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Schallabsorber und Schalldämpfer

Innovative akustische Konzepte und Bauteile mit praktischen Anwendungen in konkreten Beispielen

AutorHelmut V. Fuchs
VerlagSpringer-Verlag
Erscheinungsjahr2007
Seitenanzahl546 Seiten
ISBN9783540356226
FormatPDF
KopierschutzDRM
GerätePC/MAC/eReader/Tablet
Preis76,99 EUR

Schallabsorber müssen heute akustischen und bautechnischen Anforderungen genügen, die faserige/poröse Materialien nicht mehr erfüllen. Der Autor gibt hier den umfassenden Überblick über Materialien und Bauteile für Schallschutz und akustische Behaglichkeit. Darauf aufbauend demonstriert er, anhand von Beispielen, Einsatz und Nutzen in den Bereichen Raum-Akustik, Freifeld-Prüfstände und Kanal-Auskleidungen. Akustik-Ingenieure und Bau-Fachleute finden hier allgemein verständliche Grundlagen, unmittelbar umsetzbare Konzepte sowie kostengünstige Werkzeuge. 2. Auflage mit vielen weiteren Ergänzungen u.a.: Interferenzdämpfer, aktive Resonatoren.



H. Fuchs studierte Elektrotechnik an der TU Berlin und promovierte dort bei L. Cremer und R. Wille. Er war an Instituten der Deutschen Luft- und Raumfahrt in Berlin und Oberpfaffenhofen, Sound and Vibration der University of Southampton sowie Aeroacoustics der Stanford University in der Grundlagenforschung tätig. Seit 1979 widmete er sich als Leiter der Abteilung Technische Akustik am Fraunhofer IBP in Stuttgart der angewandten Forschung und Entwicklung auf verschiedenen Gebieten des Schallschutzes. Seit 1986 war er Professor für Bauakustik und Immissionsschutz an der FH für Technik in Stuttgart, seit 1995 auch stellvertretender Institutsleiter sowie Leiter der Abteilung Raumakustik/Technische Akustik des IBP.

Nach seiner Pensionierung im Jahre 2005 führt Prof. Dr.-Ing. H. Fuchs seine kreativen Arbeiten, zusammen mit seiner langjährigen Koautorin Prof. X. Zha, selbstständig fort.

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Leseprobe

7 Interferenz-Dämpfer (S. 77)

Schalldämpfer und Kapselungen müssen, je nach Schallquelle und Einsatzbedingungen, auf unterschiedliche Geräusch-Spektren, u.U. auch schmalbandig, abstimmbar sein und oft extremen mechanischen, chemischen und thermischen Belastungen möglichst dauerhaft standhalten. Hier bringt fast jede neue Anwendung den Zwang zu innovativen Problemlösungen, sei es um Druckverluste zu minimieren oder Wärmestau zu vermeiden. Allein die Verschmutzungs-Problematik verhindert immer noch bereichsweise den Einsatz geeigneter Schallschutz-Maßnahmen in Kanälen und an Maschinen, während bei einfacheren Randbedingungen, insbesondere hinsichtlich der hohen Frequenzen, oft schon übertrieben wird. Weil besonders das Austragen und Verschmutzen der faserigen oder porösen Dämpfungs- Materialien neue Probleme schafft, besteht hier dringender Bedarf für Alternative Faserfreie Absorber ALFA-Technologien [7]. Der in Abschn. 6.3 bereits vorgestellte Membran-Absorber kann zwar, was tiefe Frequenzen, Druckverlust, Haltbarkeit und Reinigbarkeit angeht, universell als Schalldämpfer- Kulisse und Kapsel-Wandelement mit hoher Dämpfung und (steifebedingter) Dämmung eingesetzt werden.

