Schalldämpfer in RLT-Anlagen

Effektiver Schallschutz durch Einsatz von Resonanzschalldämpfern.

Dipl.-Ing. Diethard Niehoff, Entwicklungsleiter

Zur Reduzierung der Ventilatorgeräusche werden Schalldämpfer eingesetzt. Das Geräuschspektrum von Ventilatoren reicht über einen weiten Frequenzbereich. Im Interesse geringer Schalldämpferlängen und der damit verbundenen Vorteile – wie geringer Druckverlust und niedrige Investitions- und Betriebskosten, ist eine gute Anpassung der frequenzabhängigen Dämpfungscharakteristik des Schalldämpfers an das Geräuschspektrum anzustreben (s. VDI 2081, VDI 3803). Dazu werden Schalldämpfer mit Absorptions- und Resonanzeigenschaften miteinander kombiniert.

VERGLEICH DER SCHALLDÄMPFERTYPEN

Schalldämpfer besitzen grundsätzlich die Aufgabe, den von einem Ventilator oder einer anderen Lärmquelle ausgehenden Schall zu reduzieren, ohne die Fortleitung des Luftstroms wesentlich zu behindern. Gleich ob runde oder eckige Bauform: In beiden Fällen strömt die Luft durch Kanäle, deren Wandungen mit absorbierenden oder refl ektierenden Eigenschaften ausgestattet sind. Bei eckiger Bauform werden quaderförmige Kulissen als schalldämpfende Einbauten verwendet. Die folgenden Ausführungen beschränken sich auf Kulissenschalldämpfer, obgleich die Aussagen prinzipiell auch auf Rohrschalldämpfer übertragbar sind.

Nach dem Dämpfungsmechanismus können folgende Typen unterschieden werden:

• Absorptionsschalldämpfer
  Die durch den Schall bedingten Schwingungen der Luftmoleküle werden im porösen Absorptionsmaterial abgebremst. So wird die Schallenergie letztlich in Wärmeenergie umgewandelt. Schalldämpfer, die nach dem reinen Absorptionsprinzip arbeiten, besitzen hervorragende Dämpfungswerte bei mittleren und hohen Frequenzen. Für tiefe Frequenzen sind Absorptionsschalldämpfer uneffektiv, da hier die Absorberschichten sehr dick ausgeführt werden müssen, was sehr voluminöse Schalldämpfer zur Folge hat.
• Resonanzschalldämpfer
  Der Begriff „Resonanzschalldämpfer” steht für unterschiedliche Konstruktion s prinzipien, denen gemeinsam ist, dass eine Feder, meist in Form eines Luftvolumens, in Verbindung mit einer akustischen Masse, z. B. einer den Luftraum abschließenden Platte, zur Resonanz angeregt wird. Dieser Effekt ist im Wesentlichen auf tiefe Frequenzen und auf eine bestimmte Frequenz beschränkt, kann jedoch durch Hintereinanderschaltung unterschiedlich abge stimmter Resonatoren über einen breiteren Frequenzbereich wirksam sein. Obwohl Resonanzschalldämpfer grundsätzlich nicht auf poröses Absorptionsmaterial angewiesen sind, kann durch eine zusätzliche Bedämpfung des akustischen Resonanzkreises eine breitbandigere Wirkung erzielt werden.
• Kammer-Absorptionsschalldämpfer
  In der Raumlufttechnik werden häufig sogenannte Kammer-Absorptionskulissen eingesetzt. Bei diesem Typ wird der Absorber (Mineralwolle) halbseitig durch ein dünnes Vollblech abgedeckt. Im Inneren der Kulisse bildet der Kulissenrahmen in Verbindung mit einem Schottblech eine Kammer. Die Masse des Vollbleches und das Kammervolumen bewirken im Zusammenspiel einen Resonanzeffekt, während die nicht abgedeckte Kulissenoberfl äche als Absorber wirksam wird. Die Resonanzfrequenz ist auf etwa 250 Hz abgestimmt. Gegenüber dem „reinen” Absorptionsschalldämpfer kann eine Dämpfungsverbesserung von etwa 6 dB bei 250 Hz (Spaltmaß 100 mm, Schalldämpferlänge 1000 mm) erzielt werden.
• Aktive Schalldämpfer
  Eine interessante Möglichkeit bieten Schalldämpfer mit elektroakustischem Wirkprinzip (Antischall- oder elektronisch verstärkte Resonatoren) an. Der Vorteil dieser Technik liegt vor allem darin, dass auf kurzer Länge hohe Dämpfungswerte ohne zusätzlichen Druckverlust erreichbar sind. Allerdings funktionieren aktive Schalldämpfer, ähnlich wie die passiven Resonanzschalldämpfer, nur im unteren Frequenzbereich, so dass in vielen Fällen ein zusätzlicher Absorptionsschalldämpfer erforderlich wird. Dies mag einer der Gründe sein, weshalb sich aktive Schalldämpfer trotz Serienreife bisher nicht in großem Umfang durchsetzen konnten. Aktive Schalldämpfer benötigen Hilfsenergie (daher „aktiv”). Seitlich am Strömungskanal angebrachte Lautsprecher speisen ein elektronisch aufbereitetes und verstärktes Signal ein, das die Störgeräusche des Ventilators kompensiert. Die folgenden Betrachtungen zu den Resonanzschalldämpfern gelten sinngemäß auch für den Einsatz aktiver Technik, ohne dass dies gesondert erwähnt wird.