Schallabsorber und Schalldämpfer

Innovative akustische Konzepte und Bauteile mit praktischen Anwendungen in konkreten Beispielen

Autor	Helmut V. Fuchs
Verlag	Springer-Verlag
Erscheinungsjahr	2010
Seitenanzahl	591 Seiten
ISBN	9783642014130
Format	PDF
Kopierschutz	DRM
Geräte	PC/MAC/eReader/Tablet
Preis	109,99 EUR

Schallabsorber müssen heute akustischen und bautechnischen Anforderungen genügen, die faserige/poröse Materialien allein nicht mehr erfüllen können. In dem Buch wird zunächst ein umfassender Überblick über verfügbare Materialien und Bauteile für den Schallschutz gegeben. Darauf aufbauend zeigt der Autor ihren Einsatz und Nutzen in den Bereichen Raum-Akustik, Freifeld-Prüfstände und Kanal-Auskleidungen. Auf der Grundlage neuer Erkenntnisse zum Einfluss der Nachhallzeit wurde für die Neuauflage das Kapitel Raumakustik überarbeitet und erweitert.

Prof. Dr.-Ing. Helmut V. 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 Begründer 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.
Heute engagiert sich der Autor u.a. als wissenschaftlicher Mitarbeiter der Forschungsgesellschaft für angewandte Systemsicherheit und Arbeitsmedizin und Berater der Berufsgenossenschaft Nahrungsmittel und Gaststätten für die marktgerechte Umsetzung der in diesem Buch beschriebenen Innovationen für weniger Lärm und bessere raumakustische Gestaltung.

