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[[Datei:Schallabsorber KRM.jpg|mini|200px|[[Feste Fahrbahn]] auf der [[Schnellfahrstrecke Köln–Rhein/Main]] mit Schallabsorbern zur Reduktion der Ausbreitung des [[Rad-Schiene-Geräusch]]es.]]
Die '''Schallabsorption''' bezeichnet die Verminderung von [[Schallenergie]] insbesondere durch Umwandlung in Wärme. [[Absorption (Physik)|Absorbieren]] ist gleichbedeutend mit „Schlucken“ und „Aufsaugen“.

== Unterscheidung von ähnlichen Begriffen ==
Der Begriff Schallabsorption ist zu unterscheiden von folgenden Begriffen, die oft im gleichen Zusammenhang verwendet werden:
* Unter [[Schalldissipation]] wird ausschließlich die ''Umwandlung'' in andere [[Energieform]]en als Schall, insbesondere Wärme, verstanden, während bei der Absorption grundsätzlich auch andere Arten des „Verschwindens“ von Schall gemeint sein können (siehe [[Absorptionsgrad]]).
* [[Schalldämpfung]] bezeichnet jede Art von Verringerung der [[Schallintensität]], die nicht notwendigerweise mit einer Verringerung der ''Schallenergie'' zu tun haben muss, z. B. durch [[Divergenz (Optik)|Divergenz]], also durch Verteilung der Schallenergie auf eine größere Fläche.
* [[Schalldämmung]] ist die die Behinderung der Ausbreitung von Schall in eine bestimmte Richtung. Sie lässt sich etwa über die [[Masseträgheit]] einer [[Schallreflexionsfaktor|schallharten]] Wand bewirken (etwa aus Stahl oder Beton), welche auf der Innenseite eine maximale [[Schallreflexion]] bewirkt. Demgegenüber wird die Schallabsorption häufig zur ''Reduktion'' von Reflexionen eingesetzt (etwa zur Unterbindung von [[Nachhall]] oder [[Stehwelle]]n in Innenräumen).

== Quantitative Bestimmung ==
=== Absorptionskoeffizient ===
Der [[Absorptionskoeffizient]] ist – wie in der Optik – der Exponentialkoeffizient der Abnahme der Intensität einer [[ebene Welle|ebenen (also divergenzfreien) Welle]]. Er ist eine [[Materialkonstante]] des [[Ausbreitungsmedium|Übertragungsmediums]] bei der [[Schallausbreitung]]. Weil diese Materialkonstante nur durch dissipative Absorption gekennzeichnet ist, ist sie faktisch identisch mit dem [[Dissipationskoeffizient]].

=== Absorptionsgrad ===
Der [[Absorptionsgrad #Schallwellen|Schallabsorptionsgrad]] <math>\alpha</math> ist definiert als das Verhältnis der absorbierten [[Schallintensität]] <math>I_\mathrm{a}</math> zur gesamten einfallenden Schallintensität <math>I_0</math>:

:<math>\alpha = \frac{I_\mathrm{a}}{I_0}</math>

Der Schallabsorptionsgrad hängt wie folgt zusammen mit dem [[Schallreflexionsfaktor #Schallreflexionsgrad und Schallreflexionsmaß|Schallreflexionsgrad]] <math>\rho</math> (Maß für die reflektierte Schallintensität), dem Schall[[Transmission (Physik) #Transmissionsgrad|transmissionsgrad]] <math>\tau</math> (Maß für die durchgelassene Schallintensität) und dem Schall[[dissipationsgrad]] <math>\delta</math> (Maß für die „verlorengegangene“ Schallintensität):

:<math>\begin{alignat}{2}
\rho + &\alpha &&= 1\\
\rho + &\tau + \delta &&= 1\\
&\alpha = \tau + \delta
\end{alignat}</math>

Die erste Gleichung besagt, dass die Summe von reflektierter und absorbierter Schallintensität, also von Schallreflexion und Schallabsorption, stets der gesamten Schallintensität entspricht. Die letzte Gleichung drückt aus, dass sich die absorbierte Schallintensität aus durchgelassener (transmittierter) und „verlorengegangener“ (dissipierter) Schallintensität zusammensetzt; Schallabsorption entsteht also durch gleichzeitige Schalltransmission und -dissipation.

=== Maßeinheit ===
Die Maßeinheit der Schallabsorption ist das [[Sabin (Einheit)|Sabin]].

== Wirkungsweise ==
Nicht alle Konstruktionen, die heute unter dem Begriff 'Schallabsorber' behandelt werden, beruhen eigentlich auf Absorption, also auf der Umwandlung von Schall- in Wärmeenergie.

=== Schallwegvergrößerung ===
Für die Absorption von [[Luftschall]] verwendet man in der Praxis [[porös]]e und/oder [[faser]]ige Absorptionsmaterialien. Dadurch wird die Oberfläche, auf welche der Schall auftrifft, um ein Vielfaches vergrößert. Ein Teil der Schallenergiereduktion kann also bereits auf einer bloßen Verlängerung des Schallwegs beruhen, indem der Schall vielfach umgelenkt (reflektiert) wird, bevor er wieder aus dem Absorber austritt. Da sich Schallenergie quadratisch [[Reziproke Proportionalität|reziprok]] zum zurückgelegten Schallweg verhält (s. [[Dissipation]]), ist der Energiepegel des wieder aus dem Absorber austretenden Schalls verringert, selbst bei einem [[Starrer Körper|starren]] bzw. schallharten Absorptionsmaterial (z. B. [[Sepiolith|Meerschaum]] oder Röhren), denn der Schall hat bereits einen längeren Weg hinter sich, als dies bei einer glatten und planen Reflexionsfläche der Fall wäre.

