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Improvement of room acoustics by activating floor coverings as resonance absorbers with textile spring systems (textile spring system)

Ziel des Forschungsprojektes war es, einen glatten Bodenbelag wie z.B. einen Designbelag, akustisch zu aktivieren, um die Raumakustik im Bereich der Sprachfrequenzen zu verbessern. Hierzu sollten nach dem Prinzip des Plattenresonators in diesem Frequenzbereich mehrere Resonanzfrequenzen durch eine Unterkonstruktion mit verschiedenen abgestimmten dynamischen Federsteifigkeiten realisiert werden.

Der Ansatz dieses Forschungsprojekts bestand darin, dieses anspruchsvolle Federsystem durch eine getuftete textile Struktur zu realisieren. Neben unterschiedlichen Federsteifigkeiten wurde zudem eine Stützstruktur realisiert, um den mechanischen Anforderungen an den glatten Bodenbelag zu genügen. Die Umsetzung der Stützstruktur erfolgt mit den vielfältigen Musterungsmöglichkeiten der Tuftingtechnik.

Neue Prüftechnik visualisiert die akustischen Eigenschaften:

Im Rahmen des Projektes wurde zusätzlich eine akustische Kamera für das TFI erworben. Hiermit sollten die räumliche Auflösung und der Einfluss von Möbeln auf das Verhalten des Resonanzabsorbers visualisiert werden.

Das Bild zeigt als Beispiel eine Aufnahme der akustischen Kamera, bei der eine Messung im Impedanzrohr aufgenommen wurde. Der farbige Punkt visualisiert den Bereich der Schallreflexion auf der Ebene des Probenkörpers. Das Balkendiagramm in der rechten Bildhälfte zeigt die Schallintensität in Abhängigkeit zur Frequenz (Terzbänder) für den im Fadenkreuz (linke Bildhälfte) markierten Punkt.

Bildschirmaufnahme während einer Messung der akustischen Kamera

Ergebnisse:

Neben Laboruntersuchungen an kleinformatigen Proben (20 cm x 20 cm) wurden Messungen im Hallraum auf einer Fläche von 12 m² durchgeführt. Alle Messungen zeigten den charakteristischen Verlauf eines Resonanzabsorbers mit einem ausgeprägten, schmalen Maximum. Sie bestätigten damit den Ansatz des Forschungsprojekts. Im weiteren Verlauf des Projektes wurde durch eine zweite, abgestimmte Federstruktur der wirksame Frequenzbereich des Resonanzabsorbers erweitert.

Die Abbildung zeigt den Schallabsorptionsgrad vs. der Frequenz. Es ist jeweils die Differenz zwischen Messungen unterschiedlicher Bodenbeläge mit und ohne textiler Federunterlage dargestellt. Im Fall des Laminates wurde zudem das Verhalten von zwei unterschiedlichen textilen Federunterlagen untersucht.

Schallabsorptionsgrad in Abhängigkeit der Frequenz für unterschiedliche Systeme aus Bodenbelag und textiler Feder

Förderprogramm und Projektnummer

IGF 20728 N/1

Laufzeit

01.06.2019 – 31.05.2021

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IHR ANSPRECHPARTNER

Christian Goetz

Telefon: +49 241 9679-160

c.goetz@tfi-aachen.de