Lärmschluckende Fenster

Alle fünf Minuten donnert ein Flugzeug über das Haus hinweg – die Bewohner verstehen in dieser Zeit kaum noch ihr eigenes Wort. Fenster bieten bislang nicht allzu viel Schutz gegen solches Getöse. Doppel- oder Dreifachverglasungen schlucken zwar hohe Töne. Um tiefe Frequenzen wie Flugzeuglärm oder Bässe aus der Disco abzuhalten, müssten die Scheiben allerdings sehr dick und schwer sein, was im modernen Leichtbau und an großen Fassaden problematisch ist.

Forscher des Fraunhofer-Instituts für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF und der Technischen Universität Darmstadt bringen nun etwas mehr Ruhe in Häuser und Büroräume – mit neuartigen Lärmschutzfenstern. „Das Fenster kann Testsignale im Frequenzbereich zwischen 50 und 1000 Hz um durchschnittlich sechs Dezibel verringern – der Ton ist hinter dem Fenster nur noch halb so laut“, sagt Dr. Thilo Bein, der das Geschäftsfeld Energie, Umwelt und Gesundheit am LBF leitet. „Die Lautstärke einzelner Testsignale kann sogar um bis zu 15 Dezibel reduziert werden.“ Was das Motorengetöse von Passagierflugzeugen angeht, erwarten die Experten zukünftig eine Lärmreduktion unterhalb 1000 Hz von bis zu 10 dB.

Trifft Schall auf eine Fassade, kann er auf verschiedene Weisen in die Räume dringen: Zum einen lässt er das Fenster schwingen, diese Schwingung überträgt die Geräusche in das Gebäude. Zum anderen läuft der Schall über die Punkte, an denen die Fassade aufgehängt ist, ins Innere des Hauses. Auf beiden Wegen haben die Forscher Hindernisse für den Schall eingebaut. Bei den Fenstern klebt auf dem Glas ein kleiner Beschleunigungssensor, der die Schwingung der Scheibe misst. Ein dünnes Piezoplättchen, das ebenfalls auf dem Fenster befestigt ist, gleicht die gemessene Schwingung aus: Es erzeugt eine Schwingung in der gleichen Tonlage, die der des Schalls genau entgegengesetzt ist – es bewegt die Scheibe also in die entgegen gesetzte Richtung. „Bei den Aufhängepunkten der Fassade haben wir eine ähnliche Lösung gefunden, bei der statt des dünnen Piezostreifens ein ganzer Stapel von Piezoplättchen der Kraft entgegen wirkt“, sagt Bein.

Einen Prototypen des Lärmschutzfensters stellen die Forscher auf der Hannover-Messe vom 16. bis 20. April vor (Halle 2, Stand D24/1). In einem weiteren Schritt verkleinern die Forscher nun die Steuer- und Leistungselektronik der Piezoplättchen, die momentan noch aus unhandlichen Laborgeräten besteht. In etwa vier Jahren, hofft Bein, könnte das Lärmschutzfenster auf dem Markt erhältlich sein.