1.1 Grundlagen
1.1.1 Wechselwirkungen von Luftschall mit Boden, Decke und Wand
Trifft Luftschall auf eine Raumbegrenzungsfläche, so gibt es 3 mögliche Arten der Wechselwirkung:
- Reflektion,
- Absorption und
- Transmission.
Bei durchschnittlichen Raumbegrenzungsflächen ist der Anteil der Transmission, also das einfache Durchlassen des Schalls, ebenso wie der Anteil der Körperschallfortleitung sehr klein und damit in guter Näherung vernachlässigbar.
Schalldämpfung durch verringerte Reflektion
Raumakustische Maßnahmen verringern den Anteil des reflektierten Schalls durch Erhöhung der Schallabsorption.
1.1.2 Schalldämpfendes Material
Von der Vielzahl der auf dem Markt angebotenen schalldämpfenden Materialien sind die meisten der Klasse der porösen Absorber zuzuordnen. Diese zeichnen sich durch ein offenporiges Material aus, in dem die Schallenergie in Wärme umgewandelt wird.
Materialeigenschaften, wie z. B.
- die Porengröße und -anzahl,
- die Anordnung der Poren oder
- die Rauigkeit des Materials,
bestimmen dabei die Porosität und den Strömungswiderstand des Materials und damit auch die Schalldämpfung.
Beispiele solcher offenporigen Absorber sind Mineral-, Glas- und Holzfaserplatten sowie offenporige Schaumstoffe. Diese Materialien dämpfen in einem breiten Frequenzbereich.
Poren dürfen nicht verstopft werden
Da die Dämpfungswirkung auf den offenen Poren des Materials beruht, dürfen die Poren nicht verstopft werden: Also Achtung bei Renovierungsarbeiten, wenn die Akustikdecke mit Farbe überstrichen wird.
Tiefe Frequenzen besser absorbieren
Die Dämpfungswirkung bei tiefen Frequenzen hängt maßgeblich von der Dicke des Materials und der Montageart ab: Tiefe Frequenzen werden umso besser absorbiert, je dicker das Material ist. Auch ein (luftgefüllter) Abstand zwischen dem montierten Material und der Raumbegrenzungsfläche erhöht die Absorption tiefer Frequenzen.
1.1.3 Gestaltung von raumakustischen Maßnahmen
Da der Boden z. B. aufgrund der mechanischen Beanspruchung oder der Reinigungsmöglichkeiten meist schallhart bleiben muss, werden v. a. Decken und Wände schalldämpfend ausgestattet sowie Stellwände eingesetzt.
Die Decke ist die am häufigsten mit schalldämpfenden Materialien ausgestattete Raumbegrenzungsfläche.
Bei geschlossenen Systemen wird die Decke ganz oder teilflächig mit Absorbermaterial verkleidet.
Hier werden auch Komplettlösungen angeboten, bei denen z. B. die Beleuchtung in die Akustikdecke integriert wird. Auch sind Systeme mit Wartungsöffnungen erhältlich, sodass der Zugriff auf eventuell dahinter liegende Kabel, Schächte oder sonstige Einrichtungen gewährleistet werden kann. Eine häufig verwendete Lösung in Fertigungshallen ist eine Trapezblechdecke: Verkleidung der Decke mit trapezförmigen, gelochten Paneelen, in die Absorbermaterial (mit Rieselschutz) eingelegt wird.
Offene Systeme (Kulissensysteme) müssen immer dann gewählt werden, wenn weitere funktionale Systeme an oder in der Decke installiert sind. Dazu gehören z. B. Brandmelder und Sprinkleranlagen, Dachfenster oder Lüftungsanlagen. Bei Einsatz von Kulissensystemen muss immer eine reduzierte Dämpfung tieferer Frequenzen (unterhalb ca. 500 Hz) berücksichtigt werden.
Im Gegensatz zu den geschlossenen Systemen wird bei den Kulissensystemen das Absorbermaterial senkrecht von der Decke abgehängt. Der Abstand der einzelnen sog. Baffeln zueinander sowie die Höhe der einzelnen Baffeln bestimmen hier die Güte der Schalldämpfung. Die einzelnen Baffeln können die Form von Platten haben. Sie können aber auch halbrund oder rund (sog. Rollenabsorber) oder deutlich dicker sein (Kissenabsorber).
Auch Wände können mit einem akustisch dämpfenden Material verkleidet werden. Dabei sollte, wie bei Decken, ein gewisser Abstand zur Rohwand eingeplant werden, um die Dämpfung bei tieferen Frequenzen zu verbessern. Auf das Dämpfungsmaterial kann dann ein Riesel- und/oder Feuchtigkeitsschutz aufgebracht und davor ggf. ein mechanischer Schutz im bodennahen Teil der Wand angebracht werden. So kann eine Beschädigung des schalldämpfenden Materials vermieden werden. Als Schutzmaterialien, die die schalldämpfenden Eigenschaften nicht zu sehr behindern, haben sich Lochbleche, Lochziegel, Paneele oder auch Folien und Vlieskaschierungen bewährt. Um eine ausreichende Wirksamkeit des Absorptionsmaterials zu erhalten, sollten Lochbleche und Lochziegel einen Lochanteil von mind. 30 % der Gesamtoberfläche aufweisen. Paneele sollten ebenfalls mit genügend großem Abstand zueinander angebracht werden.
Gute Erfolge in der Lärmminderung können auch mit schalldämmenden und schalldämpfenden Stellwänden erzielt werden, die zwischen einzelnen Arbeitsplätzen oder Maschinen aufgestellt werden. Das schalldämpfende Material ist typischerweise an beiden Seiten einer schalldämmenden Trägerwand aufgebracht. Die Dicke der Stellwand hängt u. a. vom Spektrum des Arbeitsgeräusches ab.
1.1.4 Prognose der Lärmminderung
Zur Erstellung von Lärmminderungsprognosen durch raumakustische Maßnahmen sind verschiedene Softwarelösungen verfügbar (Strahlverfolgungsmodelle, Teilchenmodelle).
Das Verfahren nach VDI 3760 hat sich in der Praxis bewährt. Die Berechnung der Schallausbreitung und der Schalldruckpeg...