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.
Am Thu, 15 Mar 2007 13:44:19 +0100 schrieb Dirk Völlger:
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.
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.
Am Thu, 15 Mar 2007 14:31:30 +0100 schrieb Dirk Völlger:
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.
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.
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.
Prüfstand auf schwimmenden Estrich oder Gummipuffern.
Einkapselung in eine gemauerste Außenschale (Massegesetz)
Auf welche Theorie stützt sich denn diese Aussage? Wieso können dann selbst einscheibige Fenster den Straßenlärm abhalten (wenn auch schlecht)?
... 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).
Nein, die Rohre werden mit Gas zum Bersten geplatzt, ähnlich diesem Prinzip
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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.
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.
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.
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.
Einmal das von Stefan Spunk Vorgebrachte beachten. F=FCr 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 gr=F6=DFer der ist, desto weicher ist die Feder und desto weniger Schall wird =FCbertragen. Damit keine Resonanz so leicht auftritt, die spez. Fl=E4chenmassen unterschiedlich ausf=FChren.
Im Idealfall hat man bei 2 W=E4nden a 1mm dann 44dB D=E4mpfung statt bei
1x2mm 28dB, *wenn* die "Luftfeder" passend ist. Die Schalen m=FCssen k=F6rperschallm=E4=DFig vollkommen entkoppelt sein. Wenn das nicht m=F6glich ist, mu=DF man mit Materialien unterschiedlichen Schallwiderstandes und vielen Zwischenfl=E4chen verbinden.
Der Berstversuch sollte ebenfalls vom Boden bereits weitestgehend entkoppelt sein (butterweich), soda=DF der L=E4rm m=F6glichst nur =FCber Luftschall an die umgebenden Strukturen gelangt.
Schall wird =FCber Druckschwankungen =FCbertragen 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 prim=E4re anregende Druckschwankung.
In schallschluckendem Material, welches por=F6s ist, wird ein Teil dieser Druckschwankung=3DStr=F6mung durch Reibung in W=E4rme vernichtet. In der Tiefe der Schicht wird dann die Druckamplitude immer kleiner. Das ist =E4hnlich wie bei einer Wand, welche periodisch mit wechselnder Temperatur beaufschlagt wird. In der Wandtiefe ist dann die Temperaturamplitude kleiner.
Ein Ma=DF f=FCr die Schalld=E4mpfung bei Schluckmaterial ist auch der Str=F6mungswiderstand.
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