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Akustische Eigenschaften und Optimierung von Lärmschutzwänden

Lärmschutzwände entlang von Verkehrswegen wie Autobahnen und Eisenbahnstrecken sind eine effektive Maßnahme zur Minderung des Verkehrslärms. Erst durch das Verständnis der physikalischen Mechanismen der Schallausbreitung in der unmittelbaren Nähe einer Lärmschutzwand ist eine optimale Anwendung von Lärmschutzmaßnahmen möglich, die sowohl Infrastrukturbetreiber als auch betroffene Anrainer zufrieden stellen kann.

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Unser Ziel ist die ganzheitliche Betrachtung der akustischen Wirksamkeit von Lärmschutzwänden. Im Rahmen der länderübergreifenden Entwicklung der akustischen in-situ Prüfung von Lärmschutzwänden wurden mit den Normen EN 1793-4, EN 1793-5 und EN 1793-6 Regelwerke geschaffen, um die relevanten akustischen Eigenschaften vor Ort oder im Labor zu bestimmen. Die drei genannten Normen regeln die Messung der Schallbeugung an der Oberkante, die Messung der Schallreflexion an der Lärmschutzwand und die Luftschalldämmung im Sinne einer ganzheitlichen Betrachtung. Das AIT stellt dabei durch ausgedehnte Prüftätigkeiten und Mitarbeit in nationalen sowie europäischen Normungsgremien regelmäßig seine hohe fachliche Kompetenz unter Beweis.


Ein weiterer Schwerpunkt im Bereich Lärmschutzwände ist die Optimierung deren akustischen Eigenschaften mittels computergestützter Modellierung und validierten Simulationen. Dabei werden je nach Fragestellung unterschiedliche Rechenverfahren angewendet. Dazu zählen unter anderem die Finite-Elemente Methode (FEM) zur Simulation des inneren Aufbaus von Lärmschutzwänden, die Randelementmethode (BEM) zur Simulation der Schallbeugung und das Raytracing zur Bewertung der Schallimmissionen in größerer Entfernung. Damit stehen den Expertinnen und Experten des AIT leistungsfähige Werkzeuge zur Verfügung, um Hersteller und Infrastrukturbetreiber aktiv zu unterstützen. In Kombination mit der vorhandenen Expertise im Bereich der Messtechnik können die Rechenverfahren validiert und Lärmschutzwände zielgerichtet optimiert werden.


Aktuelle Forschungsaktivitäten:

  • Untersuchung der akustischen Eigenschaften von Lärmschutzwänden durch Messungen und Simulationen in Bezug auf Leistungsfähigkeit und Langzeitverhalten
  • Entwicklung und Validierung von Prüfverfahren für in-situ Messungen unter realen Bedingungen  im Labor und entlang der gebauten Infrastruktur
  • Optimierung der akustischen Eigenschaften von Lärmschutzwänden mittels Computersimulation; beispielsweise BEM, FEM und Raytracing
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Publikationen

A. Fuchs, R. Wehr, M. Conter: "Influence of the reference position on the measured sound reflection for flat homogenous noise barriers” Euro-Noise 2018, Kreta, in "Proceedings of Euronoise 2018", Michael Taroudakis, EAA-HELINA, (2018), ISSN: 2226-5147; 8 S.

A. Fuchs, M. Conter, R. Wehr: "Proposal for an In-Situ Approval Testing and Quality Assurance Procedure for Assessing Sound Reflection Properties of Noise Barriers" in: "Proceedings of the 24th International Congress on Sound and Vibration", International Institute of Acoustics and Vibration (IIAV), 728 (2017), ISSN: 2329-3675; Paper-Nr. 728.

P. Reiter, R. Wehr, H. Ziegelwanger: "Simulation and measurement of noise barrier sound-reflection properties"; in Applied Acoustics, Volume 123 (2017), ELSEVIER; S. 133 - 142.

M. Conter, A. Fuchs, R. Wehr: "Einfluss von Witterung auf die akustischen Eigenschaften von Lärmschutzwänden"; Fachkonferenz DAGA 2017 in: "Programm der DAGA 2017 - 43. Deutsche Jahrestagung für Akustik", DEGA, 43 (2017), Paper-Nr. DAGA2017/00048.

H. Ziegelwanger, M. Conter, A. Fuchs, P. Reiter, R. Wehr: "Optimization of an acoustic resonator for noise barrier top elements"; Konferenz: INTER-NOISE 2016, Hamburg; 22.08.2016 - 24.08.2016; in: "Abstracts Proceedings", I-INCE, (2016), ISSN: 0105-175x; Paper-Nr. 000251.

H. Ziegelwanger, P. Reiter, M. Conter: "The three-dimensional quasi-periodic boundary element method: Implementation, evaluation, and use cases"; International Journal of Computational Methods and Experimental Measurements, Issue 5 (2016), 3; S. 404 - 414.

M. Garai, E. Shoen, M. Conter, et. al: "Repeatability and Reproducibility of In Situ Measurements of Sound Reflection and Airborne Sound Insulation Index of Noise Barriers"; ACTA ACUSTICA united with ACUSTICA, Volume 100 (2014), Volume 100; S. 1186 - 1201.

S. Gasparoni, R. Wehr, M. Conter, M. Haider, P. Reiter: "BEM simulations of diffraction-optimized geometrical noise barriers, with a focus on tunability"; Acoustics Australia, 41 (2013), 41; S. 202 - 206.

R. Wehr, M. Haider, M. Conter, S. Gasparoni, S. Breuss: "Measuring the sound absorption properties of noise barriers with inverse filtered maximum length sequences"; Applied Acoustics, Volume 74, Issue 5 (2012), ELSEVIER; S. 631 - 639.