Für hohe Frequenzen bieten sich entsprechende Bauteile aus gesintertem Glasschaum nach Abschn. 4.3 an. Speziell für Schornsteine haben sich, wiederum für die so wichtigen tiefen Frequenzen, ebenfalls recht breitbandig wirksame Auskleidungen nach Abschn. 10.3 bestens bewährt. Es fehlt aber noch ein robuster Schall- Absorber für einen breiten mittleren Frequenzbereich zwischen etwa 250 und 2 500Hz. Auch gibt es Einsatzbereiche an Maschinen und Kraftfahrzeugen, bei denen Schall-Absorber starken Erschütterungen ausgesetzt sind, denen weder der Membran- noch ein Glasschaum- oder irgendein anderer Absorber standhält.

Hier haben sich z.B. Hohlkammer-Resonatoren unterschiedlichster Bauart mit Wandungen aus hochwertigen Stählen bewährt. Sie können oft auch ohne Absorptions-Material auskommen. Ihre Wirkung in Kanälen verdanken sie überwiegend verschiedenen Interferenz-Mechanismen, die eine Reflexion der Schallenergie zur Quelle hervorrufen. Dieses reaktive Prinzip wurde zwar schon in Kap. 2 als Einfluss auf die Schallfeldverteilung in geschlossenen Räumen diskutiert. Es kann zwar nicht die in Kap. 3 geschilderten raumakustischen Probleme lösen. Die Einfügungsdämpfung nach Abschn. 3.8 lässt sich hingegen allein mit reaktiven Mitteln bewerkstelligen. Weil diese aber prinzipiell relativ schmalbandig wirken, müssen in der Regel mehrere solcher Interferenz-Schalldämpfer neben- oder hintereinander kombiniert werden, etwa so wie dies in Abb. 6.2 für Helmholtz- Resonatoren in einer Schalldämpfer-Kulisse dargestellt wurde.