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Inhaltsverzeichnis

Vorwort	4
Inhaltsverzeichnis	10
Formelzeichen, Abkürzungen, Maßeinheiten	17
Kapitel 1 Einführung	24
Kapitel 2 Problemschwerpunkt tiefe Frequenzen	27
Kapitel 3 Schallabsorption für den Lärmschutz und die raumakustische Gestaltung	37
3.1 Verhinderung schädlicher Reflexionen	39
3.2 Raumakustische Gestaltung	40
3.3 Pegelsenkung im Raum	41
3.4 Vermeidung des Lombard-Effektes	42
3.5 Herstellung akustischer Transparenz	43
3.6 Konditionierung akustischer Messräume	43
3.7 Schutz gegenüber Außenlärm	45
3.8 Schalldämpfer in Strömungskanälen	47
3.9 Kapselung von Maschinen und Anlagen	48
3.10 Dämpfung von Körperschall	49
3.11 Abschirmung ruhiger gegen laute Bereiche	50
Kapitel 4 Passive Absorber	53
4.1 Faserige Materialien	56
4.2 Offenporige Schaumstoffe	59
4.3 Geblähte Baustoffe	61
Kapitel 5 Platten-Resonatoren	65
5.1 Folien-Absorber	66
5.2 Platten-Schwinger	71
5.3 Verbundplatten-Resonatoren	73
Kapitel 6 Helmholtz-Resonatoren	85
6.1 Lochflächen-Absorber	85
6.2 Schlitz-Absorber	88
6.3 Membran-Absorber	94
Kapitel 7 Interferenz-Dämpfer	100
7.1 4-Resonatoren	101
7.2 2-Resonatoren	104
7.3 Rohr-Schalldämpfer	104
Kapitel 8 Absorber mit aktiven Komponenten	109
8.1 Masse-Feder-Systeme	110
8.2 Abzweig-Resonatoren	115
8.3 Moden-Dämpfer	118
Kapitel 9 Mikroperforierte Absorber	121
9.1 MPA-Platten	126
9.2 MPA-Folien	132
9.3 MPA-Flächengebilde	135
Kapitel 10 Integrierte und integrierende Schallabsorber	142
10.1 Schallabsorber als konstruktive Bauteile	144
10.2 Breitband-Kompaktabsorber	145
10.3 Schall absorbierende Möbel	148
10.4 Thermisch aktivierte Akustikelemente	152
10.5 Reflexionsarme Raumauskleidungen	155
10.6 Dämpfende Schornstein-Innenzüge	158
10.7 Beton-Verbundabsorber in Lärmschutzwänden	161
Kapitel 11 Schallabsorber in der Raumakustik	164
11.1 Zur Wahrnehmung von Akustik	165
11.2 Objektive Kriterien für die Hörsamkeit von Räumen	167
11.2.1 Größe des Raumes	168
11.2.2 Grobstruktur des Raumes	170
11.2.3 Feinstruktur des Raumes	172
11.2.4 Frühe Reflexionen	172
11.2.5 Nachhall im Raum	173
Nachhallzeit T60	174
Nachhallzeit T30	174
Nachhallzeit T10	174
11.2.6 Bassverhältnis	176
11.2.7 Störpegel im Raum	176
11.2.8 Pegelverteilung im Raum	179
11.2.9 Impulsantwort des Raumes	180
11.2.10 Klarheits-Maß	182
11.2.11 Deutlichkeits-Maß	182
11.2.12 Schwerpunkts-Zeit	183
11.2.13 Seitenschall-Maß	183
11.2.14 Artikulationsverlust	184
11.3 Sprachverständlichkeit	185
11.3.1 Späte Reflexionen	188
11.3.2 Nachhall	189
11.3.3 Störabstand	191
11.3.4 Frequenzbegrenzung	192
11.4 Verdeckung hoher durch tiefe Frequenzanteile	193
11.5 Lärmentstehung in Kommunikationsräumen	198
11.6 Aktuelle Trends in der Architektur	204
11.7 Raumakustische Anforderungen nach DIN 18 041	205
11.8 Raum-Akustik für sprachliche Kommunikation	210
a Akustische Transparenz erzeugen!	215
b Raum-Moden bedämpfen!	216
c Nachhallzeit gleichmäßig senken!	217
11.9 Raum-Akustik für offene Bürolandschaften	219
11.10 Raum-Akustik für Unterricht und Schulung	227
11.11 Raum-Akustik für Musiker-Arbeitsplätze	229
11.11.1 Schallbelastungen bei Musikern	230
11.11.2 Die EU-Richtlinie 200310EG	233
11.11.3 Maßnahmen zur Pegelminderung	234
11.11.4 Minderung der Emissionen durch raumakustische Maßnahmen	237
11.12 Raum-Akustik für Darbietung, Aufnahme und Wiedergabe von Sprache und Musik	242
11.12.1 Raumakustische Mindestanforderungen	243
11.12.2 Bass-Fundament und Nachhallzeit	245
11.13 Kirchen als zufällige? Musterfälle	251
