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pte20220512047 Forschung/Entwicklung, Produkte/Innovationen

Schwarze Löcher für gute Trittschalldämmung

Empa-Akustiker fräsen nach mathematischer Funktion linsenförmige Vertiefung in das Material


Bodenelemente aus Massivholzplatten mit akustischen schwarzen Löchern im Test (Foto: empa.ch)
Bodenelemente aus Massivholzplatten mit akustischen schwarzen Löchern im Test (Foto: empa.ch)

Dübendorf (pte047/12.05.2022/13:00) -

Forscher der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) http://empa.ch haben ein neues System zur Trittschalldämmung bei Holzfußböden entwickelt. Die innovativen Bodenelemente aus Massivholzplatten verfügen über sogenannte akustische schwarze Löcher, die Vibrationen wie Schall aufnehmen und ausschwingen lassen. Bereits schallvermindernde Wirkung erzielten diese seit Langem in Autos und Flugzeugen.

Falle für den Schall

Die Experten haben nach einer spezifischen mathematischen Funktion eine linsenförmige Vertiefung in das Material gefräst, in die alle Schallwellen in diesen Bereich hineinlaufen. Dabei verstärken sich die Amplituden immer weiter, während die Wellenläge der Schwingungen abnimmt. "Könnte man die Platten im Bereich dieser Vertiefungen unendlich dünn machen, dann würden sich die Schallwellen tatsächlich von alleine in diesen 'schwarzen Löchern' totlaufen, es käme also nichts mehr aus der Linse", so Empa-Bauakustiker Stefan Schoenwald.

Zwei produzierte Platten - einmal mit, einmal ohne akustische schwarze Löcher - haben die Experten einer Schwingungsanalyse unterzogen. Bei dieser Messung wird Schall über das ganze relevante Schallspektrum als Vibration in den Testkörper geleitet. Ein Laser misst die Vibration der Test-Platten rasterförmig an mehreren Stellen. Mit den Messwerten kann dann berechnet werden, wie sich die Vibration durch die Platte bewegt und ob die ausgefrästen Dellen den Schall auch wirklich "einfangen" und in Form von Wärme verpuffen lassen.

Zertifizierung als Ziel

Die Messwerte der Forscher stimmen bei einer Abweichung von nur rund fünf Prozent sehr gut mit der Modellrechnung überein. "Aktuell sind wir an den Trittschallmessungen, die wir nach internationalen Normvorgaben durchführen. Im nächsten Schritt müssen die Brandschutz- und Statik-Eigenschaften bestätigt werden", verdeutlicht Schoenwald abschließend.

(Ende)
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