Poröse Schallabsorber

Diese Art von Absorber hat eine poröse (sprich luftdurchlässige) und eine schallharte, reflektierend wirkende Schicht (massive Wand). Zwischen den beiden Schichten befindet sich ein Luftraum. Die Verringerung des Schalldruckpegels erfolgt durch Umwandlung von Schallenergie in Wärmeenergie.

Der Schall durchdringt die poröse Schicht und wird an der schallharten reflektiert. Direkt an der Wand ist der Schalldruck maximal und die Schallschnelle minimal. Um ¼ Periode phasenversetzt zu jedem Schalldruckmaximum befindet sich ein Schallschnellemaximum.

Am Punkt der maximalen Schallschnelle ist die Reibung der schwingenden Luftteilchen untereinander und mit dem Material am größten. Damit geht einher, dass die Umwandlung von Schallenergie in Wärmeenergie maximal ist. Um ¼ Periode phasenversetzt zur Wand ist also die Wirkung des Absorbers am größten. Aus dieser Erkenntnis lässt sich der optimale Abstand von Absorberplatte zur Wand berechnen. Die Faustregel ist, dass die poröse Schicht um die Hälfte ihrer Stärke von der Wand entfernt sein sollte. Eine 10cm tiefe, poröse Schicht sollte also 5cm von der Wand entfernt sein.

Die physikalische Größe, welche die Absorptionseigenschaft eines Materials quantifiziert, ist der längenbezogene Strömungswiderstand. Er gibt den Druckverlust des Schalls auf 1m Materialstärke an (Einheit: kPa s/m2). Durch Multiplikation mit der Plattentiefe ergibt sich der spezifische Strömungswiderstand des Absorbers (Einheit: kPa s/m).

Absorber mit dicker poröser Schicht (ca. 25-50 cm Stärke) und schwachem längenbezogenen Strömungswiderstand (ca. 6 kPa s/m²) eignen sich eher für die Absorption niedriger Frequenzen und solche mit dünner Schicht (ca. 3–7 cm Stärke) und starkem längenbezogenen Strömungswiderstand (ca. 10–50 kPa s/m²) für die Absorption mittlerer und hoher Frequenzen.

Als poröses Material eignet sich zur Absorption von tiefen Frequenzen besonders Mineralwolle (z.B. Steinwolle), welche vergleichsweise preisgünstig ist. Sie birgt allerdings gesundheitliche Risiken. Vor allem der Umgang mit alter Mineralwolle (Herstellung vor 1996) kann zu Haut- und Atemwegsreizungen führen und eine krebserregende Wirkung haben. Basotect eignet sich je nach Materialstärke für alle relevanten Frequenzbereiche und ist noch dazu nicht gesundheitsgefährdend. Es zeichnet sich zudem durch einen hohen Absorptionswert aus. Ebenfalls eingesetzt wird Polyestervlies und Polyurethanschaum. Beide können aber für den Menschen gesundheitsschädlich sein. So kann Polyestervlies potenziell schädliche Chemikalien ausdünsten und Hautreizungen hervorrufen. PU-Schaum enthält Methylendiphenyldiisocyanat, welches zu Hautreizungen, Augenreizungen und allergischen Reaktionen führen sowie asthmaartige Symptome bei Einatmung verursachen kann. An einer möglichen krebserregenden Wirkung wird geforscht.

Dämmstoffe mit geschlossenen Poren, wie sie zum Teil in Form bestimmter Schaumkunststoffe (z.B. Polystyrol) zur Wärmedämmung eingesetzt werden, sind als poröse Schallabsorber ungeeignet.