„Antischall“: Lärmschutzfenster mit dem Bass im Programm

(25.4.2007, Internationaler Tag gegen Lärm) Übliche Fenster bieten bislang nicht allzu viel Schutz gegen Flugzeug- und Verkehrslärm: Doppel- oder Dreifachverglasungen schlucken zwar hohe Töne; um tiefe Frequenzen abzuhalten, müssten die Scheiben allerdings dicker und schwerer sein - was angesichts den heutigen Bauteil-Dimensionen problematisch ist. Ein neuartiges Schallschutzfenster mit Beschleunigungssensor und Piezoplättchen will tiefen Frequenzen nun aktiv entgegenwirken und für mehr Ruhe in Schlafzimmern und Büros sorgen.

Entwickelt wurde/wird das Lärmschutzfenster von Wissenschaftlern des Fraunhofer-Instituts für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit (LBF) und der TU Darmstadt: „Das Fenster kann Testsignale im Frequenzbereich zwischen 50 und 1000 Hz um durchschnittlich sechs Dezibel verringern - der Ton ist hinter dem Fenster also nur noch halb so laut“, verspricht Dr. Thilo Bein, der das Geschäftsfeld Energie, Umwelt und Gesundheit am LBF leitet. Die Lautstärke einzelner Testsignale könne sogar um bis zu 15 Dezibel reduziert werden. Was das Motorengetöse von Passagierflugzeugen angeht, erwarten die Experten eine Lärmreduktion unterhalb 1000 Hz von bis zu 10 dB.

Schallwellen und Gegenschallwellen / Antischallwellen

Trifft tieffrequenter Schall auf die Gebäudehülle, kann er auf verschiedene Arten in die Räume dringen: Zum einen lässt er das Fenster schwingen, was die Geräusche in das Gebäude überträgt. Zum anderen „läuft“ der Schall als Körperschall über die Punkte, an denen die Fassade aufgehängt ist, ins Innere des Hauses. Auf beiden Wegen haben die Forscher Hindernisse für den Schall eingebaut:

• Bei den betreffenden Fenstern klebt auf dem Glas ein kleiner Beschleunigungssensor, der die Schwingung der Scheibe misst. Ein dünnes Piezoplättchen, das ebenfalls auf dem Fenster befestigt ist, gleicht die gemessene Schwingung aus, indem es gegenläufige Schwingung in der gleichen Frequenz erzeugt.
• Die Aufhängepunkte der Fassade werden ähnlich aufgerüstet: Allerdings wirkt hier statt eines dünnen Piezostreifens ein ganzer Stapel von Piezoplättchen der Kraft entgegen wirkt.

Einen Prototypen des Lärmschutzfensters stellten die Forscher auf der Hannover-Messe vor. In einem weiteren Schritt verkleinern die Forscher nun die Steuer- und Leistungselektronik der Piezoplättchen, die momentan noch aus unhandlichen Laborgeräten besteht. In etwa vier Jahren, hofft Bein, könnte das Lärmschutzfenster auf dem Markt erhältlich sein.