11.13.1 Neubau mit akustischen Risiken	253
11.13.2 Exzellente Akustik als unerwartetes Ergebnis	255
11.13.3 Nachhall, der die Höhen betont	256
11.13.4 Akustische Aufwertung von Kirchenräumen	260
11.14 Amphitheater als antike Vorbilder	262
11.14.1 Wertschätzungen antiker Theater	263
11.14.2 Akustische Eigenschaften halboffener Räume	264
11.14.3 Folgerungen für die moderne Architektur	266
11.15 Ausführungsbeispiele innovativer Raum-Akustik	267
11.15.1 Anspruchsvolle Versammlungsstätten	269
a Speisesäle	269
b Plenarsäle	272
c Forum im Office Innovation Center	274
d Schlüterhof im Deutschen Historischen Museum	276
e Tagungsräume im Wirtschaftsministerium	278
f Mehrzweckräume in der neuen Akademie der Künste	281
11.15.2 Sport- und Freizeithallen	285
a Vicemoos Sporthalle	285
b Erlebnisbad DieWelle	288
11.15.3 Konferenz- und Mehrzweckräume	293
a Besprechungszimmer	294
b Medienraum im Office Innovation Center	296
c Glaskabinen	296
d Mehrzwecksäle	299
e Schulungszentrum in ehemaliger Fabrikhalle	304
11.15.4 Offene Bürolandschaften	305
a Hochleistungs-Absorber-Module	306
Hoch abgestimmte Kompakt-Absorber	306
Tief abgestimmte Kompakt-Absorber	307
Breitbandig wirksame Kompakt-Absorber	307
b In Wandsysteme integrierte Hochleistungs-Absorber	307
In Leichtbau-Wänden integrierte Kanten-Absorber	308
In Glas-Systemwänden integrierte Absorber	309
In Glas-Schallschirmen integrierte Absorber	309
c Vergleich mit konventionellen raumakustischen Maßnahmen	310
d Offene Bürolandschaft mit abgehängter Akustik-Decke	314
e Offene Bürolandschaft mit konventionellen Akustik-Stellwänden	315
f Offene Bürolandschaft ohne konventionelle Maßnahmen	317
g Aktuelle Fachdiskussionen zum Thema	319
11.15.5 Musiker-Arbeitsräume	321
a Schlagzeug-Unterrichtsraum der Musikschule Waldenbuch	321
b Schlagzeug-Konzert im Musiksaal der Akademie des Schlosses Solitude Stuttgart	322
c Orchestergräben	324
d Orchester-Probensäle	333
e Andere Probenräume	341
11.15.6 Großes Haus des Staatstheaters Mainz	342
a Das akustische Konzept	342
b Notwendige Grobanpassungen	344
c Schall lenkende Maßnahmen	346
Portal-Reflektor	348
Reflektoren über Orchestergraben	348
Seiten-Reflektoren	348
Decken-Reflektoren	349
Reflektoren oberhalb der Regiefenster	350
d Schall absorbierende Maßnahmen	350
Orchestergraben	352
Zuschauerraum	353
Bühnenraum	353
e Konzertnutzung	354
f Ergebnisse und Beurteilung	355
Nachhallzeit	356
Pegelverteilung	356
Klarheits-Maß	357
Seitenschall-Maß	358
Grundgeräusch-Pegel	359
Zusammenfassung	359
11.15.7 Tonstudios	359
a Mehrkanal-Vorführraum auf der Tonmeistertagung 1992	361
b Aufnahme- und Übertragungswagen	363
c Mehrkanal-Abhörraum	364
d Hörraum im Büroformat	370
e Tonbearbeitungsräume	374
f Produktionsstudios	376
11.15.8 Maschinen , Produktions- und Bahnhofshallen	380
a Einhausung einer Steinsäge	381
b Regionalbahnhof unter dem Potsdamer Platz	382
11.15.9 Akustische Messräume	384
Kapitel 12 Schallabsorber und -dämpfer in Akustik-Prüfständen	398
12.1 Stand der Technik bei reflexionsarmen Räumen	400
12.2 Quellen des Lärms von Kraftfahrzeugen	402
12.3 Konventionelle Werkzeuge und Materialien für Freifeld-Räume	403
12.4 Auslegungs-Konzepte für reflexionsarme Räume	407
12.5 Simulationsrechnung für reflexionsarme Räume	420
a Einfluss des Absorptionsgrades	423
b Einfluss des geschlossenen Rechteck-Raumes	425
c Einfluss der Raumgeometrie	425
d Einfluss der Quellposition	427
e Einfluss der Bodenreflexionen	427
f Einfluss der Bandbreite des Testsignals	429
