Schallreflexionsgrad bzw. Absorbtionsgrad bei Stahl
Dirk Völlger
ich habe mal eine Frage bezüglich Schall und Stahl. Ich bräuchte
dringend den Schallabsorbtionsgrad bzw. Reflexionsgrad von Stahl. Leider
konnte ich bisher keine Werte dazu finden.
Es geht um folgendes, ein Prüfstand, in dem Rohre zum Bersten gebracht
werden soll Schallgeschützt werden. Leider ist der entstehende Lärm
nicht bekannt. Der Versuch findet in einem Stahlkasten statt. Ich würde
gerne wissen, ob es einen WErt gibt, der besagt, pro mm Stahldicke wird
der nach außen dringende Lärm um eine gewisse DB-Zahl verringert oder
kann man sagen, dass Stahl lediglich Schall reflektiert und nicht nach
außen leitet? Über Quellen oder Tips würde ich mich freuen. Hoffe,
einigermaßen mein Problem verständlich gemacht zu haben.
Peter Niessen
Nackter Stahl ist ein hervorragender Schallleiter und somit denkbar
ungeeignet. Allerdings kann eine Dämmbeschichtung mit spezial Dämmgummi
Wunder bewirken, die kann man auch als selbstklebende Bahnen in Rollen
kaufen. Näheres kann man bei Blech/Stahlbau-Firmen erfragen.
--
Mit freundlichen Grüßen
Peter Nießen
http://home.arcor.de/peter-niessen
Dirk Völlger
> ungeeignet. Allerdings kann eine Dämmbeschichtung mit spezial Dämmgummi
> Wunder bewirken, die kann man auch als selbstklebende Bahnen in Rollen
> kaufen. Näheres kann man bei Blech/Stahlbau-Firmen erfragen.
Ja, ich habe natürlich Schalldämmaterial vorgesehen, nur um die Dicke so
ungefähr auslegen zu können, wäre es doch ganz interessant zu wissen,
wie viel vom geschätzten Lärm, der entsteht, nach außen geht um dann
vom Dämmmaterial absorbiert zu werden.
Peter Niessen
Die Dicke der Stahlplatten spielt praktisch keine Rolle. 99% der Dämpfung
macht das Dämmmaterial. Es gilt sogar: je dicker die Stahlplatte ist, um so
schwieriger wird es die Schwingungen zu dämpfen (Netterweise sinkt
wenigstens die Frequenz). Aber hier gilt:
Versuch macht Kluch.
Das konkrete Verhalten der Konstruktion vorherzusagen ist i. A. nicht
möglich.
Es gibt natürlich Labors die daran forschen, aber das wird wohl nicht in
Frage kommen.
Christoph Müller
> Es geht um folgendes, ein Prüfstand, in dem Rohre zum Bersten gebracht
> werden soll Schallgeschützt werden.
Nun weiß ich nicht, was du genau prüfen musst. Wenn's nur die
Druckfestigkeit ist - nimm was Inkompressibles (z.B. Wasser) als
Druckmittel für die Rohre. Damit bersten bei entsprechendem Druck die
Rohre auch. Aber dann hört man vielleicht mal einen kleinen Knacks, für
den eine Lärmdämmung mit Kanonen auf Spatzen geschossen wäre. Grund: Es
wird in die Leckstelle kaum Energie eingeleitet, die in Schall
umgewandelt werden könnte. Dann kannst du ein Gehäuse aus Plexiglas drum
rum bauen und sogar noch zuschauen. Es muss ja nur das Spritzwasser
zurückgehalten werden. Es hat seinen Grund, warum Berstversuche meistens
mit Wasser gemacht werden.
Servus
Christoph Müller
http://www.astrail.de
Stefan Sprungk
Generell gilt folgendes. Schall mit höhereren Frequenzen lässt sich
leichter dämmen als Schall mit tieferen Frequenzen. Das Dämmmaterial ist
nur dann wirksam, wenn es eine Schicht bildet, die mindestens so Dick
ist wie ein viertel der Wellenlänge des zu dämmenden Schalls. Hat z.B.
der Schall eine Frequenz von 300 Hz müsste die Dämmschicht mindestens
eine Dicke von 25 Zentimetern haben.
d > lambda/4=1/4*c/f
Eine andere wichtige Beziehung leitet sich aus dem sog. Massegesetz der
Akustik her.
D~20*log(f*m)
Aus der obigen Formel kann man folgendes erkennen. Eine Verdopplung der
Frequenz oder der Masse erhöht die Dämpfung um 6dB.
Unberücksichtigt sind Resonanzen und diverse Koinzidenzeffekte. Diese
können zur unerwünschten, direkten Abstrahlungen führen.
