Mein Zukunft Bau

Entwicklung mehrphasig-poröser Schallabsorbermaterialien durch Mikrostruktursynthese

Projektnummer

10.08.18.7-14.13

Laufzeit / Status

08.2014 - 08.2016 / abgeschlossen

Projektdetails

Beteiligte

Fraunhofer-Institut für Bauphysik - IBP
Prof. Dr. Klaus Sedlbauer
Dr.-Ing. (FH) Horst Drotleff M.Sc.
Nobelstraße 13
70569 Stuttgat

Fraunhofer Institut für Bauphysik

Dipl.-Ing. (FH) Roman Wack

Nobelstraße 12

70569 Stuttgart

Cluster

Neue Materialien und Techniken, Fortentwicklung von Materialien und Bauprodukten

Projektbeschreibung

Zum Aufbau von Schallabsorbern sind offenzellig poröse Materialien wie Faserlagen oder Schäume am gebräuchlichsten. Soll mit ihnen ein nennenswertes Absorptionsvermögen im Bereich tieferer Frequenzen erzielt werden, so sind Prinzip bedingt erhebliche Schichtdicken oder Abhängehöhen erforderlich. Neben wirtschaftlichen Nachteilen führt dies dazu, dass gebräuchliche Bauteile wie Akustiksegel, absorbierende Stellwände oder Wandverkleidungen bei den häufigsten raumakustischen Problemstellungen nicht als alleinige Maßnahmen eingesetzt werden können.
Dieser Nachteil soll durch eine Materialentwicklung behoben werden, welche die Porenmorphologie mit mehreren unterschiedlich porosierten Phasen gestaltet. Ziel ist eine Erweiterung des Absorptionsspektrums um eine Oktave zu tieferen Frequenzen im Vergleich zu einem gleich dicken Faserabsorber.
Die Entwicklung stützt sich auf eine Mikrostruktursynthese der Materialien im Computer. Hierzu werden Geometrieausschnitte als Computermodelle generiert, mit denen sich das Schallabsorptionsvermögen in Abhängigkeit der Porenmorphologie simulieren lässt. Der Ansatz sieht die getrennte Simulation der Schallausbreitung in den einzelnen porösen Phasen mit Finite-Elemente-Berechnungen vor. Anschließend sollen die Eigenschaften des gesamten Materials mit erweiterten analytischen Absorbermodellen beschrieben werden.
Die Entwicklung wird durch Messreihen begleitet, die anfangs an Modellsubstanzen erfolgen und später an Materialien, die im Labormaßstab hergestellt werden. Eines der Materialsysteme wird aus gebundenen, porosierten Granulaten aufgebaut. Hierzu wird das Vorhaben durch den Projektpartner LIAVER GmbH unterstützt.

Schlagwörter

Schallabsorber, Granulate, Mikrostruktur, Double Porosity

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