Akustische Garne - Analyse von Einflussfaktoren auf die Entwicklung akustisch wirksame Garne für Textilstrukturen

Das Ziel des Forschungsvorhabens war es, anhand einer systematischen Analyse der Einflussfaktoren die Entwicklung neuartiger Kombinationsgarne mit akustisch wirksamer Struktur effektiv und effizient zu ermöglichen. Damit wird das Potential von akustisch wirksamen Textilien deutlich erweitert.  

Die Hälfte aller Arbeitsplätze in Deutschland sind Büroarbeitsplätze. Die Minderung von Lärm in Innenräumen ist für das Komfortempfinden, die Arbeitsleistung und die Gesundheit somit von hoher Bedeutung. Alle größeren Oberflächen im Raum (z. B. Decken, Wände, Boden, Schrankfronten oder -rückseiten) beeinflussen durch ihr Material und ihre Konstruktion die schalltechnischen Eigenschaften des gesamten Raumes. Zur Erzielung der akustischen Vorgaben der Technischen Regeln für Arbeitsstätten tragen insbesondere in Mehrfach- oder Großraumbüros in vielen Fällen Textilien oder textile Komponenten in Form von Bodenbelägen, Vorhängen, Bespannung von Akustikelementen oder Wandbespannungen bei. Zur gezielten Entwicklung von Garnen und textilen Flächen im Hinblick auf einen geforderten Schallabsorptionsgrad, zur Adressierung bestimmter Frequenzbereiche und zur effizienten Ausnutzung der eingesetzten Materialien war eine systematische Analyse erforderlich. Zu diesem Zweck war auch die Entwicklung eines Prüfverfahrens für die akustischen Eigenschaften von Garnstrukturen notwendig.  

Nach der Definition eines Anforderungsprofils, der Auswahl von Anwendungsfällen und einzusetzenden Garnmaterialien erfolgte die Entwicklung des neuartigen Prüfverfahrens zur Ermittlung der akustischen Wirksamkeit von Garnstrukturen. Es wurden unterschiedliche Garnkonstruktionen entwickelt und nach dem neuartigen Prüfverfahren erprobt. Aus den Kombinationsgarnen wurden beispielhaft textile Flächen hergestellt und ebenfalls der akustischen Prüfung unterzogen. Die Ergebnisse flossen ein in ein mathematisches Modell. Zwischen der Entwicklung des Prüfverfahrens, der Garn- und Flächenkonstruktion und dem Modell bestand ein ständiger iterativer Verbesserungsprozess. Die Ergebnisse flossen ein in die Herstellung definierter Demonstratoren zur Validierung der Erkenntnisse und zur Ableitung von Empfehlungen zur Parametrierung für die Konstruktion akustisch wirksamer Garne und Flächen.  

Es konnte gezeigt werden, dass das neu entwickelte Prüfverfahren geeignet ist, die durch den PA bereitgestellten Garne wirkungsvoll im Hinblick auf ihre akustischen Eigenschaften zu differenzieren. Es konnten grundsätzliche Zusammenhänge zwischen den Konstruktionsparametern der Garne und ihrer akustischen Wirksamkeit abgeleitet werden. Auf Basis dieser Ergebnisse wurden neuartige Kombinationsgarne entwickelt und untersucht. Hier konnten die gefundenen Zusammenhänge bestätigt werden. Die Untersuchung der aus den gegebenen und entwickelten Garnen hergestellten textilen Flächen lieferte weitere Erkenntnisse über die Ausnutzung des akustischen Potentials unterschiedlicher Garne in unterschiedlichen Flächenkonstruktionen. Es konnte gezeigt werden, dass sich diese Ergebnisse grundsätzlich in ein mathematisches Modell überführen lassen, dieses aber aufgrund der noch geringen Datenmengen noch nicht belastbar ist.

Die Ergebnisse wurden am Beispiel von zwei Proben im Demonstratormaßstab im Hallraum qualitativ validiert, wobei sichtbar wurde, dass es hier bedingt durch die unterschiedlichen Messprinzipien zu systematischen Unterschieden kommt. Die entwickelte Messtechnik und Auswertesystematik bietet nun die Voraussetzungen, die vorhandene Datenbasis durch weitere Versuche sukzessive zu vergrößern und die Modellierungen zu verfeinern.  

Der Schlussbericht zum Forschungsprojekt ist als TFI-Schriftenreihe im Download erhältlich.  

Förderprogramm und Projektnummer

IGF 23058

Laufzeit

01.10.2023 – 31.12.2025