Lärmschlucker mit Durchblick

Physik Journal - Der Prototyp eines Schallschutzfensters wirkt aktiv Geräuschen entgegen.

Verkehrslärm kann Anwohnern den letzten Nerv rauben. Daher sucht die Industrie nach Wegen, um dem Lärm aktiv entgegenzuwirken. Wissenschaftler der TU Darmstadt und des Darmstädter Fraunhofer-Instituts für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit haben nun zusammen mit dem Industriepartner Schüco den Prototyp eines aktiven Schallschutzfensters entwickelt.

Das Fenster dämpft Testsignale zwischen 50 und 1000 Hz um durchschnittlich sechs Dezibel – verringert den Schallpegel also um die Hälfte. Bei Motorengeräuschen von Passagierflugzeugen erwarten die Forscher unterhalb von 1000 Hz eine Lärmverringerung um bis zu zehn Dezibel durch das neue Schallschutzfenster. Dabei kommt ihnen zugute, dass im untersuchten Frequenzbereich nur drei bis vier Eigenmoden der Scheibe gedämpft werden müssen, um eine deutliche Lärmreduktion zu erreichen.

Abb.: Durch aktiv erzeugte Gegenschwingungen eines Fensters sinkt der Schallpegel im dahinterliegenden Raum. (Quelle: Fraunhofer-LBF)

Der Prototyp des Fensters wird bei auftreffenden Schallwellen durch Piezokeramiken in Gegenschwingungen versetzt. Die Keramiken dienen als Sensor und Aktor und sitzen sowohl am Rand der Fensterscheibe als auch an den Aufhängepunkten des Rahmens an der Fassade. Für die aktive Dämpfung der Scheibe nutzen die Wissenschaftler einige Quadratzentimeter große Piezoplättchen, für die Aufhängepunkte an der Fassade Stapel aus Piezoplättchen. Die Keramiken sind handelsübliche Produkte.

Heute käufliche Piezokeramiken sind nicht durchsichtig, was ein kleiner Schönheitsfehler bei Scheiben ist. Aber die Suche nach transparenten Stellelementen läuft bereits. In etwa vier Jahren sollen die Lärmschutzfenster auf den Markt kommen.

Michael Vogel

Quelle: Physik Journal, Mai 2006, S. 19