EN 29053 Akustik – Materialien für akustische Anwendungen – Bestimmung des Strömungswiderstands

Die europäische Norm „EN 29053 Akustik – Werkstoffe für akustische Anwendungen – Bestimmung des Strömungswiderstandes“ beschreibt zwei Verfahren zur Bestimmung des Strömungswiderstandes poröser Werkstoffe für akustische Anwendungen. Diese Norm gilt für Prüfkörper aus Produkten aus porösen Werkstoffen. Veröffentlichungen zum Strömungsverhalten unter Amin- und turbulenten Bedingungen finden sich im Anhang der Norm (Anhang A).

Die Norm EN 29053 legt ein Laborverfahren zur Bestimmung des Absorptionskoeffizienten und der akustischen Impedanz von Materialien zur Schalldämmung oder -absorption fest. Dieses Verfahren wird vor allem in der Bauakustik sowie in der Automobil- und Luftfahrtindustrie eingesetzt, wo schalldämpfende Materialien getestet werden.

Die Hauptmerkmale dieses Standards sind:

• Prüfmethode: Mittels eines Impedanzrohrs (Kundt-Rohr) mit zwei Mikrofonen wird gemessen, wie viel Schall von einer Materialprobe absorbiert wird, die an einem Ende des Rohrs platziert wird.
• Frequenzbereich: Deckt im Allgemeinen einen Bereich von 50 Hz bis 6.400 Hz ab, abhängig von den Rohrabmessungen.
• Die gemessenen Größen sind:
  • Schallabsorptionskoeffizient: Ein Maß dafür, wie viel des einfallenden Schalls absorbiert wird (0 bis 1).
  • Oberflächenimpedanz: Das Verhältnis des Schalldrucks an der Oberfläche des Materials zur Partikelgeschwindigkeit.

Während des Tests wird in einem Rohr eine Schallwelle erzeugt, die auf eine Probe des Prüfmaterials gerichtet ist. Zwei Mikrofone werden entlang des Rohrs platziert, um den Schalldruck an verschiedenen Positionen zu messen. Mit der Methode der Übertragungsfunktion wird der Reflexionskoeffizient berechnet, aus dem der Absorptionskoeffizient (die Menge des absorbierten Schalls) abgeleitet und die akustische Impedanz bestimmt wird.

Zu den Anwendungsbereichen dieser Norm gehören:

• Bewertung der akustischen Leistung:
  • Wand- oder Deckenpaneele
  • Schaumstoffe und Faserstoffe
  • Fahrzeuginnenraumkomponenten
• Design und Entwicklung von Lösungen zur Geräuschreduzierung in den folgenden Bereichen:
  • Gebäude
  • Instrumentarium
  • Industrieanlagen

Die Norm EN 29053 beschreibt im Wesentlichen ein spezifisches Prüfverfahren zur Bestimmung des Schallabsorptionskoeffizienten und der akustischen Oberflächenimpedanz von Materialien mittels Zwei-Mikrofon-Impedanzrohrtechnik unter normalen Einfallsbedingungen. Die wichtigsten Prüfverfahren und -schritte dieser Norm sind:

Die Übertragungsfunktionsmethode (Zwei-Mikrofon-Methode) ist das in dieser Norm beschriebene Grundverfahren. Mit ihr lassen sich bestimmen:

• Absorptionskoeffizient für normal einfallenden Schall
• Oberflächenimpedanz und Oberflächenreaktanz

Der Testaufbau umfasst:

• Impedanzrohr (Kundt-Rohr): Ein starres Rohr mit kreisförmigem Querschnitt.
• Zwei Mikrofone: In bekanntem Abstand bündig mit der Innenwand des Rohrs montiert.
• Tonquelle: Ein Lautsprecher, der typischerweise Breitband- oder Stufenfrequenzgeräusche erzeugt.
• Datenerfassungssystem: Erfasst und analysiert Mikrofonsignale.

Die Testprobe wird an einem Ende des Impedanzrohrs platziert. Im Rohr wird eine Schallwelle erzeugt. Drucksignale werden an zwei Mikrofonpositionen aufgezeichnet.

Die Übertragungsfunktion zwischen Mikrofonen wird verwendet, um Folgendes zu berechnen:

• Reflexionskoeffizient
• Absorptionskoeffizient
• Oberflächenimpedanz unter Verwendung bekannter Rohrparameter

Grundlegende Messparameter:

• Frequenzbereich: Hängt vom Rohrdurchmesser und der Mikrofonreichweite ab.
  • Kleinere Röhren: Höhere Frequenzen
  • Größere Röhren: Niedrigere Frequenzen
• Probendicke: Normalerweise 10–100 mm.
• Umgebungsbedingungen: Temperatur und Luftfeuchtigkeit sollten überwacht und gemeldet werden.

Dieser Standard enthält Leitlinien für:

• Signaldurchschnitt
• Kalibrierung von Mikrofonen und Geräten
• Fehlerminimierung (z. B. Mikrofonfehlanpassung, Rohrwandreflexionen)

Diese Norm ist von entscheidender Bedeutung, da sie eine zuverlässige, standardisierte Methode zur Messung der Schallabsorption und der akustischen Impedanz von Materialien bietet, die im Lärmschutz eingesetzt werden. Diese Norm wird aus folgenden Gründen als wichtig erachtet:

• Standardisierte Prüfmethode: Die Norm EN 29053 definiert eine Präzisions-Laborprüfmethode mit einem Impedanzrohr und zwei Mikrofonen. Diese
  • Beseitigt Abweichungen zwischen Laboren und Tests.
  • Ermöglicht wiederholbare und reproduzierbare Messungen.
  • Bietet konsistente Daten zum Vergleich verschiedener Materialien.

Ohne einen solchen Standard kann jeder Hersteller oder jedes Labor eine andere Methode verwenden, was zu inkonsistenten oder nicht vergleichbaren Ergebnissen führt.

• Materialcharakterisierung: Dieser Standard ist wichtig, um die akustischen Eigenschaften des Materials genau zu charakterisieren:
  • Akustikplatten
  • Schaumstoffe und Faserstoffe
  • Poröse oder geschichtete Verbundwerkstoffe

Durch die Bestimmung der Absorptionskoeffizienten und der Impedanz können Designer:

• Kann das richtige Material zur Schalldämmung auswählen.
• Es kann das akustische Verhalten in realen Umgebungen vorhersagen.

• Gebäudeinnenräume (Büros, Hörsäle, Studios)
• Fahrzeugkabinen (Autos, Züge, Flugzeuge)
• Industrielle Gehäuse und Maschinen

Die Norm EN 29053 unterstützt die Entwicklung wirksamer Lösungen zur Geräuschreduzierung, die Komfort-, Sicherheits- und gesetzlichen Zielen gerecht werden.

Unsere Organisation, die seit Jahren Unternehmen aller Branchen durch ein breites Spektrum an Test-, Mess-, Analyse- und Bewertungsaktivitäten unterstützt, verfügt über ein starkes Team von Mitarbeitern, die die globalen Entwicklungen in Wissenschaft und Technologie aufmerksam verfolgen und sich ständig weiterentwickeln. In diesem Zusammenhang bieten wir auch Prüfdienstleistungen gemäß der Norm EN 29053 Akustik – Materialien für akustische Anwendungen – Bestimmung des Luftströmungswiderstands an.