31.08.2022

Innovative Lärmschutzwand für hocheffiziente Schallreduktion entwickelt

Vibroakustische Metamaterialien beeinflussen das Schwingungsverhalten von Strukturen

Eine aktuelle Innovation der ASFINAG verspricht langfristig noch mehr Effizienz beim Schutz von Anrainerinnen und Anrainern: die Verwendung sogenannter Metamaterialien in Lärmschutzwänden. Metamaterialien weisen eine Struktur auf, deren Durchlässigkeit für elektrische und magnetische Felder, aber auch für Schallwellen enorm gering ist. In Zusammenarbeit mit der IÖB (Innovationsfördernde Öffentliche Beschaffung) – eine Kooperation von BMDW, BMK und der Bundesbeschaffung GmbH – und dem Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF in Darmstadt, Deutschland, hat die ASFINAG einen entsprechenden Lärmschutz-Prototypen entwickelt.

Die Forschungsergebnisse zu vibroakustischen Metamaterialien (VAMM) können in der praktischen Anwendung an der Autobahn einen Meilenstein bei der Weiterentwicklung von Lärmschutz-Technologie bedeuten. VAMM ermöglichen es, das Schwingungsverhalten von Strukturen zu beeinflussen.

„Vereinfacht gesagt wird durch die Innovation eintreffender Luftschall in Körperschall gewandelt. Dieser wird durch die Schallschutzwand nicht weiter- oder abgeleitet, sondern hocheffizient reduziert“, weiß Peter Rath, Experte für Video- und Akustikdetektion in der ASFINAG Maut Service GmbH, der die grundsätzliche Idee geboren und weiterentwickelt hat.  

2020 hat die ASFINAG eine IÖB-Challenge „Autobahnen und Schnellstraßen: Lärmlast durch Technologie reduzieren“ zusammen mit der IÖB-Servicestelle ausgerufen. Viele Unternehmen haben im Anschluss Ideen in diese Richtung eingereicht und präsentiert – durchgesetzt in der Jurywertung hat sich das Fraunhofer LBF.

 

Fraunhofer LBF entwickelt Prototyp

2021 beauftragte die ASFINAG somit das Fraunhofer LBF mit der Entwicklung des Laborprototypens zur Überprüfung des theoretischen Ansatzes für die Wirkung schwingungsmindernder Materialien in Lärmschutzwänden.  Anfang 2022 lagen schließlich die vielversprechenden Ergebnisse des Prototyps vor. Durch eine mit VAMM ausgestattete Glas-Lärmschutzwand konnte im Labor eine Übertragungsreduktion von bis zu 20 Dezibel (dB) im Vergleich zu einer konventionell absorbierenden Lärmschutzwand erzielt werden. Zum Vergleich: eine Reduktion des Schalldruckpegels um sechs dB bedeutet bereits eine Halbierung der wahrgenommenen Lautstärke.

 

Ein Ausblick in die Zukunft

Gefördert von der Österreichischen Forschungsförderungsgesellschaft soll im Herbst 2022 die Ausschreibung zur Innovationspartnerschaft für VAMM erfolgen – mit dem Ziel, den Laborprototypen zu einem Standardprodukt weiter zu entwickeln und in weiterer Folge unter Echtbedingungen an der Autobahn zu testen.  Wenn sich stark schallabsorbierende Stoffe am Netz als praxistauglich erweisen, kann das Potentiale für einen noch besseren Schutz der Anrainerinnen und Anrainer eröffnen.