Ein Berstknall dürfte ein ziemlich breites und kontinuierliches Spektrum
auch bis in die tiefen Frequenzen aufweisen. Es besteht auch die gute
Chance, je nach Bodenbeschaffenheit, das der Schall sich über den
Fußboden in den Raum außerhalb des Prüfstandes überträgt. Folgende
Maßnahmen könnten durchgeführt werden.
1. Prüfstand auf schwimmenden Estrich oder Gummipuffern.
2. Einkapselung in eine gemauerste Außenschale (Massegesetz)
3. Zusätzliche Pufferung durch Dämmmaterial.
MFG Stefan
Roland Damm
Stefan Sprungk schrub:
> Generell gilt folgendes. Schall mit höhereren Frequenzen lässt sich
> leichter dämmen als Schall mit tieferen Frequenzen. Das Dämmmaterial
> ist nur dann wirksam, wenn es eine Schicht bildet, die mindestens so
> Dick ist wie ein viertel der Wellenlänge des zu dämmenden Schalls.
> Hat z.B. der Schall eine Frequenz von 300 Hz müsste die Dämmschicht
> mindestens eine Dicke von 25 Zentimetern haben.
>
> d > lambda/4=1/4*c/f
Auf welche Theorie stützt sich denn diese Aussage? Wieso können dann
selbst einscheibige Fenster den Straßenlärm abhalten (wenn auch
schlecht)?
> Eine andere wichtige Beziehung leitet sich aus dem sog. Massegesetz
> der Akustik her.
>
> D~20*log(f*m)
>
> Aus der obigen Formel kann man folgendes erkennen. Eine Verdopplung
> der Frequenz oder der Masse erhöht die Dämpfung um 6dB.
... 6 dB*log(kg/s) - damit die Einheiten stimmen:-)
Ich fragte mich schon, ob man das nicht auch einfach ausrechnen kann.
Annahme: Die Masse ist frei aufgehängt, also nicht elastisch
eingespannt. Schalldruck bezogen auf Fläche macht eine Kraft (mit
Amplitude und Frequenz). Dem gegenüber steht die Masse. Man müsste
doch jetzt ausrechnen können, mit welcher Amplitude die Masse
(=Trennwand) schwingt. Das kann man dann wieder in Lautsträrke
umrechnen (via Schallschnelle).
> Unberücksichtigt sind Resonanzen und diverse Koinzidenzeffekte.
> Diese können zur unerwünschten, direkten Abstrahlungen führen.
Das würde ich bei dem Problem auch vermuten.
CU Rollo
Peter Niessen
> Ich fragte mich schon, ob man das nicht auch einfach ausrechnen kann.
Ich sage dir nur eins:
Bei Blechkonstruktionen gilt:
"Grau mein Freund ist alle Theorie".
JCH
"Dirk Völlger" <for...@thebiketour.net> schrieb im Newsbeitrag
news:pan.2007.03.15....@thebiketour.net...
Siehe
http://de.wikipedia.org/wiki/Wellenwiderstand#Akustische_Wellen
und weiterführend
http://de.wikipedia.org/wiki/Schallkennimpedanz
--
Regards/Grüße Jan C. Hoffmann http://home.arcor.de/janch/janch/menue.htm
eMail aktuell: ja...@nospam.arcornews.de
Microsoft-kompatibel/optimiert für IE7+OE7
Dirk Völlger
> Druckfestigkeit ist - nimm was Inkompressibles (z.B. Wasser) als
> Druckmittel für die Rohre.
Nein, die Rohre werden mit Gas zum Bersten geplatzt, ähnlich diesem
Prinzip http://www.heatform-schuler.com/heatforming_de_03.php allerdings
ohne Werkzeug. Die Rohre werden eingespannt und mit Gas gefüllt, bis sie
eben platzen. Leider kann ich nicht sagen, wie die Schallentwicklung sein
wird. Ich habe jetzt einfach 50mm dicke Dämmmatten vorgesehen, die ich um
den Prüfstand anbringe, würde aber vorher gerne ungefähr wissen, ob das
ausreichend ist.
Christoph Müller
>> Nun weiß ich nicht, was du genau prüfen musst. Wenn's nur die
>> Druckfestigkeit ist - nimm was Inkompressibles (z.B. Wasser) als
>> Druckmittel für die Rohre.
>
> Nein, die Rohre werden mit Gas zum Bersten geplatzt, ähnlich diesem
> Prinzip http://www.heatform-schuler.com/heatforming_de_03.php allerdings
> ohne Werkzeug.
OK, das überzeugt. Man könnte zwar noch an irgendwelche Schmelzen denken
- das dürfte allerdings einen ganzen Sack an neuen Problemen und
Entwicklungsarbeiten mit sich bringen.