g Optimierung durch eine inhomogene Auskleidung	431
12.6 Drei alternative Absorber-Bausteine für reflexionsarme Räume	432
12.7 Ausführungsbeispiele innovativer Akustik-Prüstände	438
12.7.1 BMW Motor-Akustik-Prüfstand in München	439
12.7.2 Audi Aeroakustik-Windkanal in Ingolstadt	448
12.7.3 Mercedes Technik-Zentrum in Sindelfingen	451
12.7.4 Volkswagen-Akustik-Zentrum in Wolfsburg	456
a Außengeräusch-Messhalle	459
Freifeldeigenschaften auf einem Messquader über dem Rollen-Prüfstand	461
Freifeldeigenschaften auf dem Messpfad für die Vorbeifahrt-Simulation	462
b Rollen-Prüfstände	463
c Motoren- und Aggregate-Prüfstände	469
d Fenster-Prüfstand	472
e Hör-Studio	476
f Schalltechnische Erfahrungen aus einem anspruchsvollen Projekt	479
12.7.5 Daimler-Chrysler Windkanal in Auburn Hills	487
12.7.6 PSA PeugotCitroen-Windkanal in St.-Cyr-L™Ecole	496
Volumen 1 - Durchmesser 12 m, Höhe 3 m	499
Volumen 1 - Durchmesser 12 m, Höhe 1.5 m	500
Volumen 2 - Quader 6 ? 2 ? 1.7 m oberhalb Volumen 1	500
12.7.7 BMW Aerodynamic Test Centre in München	502
12.7.8 Erfahrungen aus dem chinesischen Markt	503
a Freifeldraum, Shanghai Academy of Public Measurement	504
b Halbfreifeld-Raum, Shanghai Academy of Public Measurement	504
c Freifeldraum, Beijing National Institute of Metrology	505
d Halbfreifeld-Raum, Beijing National Institute of Metrology	506
e Aggregate-Prüfstand, PAN-ASIA Automobiles	506
f Messkabine für NOKIA in Beijing	507
g Messkabine für MOTOROLA in Beijing	507
h Vorbeifahrt-Prüfstand der Tongji University in Shanghai	508
12.8 Rück- und Ausblick auf Akustik-Prüfstände	509
Kapitel 13 Schalldämpfer in Strömungskanälen	515
13.1 Planung von Schalldämpferanlagen	515
13.2 Geometrische Parameter von Schalldämpfern	518
13.3 Abschätzung der Dämpfung	520
13.3.1 Begrenzung durch Nebenwege und Durchstrahlung	521
13.3.2 Erweiterte Piening-Formel	522
13.3.3 Schwachpunkt tiefer Frequenzen	524
13.3.4 Einfluss der Strömung	526
13.3.5 Einfluss der Temperatur	527
13.3.6 Reflexionsdämpfung	527
13.3.7 Berücksichtigung von Abdeckungen	528
13.3.8 Beeinträchtigungen durch Körperschall	529
13.3.9 Dämpfung höherer Moden	531
13.4 Abschätzung des Eigengeräusches	532
13.5 Geräuschabstrahlung in einen Raum	533
13.6 Abschätzung der Druckverluste	534
13.7 Messungen an Schalldämpfern	538
13.7.1 Einfügungsdämpfung	544
13.7.2 Durchgangsdämpfung	546
13.7.3 Ausbreitungsdämpfung	547
13.7.4 Immissionswirksame Dämpfung	548
13.8 Ausführungsbeispiele innovativer Kanal-Auskleidungen	551
13.8.1 Resonator-Schalldämpfer für Bewetterungsanlagen	551
13.8.2 Membran-Absorber in Rauchgas-Reinigungsanlagen	555
13.8.3 Schalldämpfer an Papiermaschine	559
13.8.4 Schalldämpfer in Mineralfaser-Produktionsanlage	565
a Schalltechnische Anforderungen	568
b Ganzmetall-Schalldämpfer für Vakuum-Anlage	568
c Umlenk-Schalldämpfer an Entstaubungsanlage	569
d Schornstein mit integriertem Schalldämpfer	572
13.8.5 Schalldämpfer für Nassentstaubung	575
13.8.6 Schalldämpfer für mit Staub beladene Abluft	578
13.8.7 Schalldämpfer in Heizungsanlagen	579
a Reaktive Rohr-Schalldämpfer	581
b Aktive Resonanz-Schalldämpfer	582
c Schlitz-Schalldämpfer in Heizkesseln	582
13.8.8 Aktive Schalldämpfer in Raumklimageräten	583
13.8.9 Schalldämpferauslegungen für RLT-Anlage	585
13.9 Rück- und Ausblick auf Schalldämpfer	586
Verdeckte Lärmschutz-Kosten	587
Kosten für Maßnahmen an den Lärmquellen	587
Energiekosten durch Schalldämpfer	588
Stichwortverzeichnis	594

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