Ne Demek Hava Geçebilir Ama Gürültü Geçemez!

ABD’deki Boston Üniversitesi araştırmacılarının geliştirmiş olduğu gürültü engelleme özellikli akustik metamalzemeden daha önce bahsetmiştik (Bknz: Gürültü Derdi Bitecek mi?). Hatırlarsanız bu metamalzemenin şaşırtıcı özelliği sadece 52 mm kalınlığı ile hem düşük frekanstaki (460 Hz) sesi %94 oranında engelleme hem de hava geçirgenlik özelliğini bir arada barındırmasıydı. Fakat tasarlanan metamalzeme yalnızca dar frekans bandında etkiliydi.

Peki, ne demek düşük-orta-yüksek frekans ve dar-geniş bant? Teknik olarak 500 Hz altındaki sesler düşük frekanslı, 500-2000 Hz aralığındaki sesler orta frekanslı ve 2000 Hz üstündeki sesler ise yüksek frekanslı olarak tanımlanabilir. Hadi gelin bu terimleri enstrümanların çıkardıkları sesler açısından değerlendirelim. Gitarın çıkardığı sesler yaklaşık 80-630 Hz’e denk gelir; bu onu düşük frekanslı ve görece geniş bantlı bir enstrüman yapar. Piyano ise, yaklaşık 28-4100 Hz aralığında sesler çıkardığı için düşük, orta ve yüksek frekanslarda etkin geniş bantlı bir enstrüman olarak tanımlanabilir. Dar bantlı yüksek frekanslı sese örnek olarak kara tahtaya sürtülen tırnağın çıkardığı ses verilebilir.

Konumuza geri dönecek olursak; Boston Üniversitesi araştırmacılarının tasarladığı metamalzeme, yalnızca dar frekans bandında çalışmaktaydı. Ancak bu metamalzemenin seçenekleri artmış gibi görünüyor. Geniş bantlı hava geçirgen gürültü engeli tasarımları Çin’deki Tongji Üniversitesi Akustik Enstitüsü profesörlerinden Dongxing Mao ve Yong Li’nin araştırma grubundan geliyor. Araştırmacıların 2020 ve 2021 yıllarında yapmış oldukları çalışmalar sonucunda sırasıyla 50 mm kalınlıktaki metamalzeme, orta frekanslarda (900-1418 Hz aralığında) gelen sesin %90’ını, 53 mm kalınlıktaki diğer metamalzeme ise orta frekanslarda (650-2000 Hz aralığında) gelen sesin %90’ından fazlasını engelleyebiliyor!

Hava geçirgen gürültü engellerini geleneksel gürültü engellerinden ayıran ne?Bilindiği üzere gürültü engelleri gürültünün azaltılması konusunda en etkili yöntemlerden biridir. Geleneksel gürültü engelleri gürültüyü izole ederken hava sirkülasyonunu engeller. Bu yüzden bu malzemeler doğal havalandırma talebini karşılayamazlar. Bununla birlikte gürültünün azaltılmasının yanı sıra taze hava girişine gereksinim duyan birçok özel durum karşımıza çıkıyor. Örneğin, günümüz kentlerinde artan çevresel gürültü kirliliği göz önüne alındığında, doğal havalandırma kullanan yeşil binalara dışarıdaki gürültünün içeri girmesi kaçınılmaz olabilir. İşte tam da bu noktada makalemizde bahsettiğimiz hava geçirgen metamalzemeler etkili havalandırma özellikleri ile geleneksel malzemelerin bir adım önüne geçiyor. Verimli havalandırma ve geniş bantlı ses yalıtım özellikleri sayesinde hava geçirgen

gürültü engelleri HVAC (Heating, Ventilating and Air Conditioning – Isıtma, Havalandırma ve Soğutma) sistemleri ve yeşil binalar gibi birçok alanda gürültü sorunlarını çözmek için umut verici bir alan gibi görünüyor.

Ancak bu tür çalışmalara paralel olarak, mimarların ve mühendislerin geleneksel malzemelerden oldukça farklı özelliklere sahip metamalzemeleri yakından takip etmesi gerekiyor. Böylelikle bu tür metamalzemeler yenilikçi bina tasarımlarının bir parçası olabilir.