quincke’ buizen is puur gebaseerd op de vorm ervan. Geluid wordt opgevangen en naar binnen gevoerd langs twee routes die in lengte verschillen. Zogenoemde passieve destructieve interferentie (PDI) zorgt voor (gedeeltelijke) opheffing van het geluid. “Doordat de afgelegde afstand van de ene en de andere buisingang ten opzichte van elkaar verschilt, ontmoeten de golven elkaar in tegenfase”, vertelt hoogleraar Arjan van Timmeren (Environmental Technology & Design) die het project leidt. “Dat zorgt voor de geluiddemping.” Het principe is vergelijkbaar met antigeluid, maar er is geen actieve geluidbron of energie voor nodig.
Het Herschel-Quincke-principe was tot voor kort onbruikbaar in gebouwen door de complexe vormgeving die er bij komt kijken. Vooral de lange buizen die nodig zijn voor de lage frequenties zijn moeilijk in een compact volume te krijgen. De komst van 3D printers brengt daarin verandering. Met behulp van ‘additive manufacturing’ zijn (series) buizen in principe in iedere vorm en samenstelling te maken. De buisjes, die een diameter van enkele millimeters hebben, zijn heel gericht te ontwerpen op bepaalde storende frequenties. Op die manier zijn specifieke geluiden van een treinstation, transformatorstation, luchthaven of snelweg aan te pakken. Vooral op plaatsen waar één of enkele specifieke frequenties het probleem vormen, liggen goede kansen voor PDI-geluidsabsorptie.
Voordeel van gebruik van een 3D printer is dat iedere vorm is te maken en er geen repetitie nodig is om een exclusieve vorm betaalbaar te maken. De buiselementen zijn uitvoerbaar als wandpaneel, maar vrije vormen zijn ook mogelijk. De Delftse onderzoekers zien ook kansen voor geluidabsorptie in de vorm van elementen die aan het plafond hangen of in de ruimte staan. Geluidwerende objecten of kunstwerken in de stedelijke buitenruimte zijn ook opties die worden onderzocht.
In een vooronderzoek zijn de eerste laboratoriumtests uitgevoerd. Die leverden goede resultaten op en hebben rekenvoorbeelden bevestigd. Het door STW gefinancierde vervolgonderzoek voor het ADAM-project (Acoustics by parametric Design and Additive Manufacturing) moet resulteren in werkende prototypes. Daarvoor is nog wel een verdere verbetering van de prestaties nodig. Verfijning van de techniek moet onder meer voorkomen dat bijvoord door onnauwkeurigheid van de 3D printer bramen ontstaan in de buizen. Want die kunnen het geluiddempend effect negatief beïnvloeden.
De TU Delft, bestaande uit een interdisciplinair team (dr. Martin Tenpierik, dr. Michela Turrin en PhD kandidate Foteini Setaki) werkt in het ADAM-project samen met akoestische specialisten van de faculteiten Bouwkunde en TNW. Het Nederlandse akoestisch adviesbureau Peutz stelt voor het onderzoek onder meer zijn testfaciliteiten beschikbaar. Het Belgische bedrijf Materialise is betrokken bij de ontwikkeling van de 3D printtechniek.