Bei porösen Absorbern wird die Schallenergie durch [[Reibung]] der Luftmoleküle im Absorber in Wärme umgewandelt; dieser Vorgang wird als [[Dissipation]] bezeichnet. Das Absorptionsvermögen poröser Absorber ist frequenzabhängig und wird bestimmt von der Porosität, dem Strukturfaktor und der längenbezogenen Strömungsresistenz. Vorteil der porösen Absorber ist ihre hohe Absorption im mittleren und oberen Frequenzbereich, dagegen werden tiefe Frequenzen nur gering absorbiert.

=== Mechanische Dämpfung ===
Darüber hinaus wird Schallenergie auch in [[kinetische Energie]] gewandelt, wenn das Dämpfungsmaterial [[Elastizität (Physik)|elastisch]] (beispielsweise Wollfasern oder Gummimoleküle), beweglich (beispielsweise Sand) oder verformbar ist (beispielsweise [[Holzspan|Holzspäne]]), wodurch der Energiepegel des aus dem Absorber austretenden Schalls zusätzlich reduziert werden kann.

Bei porösen Absorbern kann das Dämpfungsverhalten mit der Theorie der quasihomogenen Absorber rechnerisch approximiert werden.<ref>Fridolin P. Mechel: ''Schallabsorption'', Kapitel 18, in: Manfred Heckl, Helmut A. Müller: ''Taschenbuch der technischen Akustik'', Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, 1975, ISBN 3-642-97357-4</ref>

=== Resonatoren ===
Eine weitere Möglichkeit zur Schallabsorption bieten [[Resonanzabsorption|Resonatoren]], speziell Plattenresonatoren ([[Membranabsorber]]) und [[Helmholtz-Resonator]]en. Auch hier wird die Schallenergie der Luft zunächst in kinetische Energie umgewandelt, nämlich in Schwingungsenergie eines Objektes, das dann seinerseits Schallwellen abgibt.

=== Gegenschall ===
Ferner lässt sich Schall auf elektronischen Wege ('aktiv') auslöschen. Bei diesem Verfahren ist nicht eigentlich von Absorption (Wandlung in Wärme- oder kinetische Energie durch ein Material) zu sprechen, sondern von Schallauslöschung. Dabei wird dem eintreffenden Schall durch mindestens einen weiteren Lautsprecher ein gegenphasiges Signal überlagert, sodass es phasenabhängig zur Auslöschung bzw. Abschwächung kommt (s. [[Gegenschall]]).

=== Kombinationen ===
Viele Konstruktionen zur Reflexionsreduktion kombinieren die o. g. Wirkungsweisen, so. z. B. Plattenschwingerkonstruktionen (Resonator), die zusätzlich mit elastischem Material befüllt ist. Eine Sonderbauform ist dabei der „limp mass absorber“, welcher keine solide Platte, sondern eine schlaff vorgespannte schwere Folie verwendet. Diese erhöht ebenfalls die effektiv absorbierende Masse, hat aber keine so dedizierte Resonanzfrequenz und wirkt damit mehr als [[Breitbandabsorber]]. 

== Schallabsorption in der Raumakustik ==
Der in einem Raum erzeugte Schall breitet sich als [[Luftschall]]welle aus und trifft auf Raumbegrenzungsflächen, die den Schall teilweise absorbieren, durchlassen oder reflektieren.

[[Teppich]]e sind die einzigen [[Bodenbelag|Bodenbeläge]], die eine Schallabsorption luftgetragener Geräusche ermöglichen. Bei der [[Raumakustik|raumakustischen]] Berechnung wird z. B. für [[Teppichboden|Teppichböden]] der geforderte Schallabsorptionsgrad festgelegt. Die Messung erfolgt in einem [[Hallraum]] durch Vergleich der [[Nachhallzeit]]en mit und ohne Belag. Teppiche absorbieren konstruktionsbedingt in erster Linie hohe Frequenzanteile.

An Wänden und Decken werden in größeren Räumen mit geringer Möblierung häufig gelochte [[Trockenbauplatte]]n angebracht. Die Schallwellen treten teilweise durch die Löcher, erzeugen Wirbel und werden dabei abgeschwächt. Die durchtretenden Anteile werden von dahinterliegenden porösen Materialien (wie etwa [[Melaminharzschaum]]) absorbiert. Statt gelochter Platten werden auch geschlitzte Holzverschalungen angewendet.

== Weblinks ==
* [http://www.sengpielaudio.com/Rechner-RT60Koeff.htm Absorptionsgrad ''α'' verschiedener Materialien und Oberflächen]
* [http://www.sengpielaudio.com/Eierkartons.pdf Eierkartons zur Verbesserung der Akustik? Nein danke!] (PDF-Datei; 95 kB)
* [http://www.sengpielaudio.com/Rechner-luft.htm Absorptionskoeffizient der Luft]
* [http://www.hoerkomm.de/akustik-loesungen.html Akustik-Lösungen] – Leitfaden des Projekts hörkomm.de - Barrierefrei hören und kommunizieren in der Arbeitswelt

== Einzelnachweise ==
<references></references>

[[Kategorie:Schall]]
[[Kategorie:Bauakustik]]
[[Kategorie:Technische Akustik]]

Schallabsorption - Versionsgeschichte

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