> Die Rohre werden eingespannt und mit Gas gefüllt, bis sie
> eben platzen. Leider kann ich nicht sagen, wie die Schallentwicklung sein
> wird. Ich habe jetzt einfach 50mm dicke Dämmmatten vorgesehen, die ich um
> den Prüfstand anbringe, würde aber vorher gerne ungefähr wissen, ob das
> ausreichend ist.
Explosionsschall ist ja irgendwie kein normaler Schall (Schwingungen).
Da gibt es mit einem Schlag sehr viel Volumen, das vorher nicht da war.
Das Wichtigste dürfte sein, dieses zusätzliche Volumen möglichst langsam
aus der Kabine entweichen zu lassen. Idealerweise wäre die Kabine also
eine große (damit der Druckanstieg gering bleibt) Kugel mit
Überdruckventil, auf das du einen konventionellen Schalldämpfer aus der
Pneumatik drauf setzt. Kugel wäre deshalb gut, weil die Druckkräfte dann
wunderbar in Zugkräfte im Kugelmaterial umgesetzt werden und damit die
Volumenänderung der Kugel selbst minimal bleibt. Diese Volumenänderung
würde man außen als Restschall wahrnehmen.
Wenn sich gerade Wände nicht vermeiden lassen, dann müssen sie möglichst
schwer, dick und porös sein. Mit einem Wort: reinpacken, was irgendwie
möglich ist. Dicke Kettenvorhänge aus zahlreichen Einzelketten sollten
einen ähnlichen Effekt haben.
Berechnungsformeln kann ich dir aber leider nicht bieten.
Roland Damm
Peter Niessen schrub:
>> Ich fragte mich schon, ob man das nicht auch einfach ausrechnen
>> kann.
>
> Ich sage dir nur eins:
> Bei Blechkonstruktionen gilt:
> "Grau mein Freund ist alle Theorie".
Klar, das Ding klingt wie ein Blecheimer. Mit ausrechnen meinte ich
nur den idealisierten Fall.
CU Rollo
Roland Damm
Dirk Völlger schrub:
> Die Rohre werden eingespannt und mit Gas
> gefüllt, bis sie eben platzen. Leider kann ich nicht sagen, wie die
> Schallentwicklung sein wird. Ich habe jetzt einfach 50mm dicke
> Dämmmatten vorgesehen, die ich um den Prüfstand anbringe, würde aber
> vorher gerne ungefähr wissen, ob das ausreichend ist.
Ich fürchte, Dämmmatten bringen garnichts, wenn sie nur auf die eine
oder andere Seite der Wand abgebracht werden. Eine zweischalige Wand
bringt was. Die Dämmwolle zwischen den beiden Wänden dient dann dazu,
eben die Schwingung der ersten Wand zu dämpfen und stehende Wellen im
Hohlraum zwischen den Wänden zu verhindern. Aber bei einer
einschaligen Wand kannst du dir die Dämmwolle auch schenken.
CU Rollo
martin....@gmx.de
Einmal das von Stefan Spunk Vorgebrachte beachten.
Für Stahlblech habe ich einen Wert im Kopf: ca. 22dB bei 1mm Dicke
Mehrschalig bringt mehr als einschalig und den Zwischenraum als
Luftpolsterfeder sich vorstellen: Je größer der ist, desto weicher ist
die Feder und desto weniger Schall wird übertragen.
Damit keine Resonanz so leicht auftritt, die spez. Flächenmassen
unterschiedlich ausführen.
Im Idealfall hat man bei 2 Wänden a 1mm dann 44dB Dämpfung statt bei
1x2mm 28dB, *wenn* die "Luftfeder" passend ist. Die Schalen müssen
körperschallmäßig vollkommen entkoppelt sein. Wenn das nicht möglich
ist, muß man mit Materialien unterschiedlichen Schallwiderstandes und
vielen Zwischenflächen verbinden.
Der Berstversuch sollte ebenfalls vom Boden bereits weitestgehend
entkoppelt sein (butterweich), sodaß der Lärm möglichst nur über
Luftschall an die umgebenden Strukturen gelangt.
Schall wird über Druckschwankungen übertragen und diese
Druckschwankung wirkt auf Masse ein. Die Masse wackelt daher, wenn sie
schwer ist, wenig. Am anderen Ende der Masse wird die Massewackelei
wieder an die Luft als Druckschwankung weitergegeben. Diese
Druckschwankung ist dann kleiner als die primäre anregende
Druckschwankung.
In schallschluckendem Material, welches porös ist, wird ein Teil
dieser Druckschwankung=Strömung durch Reibung in Wärme vernichtet. In
der Tiefe der Schicht wird dann die Druckamplitude immer kleiner. Das
ist ähnlich wie bei einer Wand, welche periodisch mit wechselnder
Temperatur beaufschlagt wird. In der Wandtiefe ist dann die
Temperaturamplitude kleiner.
Ein Maß für die Schalldämpfung bei Schluckmaterial ist auch der
Strömungswiderstand.