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TU Berlin

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Dr.-Ing. Judith Kokavecz

Ehemalige Wissenschaftliche Mitarbeiterin

Einfluss der Geometrie auf die Wirkung von Schallschutzwänden

Schallschutzwände spielen eine wichtige Rolle beim Schutz der Bevölkerung vor schädlichem Lärm. Zur Planung einfacher, senkrecht stehender Schallschutzwände gibt es seit Jahren Verfahren, die standardisiert und rechtlich festgeschrieben sind. Die Konsequenz ist, dass lediglich die Höhe der Schallschutzwand variiert wird, um die geforderte Abschirmwirkung zu erzielen.

Da die Abschirmwirkung maßgeblich durch die Beugung an der Oberkante der Wand beeinflusst wird, entstand die Idee, die Geometrie der Oberkante durch Aufsätze zu verändern, um eine höhere akustische Abschirmwirkung bei gleicher Höhe zu erzielen. In Forschungsarbeiten finden sich Untersuchungen zu Aufsätzen mit unterschiedlichen Formen und aus unterschiedlichen Materialien (absorbierend, reflektierend). Je nach Form spielen unterschiedliche Parameter eine Rolle bei der Gestaltung dieser Aufsätze. Daher ist es auch schwierig ein standardisiertes Verfahren zur Planung dieser zu entwickeln.

In den letzten Jahren sind beim Bau neuer Verkehrswege auch neue Schallschutzwände entstanden. Dabei trifft man immer häufiger auf Konstruktionen, die geneigt oder auch gebogen sind oder im oberen Wandbereich eine Neigung aufweisen. Diese geneigten Abschnitte auf einer Schallschutzwand kann man auch als klappenförmige Aufsätze auffassen.

In der vorliegenden Arbeit wird die Wirkung von klappenförmigen Aufsätze auf die Beugung an Schallschutzwänden untersucht. Obwohl in der Fachliteratur bereits Untersuchungen zu Schallschutzwänden mit T-, Y- und Pfeil-Profilen zu finden sind, ist nicht ersichtlich, welchen Einfluss die Öffnungswinkel und Längen der einzelnen Klappen bei diesen Aufsätzen haben. Vor allem bei dem Versuch, die gewonnenen Erkenntnisse in die Praxis zu übertragen, sind diese Parameter von entscheidender Bedeutung, daher ist es wichtig, ihren Einfluss auf die Abschirmwirkung zu bestimmen.

In den theoretischen Betrachtungen hierzu wurde ein mathematisches Modell entwickelt, das die Grundlage für die numerische Betrachtung bildet. Die analytische Lösung für den Druck beschreibt das Schallfeld sowohl vor als auch hinter der Schallschutzwand. In numerischen und experimentellen Studien wurde die Abschirmwirkung, die durch den klappenförmigen Aufsatz entsteht, in Abhängigkeit der Aufsatzparameter „Klappenöffnungswinkel“ und „Klappenlänge“ untersucht. Dabei stellte sich heraus, dass die Wirkung der Aufsätze stark von der Quellposition abhängt. Erst wenn der Klappenöffnungswinkel größer als der Quellwinkel ist, sind Verbesserungen durch den Aufsatz zu erwarten. Die Klappenlänge ist ein wichtiger Parameter im Hinblick auf die Frequenzabstimmung des Aufsatzes.

Die Parameteruntersuchungen haben gezeigt, dass eine einfache Planungsgrundlage für klappenförmige Aufsätze nicht offensichtlich ist. Daher muss beim Einsatz in der Praxis eine numerische Untersuchung erfolgen. Allerdings konnte auch gezeigt werden, dass es möglich ist, mit dem hier verwendeten numerischen Modell Voraussagen über die Wirkung der Aufsätze zu treffen.

Dissertation: opus.kobv.de/tuberlin/volltexte/2011/3074/
Betreuer: Prof. Dr.-Ing. Michael Möser

Veröffentlichungen

J. Kokavecz and M. Möser (2009). A View on Geometry of Noise Barrier Edges. Proceedings of the NAG/DAGA 2009



J. Kokavecz and C. Spehr (2003). Charakterisierung einer Körperschallquelle am Beispiel einer Servopumpe. Fortschritte der Akustik - DAGA 2003 (Poster)



Adresse

Dr.-Ing. Judith Kokavecz
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.
Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik
Experimentelle Verfahren
Bunsenstr. 10
37073 Göttingen
Telefon +49 551 709-2641
Telefax +49 551 709-2830


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