InoEmTex - dySdS; Entwicklung eines aktiven textilbasierten Systems zur dynamischen Steuerung der Schalldämpfung in multifunktional genutzten Räumen

Neuartige Zwirne für die Herstellung dickenvariabler 3D-Akustikgewebe und akustisches Gesamtkonzeptes für das textilbasierte System

Projektlaufzeit:

09/2016 - 08/2018

Projektleitung (Fakultät):

Frau Prof. Dr. Silke Heßberg (Automobil- und Maschinenbau)

Kontakt:

Frau Prof. Dr. Silke Heßberg

+49 (3765) 5521 20
Silke.Hessbergfh-zwickaude

Kooperationspartner:

Curt Bauer GmbH Aue
Mexon Automatisierungs- und Steuerungstechnik GmbH Oelsnitz, OT Taltitz
Thüringisches Institut für Textil- und Kunststoffforschung e.V., Rudolstadt

Fördermittelgeber:

BMWi

Stichworte bzw. Deskriptoren:

Schalldämpfung; Raumakustik; Technische Textilien; MER-Vliesstoffe; Akustik; dickenvariable 3D-Gewebe; elastischer Zwirn; Piezoeffekt

Situation

Unangepasste Raumakustik in Arbeits- und Gemeinschaftsräumen (große Schulungs-, Tagungs- und Speiseräume) reduziert nachweislich die Konzentrations- und Leistungsfähigkeit von sich darin aufhaltenden Menschen. Ein Bedarf an akustischer Optimierung der Räume ist vorhanden (2014 gab es ca. 2 Mio. Büroarbeitsplätze).

Derzeit gibt es bereits zahlreiche textile Einzellösungen für die Verbesserung der Raumakustik. Sie sind jedoch alle statisch aufgebaut, d.h. sie werden im Raum platziert und können nicht auf Änderungen reagieren.

 

Aufgabe

Forschungsziel ist die Entwicklung eines textilbasierten Systems, das die im Raum herrschende Geräuschsituation selbsttätig erfasst und aktiv eine optimale Raumakustik einstellt.
Es sind schalldämpfende, dickenvariable 3D-Gewebe zu entwickeln, deren Dickenvariation über neu zu entwickelnde Zugzwirne realisiert werden soll. Weiterhin sind Verbunde aus aktiv ansteuerbaren EAP-Filmen bzw. piezoelektrischen Matrix-Faser-Compositen (MFC) in Kombination mit Geweben und/ oder Vlies- bzw. -Schaumstoffen mit zugehöriger elektrischer Kontaktierung und Ansteuerung der EAP-Film-/MFC-Verbunde zu erforschen. Die textilen Flächen fungieren im Gesamtsystem als abstands- und flächenvariable Wand- und Deckensegel, deren Zusammenspiel die Raumakustik anpasst. Der Algorithmus und die Steuerung für das Gesamtsystem sind ebenfalls Gegenstand der Entwicklungsarbeiten.

Ergebnis

Bisherige Projektergebnisse:

  • einstufige Zugzwirne mit Elastomer-Anteilen von >40% (Rückstellkräfte müssen gewährleistet sein) sind entwickelt und verwebt worden
  • akustisch wirksame Doppelgewebe mit Füllschuss in verschiedenen Varianten wurden von Firma Bauer hergestellt
  • textilphysikalische und akustische Messungen (im Hallraum) und Bewertungen verschiedener 3D-Gewebe, MER-Vliesstoffe und Verbunde (auch unter Nutzung von Schaum) daraus wurden vorgenommen
  • die akustische Wirksamkeit der Verbunde konnte ab 500Hz nachgewiesen werden (Alpha>80%), sie ist besser als die bisher bekannter textiler Lösungen
  • die Piezoelemente erzielen nur wenig Wirkung auf der Oberfläche, sie werden weiter im Inneren der Wandelemente getestet

Weitere Vorgehensweise:

  • das akustische Gesamtsystem wird zunächst simuliert und danach in einem konkreten Raum aufgebaut und getestet
  • die Meßergebnisse der Messungen im Hallraum werden mit Messungen der selbst gebauten Alpha-Kabine verglichen
  • es wird weiter an der Optimierung der textilen Komponenten selbst sowie der akustisch wirksamen Raumelemente gearbeitet

 

Anhang

Bild 1 zur Situation: