Je voelt je een stuk beter als ventilatoren minder lawaai maken

We brengen zo’n 87 procent van ons leven binnenshuis door, volgens een Amerikaans onderzoek. De kwaliteit van het binnenmilieu is daarom een steeds belangrijkere factor voor gezondheid en welzijn geworden. De laatste tijd hebben studies ook aangetoond hoe geluid binnenshuis een aanzienlijke negatieve invloed kan hebben, schrijft de Chalmers University of Technology in een persbericht. 

Een factor die bijdraagt tot het voortdurende lawaai in binnenomgevingen zijn de ventilatoren die worden gebruikt in ventilatiesystemen in huizen, werkplekken en scholen. De kern van het probleem – en datgene wat het menselijk oor irriteert – ontstaat wanneer de ventilatorbladen draaien, waardoor een geluid met een consistente en voorspelbare frequentie wordt gegenereerd, dat bekend staat als een ‘tonaal’ geluid. Hoe dit geluid precies ontstaat en hoe het kan worden verwijderd, is een langdurige zoektocht geweest waarop onderzoekers en ventilatorfabrikanten nog geen antwoord hebben kunnen vinden. 

“De bron van het tonale geluid is bij dit type ventilator nog nooit eerder geïdentificeerd. Wanneer je deze toon kunt reduceren, worden de ventilatoren extreem stil en, in dat opzicht, uniek. Dit is de eerste keer dat iemand erin geslaagd is om zowel de bron van het geluid te identificeren als te elimineren”, zegt Martin Ottersten, industrieel doctorandus in Fluid Dynamics aan de Chalmers University of Technology en Research and Innovation Engineer bij Swegon, en hoofdauteur van de studie.

Mentale aandoeningen

Volgens een rapport van de WHO kan tonaal geluid van het soort dat in ventilatiesystemen voorkomt, een negatieve invloed hebben op de menselijke gezondheid. Uit de studie blijkt dat langdurige blootstelling aan dit soort geluid het risico op hoge bloeddruk, hartstilstand, oorsuizen, gehoorschade, slaapproblemen en stress verhoogt. Ook de cognitieve ontwikkeling van kinderen kan negatief worden beïnvloed door de geluidsniveaus die afkomstig zijn van ventilatiesystemen.

Het vinden van de bron van wat het tonale geluid veroorzaakt, is daarom al vele jaren van groot belang voor onderzoekers en fabrikanten van ventilatoren. “Ik ben gevoelig voor geluid en heb soms moeite me te concentreren en te slapen bij storende geluiden. En ik weet dat tonaal geluid onze hersenen kan storen. Toen ik de rapporten van de WHO las over hoe tonaal geluid ook kan leiden tot ziekten zoals hoge bloeddruk en zelfs hartstilstand, kreeg het werk een heel nieuwe dimensie”, zegt Martin Ottersten, die al vier jaar met het project bezig is.

Drastische vermindering

Met behulp van geavanceerde computerberekeningen, die soms weken aan een stuk duurden, was Martin Ottersten in staat te bestuderen hoe de lucht tijdens het draaien door de ventilator stroomt en waar turbulentie optreedt. De berekeningen leverden ook geluidsgegevens voor de ventilator op, die werden gebruikt om de bron van de tonen te lokaliseren.

Na verschillende variaties slaagde hij erin een ventilator zo te ontwerpen dat het tonale geluid drastisch afnam, een verbetering die veel stillere en gezondere binnenomgevingen mogelijk zou kunnen maken. “Door verschillende wijzigingen aan de ventilatoren uit te proberen en de geluidsniveaus te meten met behulp van zeer complexe berekeningen op honderden computers, konden we gedurende een aantal weken precies bepalen waar in de constructie van de ventilator het tonale geluid vandaan kwam en hoe we het konden elimineren. En bovendien stelden we vast dat de efficiëntie van de ventilator toeneemt naarmate het tonale geluid afneemt”, aldus Martin Ottersten.

Patent

Hij gelooft dat dit onderzoek nu een groot potentieel heeft om in de praktijk te worden gebracht, en dat extreem stille ventilatoren die geen tonaal geluid produceren binnenkort commercieel verkrijgbaar zouden kunnen zijn.  “Op dit moment zijn we bezig een patent aan te vragen voor deze technologie en deze in onze ventilatoren te implementeren. Daarna willen we ze op de markt brengen, zodat we kunnen bijdragen aan het creëren van gezondere binnenomgevingen – en ook aan het verminderen van het energieverbruik en de uitstoot van kooldioxide.

De resultaten van de studie “A numerical method to predict and minimize fan tonal noise” zijn gepubliceerd in het wetenschappelijk tijdschrift “Physics of Fluids”. De studie werd uitgevoerd aan de afdeling stromingsdynamica van het departement werktuigbouwkunde en maritieme wetenschappen van de Chalmers University of Technology en werd gefinancierd door Swegon AB.

Geluidsvervuiling tegengaan met een muts? Het Zweedse Little Snooze doet het

De Zweedse start-up Little Snooze stond eerder dit jaar in de top vijf van de twintig beste businessideeën van Zweden met hun geluidsabsorberende mutsen.