Poröse Absorber

Stehende Welle vor schallharter Wand

Stehende Welle vor einer schallharten Wand.
p: Schalldruck
v: Schallschnelle
λ: Wellenlänge

Zu den porösen Absorbern zählen alle porösen und faserartigen Materialien wie Textilien, Vlies, Teppich, Schaumstoff, Mineralwolle, Baumwolle und spezielle Akustikputze. Sie alle absorbieren die Schallenergie, indem sie die Schwingung der Luftteilchen durch Reibung bremsen.

Betrachten wir eine ebene Schallwelle, die senkrecht auf eine schallharte Wand einfällt. Sie wird vollständig reflektiert. Die einfallende und die reflektierte Welle überlagern sich nach dem Superpositionsprinzip zu einer stehenden Welle. Direkt vor der Wand, die als unbeweglich angenommen wird, kann sich auch die Luft nicht bewegen. Die Schallschnelle der stehenden Welle muss direkt auf der Wand gleich null sein. Ein hoher Schalldruck kann sich dort dagegen gut aufbauen. Das erste Maximum der Schallschnelle befindet sich im Abstand von einer viertel Wellenlänge vor der Wand.

Ein poröser Absorber kann die Luftteilchen am effektivsten bremsen, wenn diese eine hohe Schallschnelle aufweisen. Montiert man einen porösen Absorber direkt auf der Wand, so muss er folglich eine gewisse Dicke haben, um Schallwellen bis zu einer bestimmten unteren Grenzfrequenz zu absorbieren. Montiert man ihn dagegen mit einem Abstand zur Wand, so kann er entsprechend dünner ausfallen. Diesen Effekt nutzen die Hersteller von abgehängten Akustikdecken. Neben dem Wandabstand ist auch der Strömungswiderstand des verwendeten Materials von großer Bedeutung.

Textilien:
Textilien spielen in der Raumakustik entweder als Vorhänge oder als Kleidung von Personen eine Rolle. Vorhänge mit einem Wandabstand von etwa 10 cm wirken als gute Absorber bis zu einer unteren Frequenz von etwa 125 Hz. Allerdings dürfen sie dazu nicht mit einer luftdichten Kunststoffbeschichtung versehen sein. Allzu dünne Gardinen, durch die man leicht hindurchschauen kann, absorbieren den Schall kaum. Ihr Strömungswiderstand ist zu gering.

Vlies:
Die meisten Hersteller von gelochten Metall-, Holz- oder Gipskartondecken verwenden spezielles Akustikvlies. Diese dünnen Gewebe haben einen optimalen Strömungswiderstand und erfüllen entsprechende Anforderungen an den Brandschutz. Ist der Lochflächenanteil der Platten groß, so dienen diese nur als mechanisches Trägermaterial für das Akustikvlies. Wird der Lochflächenanteil klein, so wirkt die Platte und das dahinter liegende Luftvolumen als zusätzlicher Helmholtz-Resonator. Der Absorptionsgrad der meisten Konstruktionen lässt sich durch Auflage einer zusätzlichen Schicht aus Mineralwolle erhöhen.

Teppich:
Da Teppich kaum dicker als 1 cm ist, wirkt er nur als hochfrequenter Absorber ab etwa 1 kHz. Um eine gute Raumakustik zu erzielen, ist deshalb Teppich allein nicht ausreichend. Es müssen zusätzliche Maßnahmen bei tiefen Frequenzen getroffen werden.

Schaumstoff:
Schaumstoff wird in vielen Möbeln als Polsterung verarbeitet. Durch die meist gleichmäßige Verteilung im Raum erhöht sich die Diffusität des Schallfeldes. Schaumstoffe, die speziell für akustische Zwecke hergestellt werden, finden Verwendung als Einlage in Metalldecken, als Füllung von Plattenabsorbern oder als Kantenabsorber. Optisch unauffällige Oberflächen lassen sich durch Kaschierung mit einer Art Textiltapete realisieren.

Mineralwolle, Baumwolle:
Mineralwolle wird in Form von gepressten, recht steifen Platten häufig in Akustikdecken eingesetzt. Diese Platten gibt es in vielfältigen Oberflächen und Farben. Sie werden in Schienenkonstruktionen aus unterschiedlichsten Profilen eingehängt. In lockerer Schichtung dient Mineralwolle häufig als zusätzliche Auflage für gelochte Platten und zur Verbesserung der Schalldämmung in Leichtbauwänden. In dieser Form kann sie auch durch Baumwolle ersetzt werden.

Akustikputz:
Unter Akustikputz versteht man spezielle Putze, bei denen das Material so aufgetragen wird, das viele miteinander verbundene Hohlräume entstehen. Wird der Akustikputz nur dünn aufgetragen, wirkt er, ähnlich wie Teppich, nur bei hohen Frequenzen. Wird er aber in einem gewissen Wandabstand auf einem schalldurchlässigen Trägermaterial aufgebracht, so lassen sich gute Absorptionsgrade auch bei tiefen Frequenzen erreichen. Auf diese Weise können fugenlose Akustikdecken geschaffen werden, die optisch einer normalen verputzten Decke gleichen.