Inhaltsverzeichnis
Inhaltsverzeichnis12
1 Einführung17
2 Problemschwerpunkt tiefe Frequenzen21
3 Schallabsorption für den Lärmschutz und die raumakustische Gestaltung31
3.1 Verhinderung schädlicher Reflexionen33
3.2 Raumakustische Gestaltung34
3.3 Pegelsenkung im Raum35
3.4 Vermeidung des Lombard-Effektes36
3.5 Herstellung akustischer Transparenz37
3.6 Konditionierung akustischer Messräume38
3.7 Schutz gegenüber Außenlärm39
3.8 Schalldämpfer in Strömungskanälen41
3.9 Kapselung von Maschinen und Anlagen42
3.10 Abschirmung ruhiger gegen laute Bereiche43
4 Passive Absorber45
4.1 Faserige Materialien48
4.2 Offenporige Schaumstoffe51
4.3 Geblähte Baustoffe54
5 Platten-Resonatoren57
5.1 Folien-Absorber58
5.2 Platten-Schwinger64
5.3 Verbundplatten-Resonatoren66
6 Helmholtz-Resonatoren79
6.1 Lochflächen-Absorber79
6.2 Schlitzförmige Absorber82
6.3 Membran-Absorber88
7 Interferenz-Dämpfer93
7.1 ./4-Resonatoren94
7.2 ./2-Resonatoren97
7.3 Rohr-Schalldämpfer97
8 Absorber mit aktiven Komponenten103
8.1 Masse-Feder-Systeme104
8.2 Abzweig-Resonatoren111
8.3 Moden-Dämpfer114
9 Mikroperforierte Absorber119
9.1 MPA-Platten124
9.2 MPA-Folien131
9.3 MPA-Flächengebilde135
10 Hochintegrierte Schallabsorber141
10.1 Breitband-Kompaktabsorber144
10.2 Reflexionsarme Raumauskleidungen148
10.3 Dämpfende Schornstein-Innenzüge150
11 Innovative Raum-Akustik155
11.1 Kriterien für die Hörsamkeit von Räumen157
11.1.1 Größe des Raumes158
11.1.2 Grobstruktur des Raumes161
11.1.3 Feinstruktur des Raumes162
11.1.4 Nachhall im Raum163
11.1.5 Störpegel im Raum166
11.1.6 Pegelverteilung im Raum168
11.1.7 Impulsantwort des Raumes170
11.1.8 Klarheits-Maß172
11.1.9 Deutlichkeits-Maß172
11.1.10 Schwerpunkts-Zeit173
11.1.11 Seitenschall-Maß173
11.2 Sprachverständlichkeit174
11.2.1 Späte Reflexionen177
11.2.2 Nachhall178
11.2.3 Störabstand180
11.2.4 Frequenzbegrenzung182
11.3 Verdeckung hoher durch tiefe Frequenzanteile183
11.4 Raumakustische Anforderungen nach DIN 18 041189
11.5 Auflösung eines raumakustischen Dilemmas in Kommunikationsräumen198
11.6 Ausführungsbeispiele innovativer Raum-Akustik206
11.6.1 Anspruchsvolle Versammlungsstätten206
11.6.2 Sport- und Freizeithallen224
11.6.3 Konferenz- und Schulungsräume233
11.6.4 Offene Büro-Landschaften247
11.6.5 Musiker-Arbeitsräume255
11.6.6 Großes Haus des Staatstheaters Mainz283
11.6.7 Tonstudios303
11.6.8 Akustische Messräume326
12 Innovative Akustik-Prüfstände335
12.1 Stand der Technik bei reflexionsarmen Räumen337
12.2 Quellen des Lärms von Kraftfahrzeugen339
12.3 Konventionelle Werkzeuge und Materialien für Freifeld-Räume340
12.4 Alternative Auslegungs-Konzepte345
12.5 Drei aktuelle ALFA-Bausteine für reflexionsarme Räume360
12.6 Ausführungsbeispiele nach dem neuen Stand der Technik367
12.6.1 BMW Motor-Akustik-Prüfstand in München367
12.6.2 Audi Aeroakustik-Windkanal in Ingolstadt377
12.6.3 Mercedes Technik-Zentrum in Sindelfingen381
12.6.4 Volkswagen Akustik-Zentrum in Wolfsburg387
12.6.5 DaimlerChrysler Windkanal in Auburn Hills424
12.6.6 PSA Renault-Windkanal in St.-Cyr-L’Ecole434
12.6.7 Erfahrungen aus dem chinesischen Markt441
12.7 Rück- und Ausblick auf Akustik-Prüfstände447
13 Innovative Kanal-Auskleidungen451
13.1 Geometrische Parameter von Schalldämpfern453
13.2 Abschätzung der Dämpfung455
13.2.1 Wahl von Kulissendicke und -spalt460
13.2.2 Einfluss der Strömung462
13.2.3 Einfluss der Temperatur462
13.2.4 Reflexionsdämpfung463
13.2.5 Berücksichtigung von Abdeckungen464
13.2.6 Beeinträchtigungen durch Nebenwege465
13.2.7 Dämpfung höherer Moden466
13.3 Abschätzung des Eigengeräuschs467
13.4 Abschätzung der Druckverluste468
13.5 Messungen an Schalldämpfern472
13.5.1 Einfügungsdämpfung481
13.5.2 Durchgangsdämpfung483
13.5.3 Ausbreitungsdämpfung483
13.5.4 Immissionswirksame Dämpfung485
13.6 Ausführungsbeispiele innovativer Kanal-Auskleidungen489
13.6.1 Membran-Absorber für Bewetterungsanlagen490
13.6.2 Membran-Absorber in Rauchgas-Reinigungsanlagen491
13.6.3 Alternative Dämpfer-Technologien für Vakuumanlagen an Papiermaschinen496
13.6.4 Schalldämpfer in der Abluft von Mineralfaser-Produktionsanlagen502
13.6.5 Schalldämpfer für die Nassentstaubung in einer Düngemittel-Fabrik515
13.6.6 Reinigbare Rohr-Schalldämpfer für mit Staub beladene Abluft518
13.6.7 Schalldämpfer in Heizungsanlagen520
13.6.8 Aktive Schalldämpfer in Raumklimageräten524
13.7 Rück- und Ausblick auf Schall dämpfende Maßnahmen526
Nachwort533
Literatur535
Sachverzeichnis553

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