Mein Zukunft Bau

Bedarfsgerechte Erhöhung der Schalldämmung von Bauteilen (Wänden, Decken, Fassaden) mittels eines neuen Wirkprinzips einsetzbar im Neubau und Bestand

Projektnummer

F20-12-1-003; 10.08.18.7-13.19

Laufzeit / Status

07.2013 - 06.2015 / abgeschlossen

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Projektdetails

Beteiligte

Fraunhofer-Institut für Bauphysik - IBP -, Univ.-Prof. Dr.-Ing. Klaus Sedlbauer, Nobelstraße 12, 70569 Stuttgart

Cluster

Neue Materialien und Techniken

Projektbeschreibung

Das Forschungsvorhaben zielt auf Verbesserungen des baulichen Schallschutzes mittels eines neuartigen Prinzips, das Platz und Material sparende Lösungen erlaubt. Die bisherige Maxime, die geforderte Schalldämmung von Trennbauteilen durch Reduktion des Körperschalls im Bauteil zu erreichen, ist weitgehend ausgereizt, weil Masse und Dicke des Trennbauteils nicht mehr nennenswert erhöht werden können. Das neue, auf Stepanov zurückgehende Prinzip besteht in der Reduktion der Schallabstrahlung durch flache Resonatoren, die auf das Trennbauteil aufgebracht werden. Die Resonatoren werden so abgestimmt, dass die hauptsächliche Verbesserung bei den bekannten Schwachstellen erfolgt.

Für die Anwendung des Prinzips auf die Schalldämmungssituation wurde ein idealisiertes analytisches Modell entwickelt, in dem der Empfangsraum durch einen zweidimensionalen halbunendlichen Kanal ersetzt wird. Numerische Berechnungen - auch für die dreidimensionale Situation - wurden mit COMSOL durchgeführt. Messungen im Impedanzkanal führten - in recht guter Übereinstimmung mit der rechnerischen Prognose - zu Verbesserungen der Schalldämmung um bis zu 20 dB.
Die Resonatoren bestanden aus einer Sylomerschicht mit aufgeklebter Metallplatte. Entsprechende Messungen an doppelschaligen Aufbauten mit Gipskartonplatten und 56 Resonatoren im Türprüfstand - also bei diffuser Schallanregung - ergaben maximal 9 dB Verbesserung.

Die im Prinzip auch bei diffusem Schalleinfall erzielbare Verbesserung von 20 dB wurde letzten Endes nicht erreicht, weil es nicht möglich war, die Resonatoren auf etwa 40 Hz abzustimmen, ohne sie zu dick und zu schwer zu machen.
Es wurde rechnerisch und messtechnisch nachgewiesen, dass die Verbesserung von der Messrichtung im Prinzip unabhängig ist.

Neue Perspektiven für die Anwendung des Stepanov-Prinzips auf doppelschalige Wände mit Hohlraum eröffnen sich durch die Bestätigung der Hypothese, dass die Resonatoren eine ähnliche Wirkung zeigen, wenn sie auf der dem Hohlraum zugewandten Seite einer Schale angebracht werden.

 

Schlagwörter

Schalldämmung, Schallschutz, Lärmschutz, Gipskarton-Wände, Resonatoren, akustischer Kurzschluss, destruktive Interferenz, Kanalmodell, COMSOL, Impedanzkanal, Messungen

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