POLA

Pa­ra­me­tri­cal­ly Opti­mi­zed Light­weight Acoustic Ab­sor­ber

Das For­schung­s­pro­jekt PO­LA nach der Idee von An­ke Ec­kardt um­fasst die Ent­wick­lung ei­nes neu­ar­ti­gen, orts­spe­zi­fisch ad­ap­tier­ba­ren Schall­schutz­sys­te­mes für den un­te­ren Mit­ten- und Bass­f­re­qu­enz­be­reich für den In­nen- und Au­ßen­raum in selbst­tra­gen­der Leicht­bau­wei­se.

Zwei zu­nächst ge­gen­sätz­lich wir­ken­de Ma­te­ria­li­en wer­den mit­ein­an­der ver­bun­den – LUFT, ein schall­über­t­ra-gen­des Me­di­um und zu­g­leich das Gas­ge­misch der Erd­at­mo­sphä­re (1m3 = 1,293 kg) und (U)HPC - (Ul­t­ra) High Per­for­man­ce Con­c­re­te, ein leich­ter Be­ton mit fi­li­gra­ner Ma­te­ria­läst­he­tik. Die Grund­i­dee, auf der PO­LA au­baut, ve­r­eint Skulp­tur und Funk­ti­on.

Funk­ti­on

Das For­schung­s­pro­jekt PO­LA kom­bi­niert für die Ent­wick­lung des neu­ar­ti­gen Schall­schutz­sys­tems die Funk­tio­na­li­tät von Helm­holtz-Re­so­na­to­ren mit ei­ner Ma­te­rial­ent­wick­lung im Be­reich in­no­va­ti­ven Be­tons. Die er­for­der­li­che Breit­ban­dig­keit der Re­so­nanz­ab­sor­ber wird oh­ne zu­sätz­li­che Dämm­stof­fein­la­gen mit­tels der akus­ti­schen Opti­mie­rung der Ober­flächen tex­til­be­wehr­ten (U)HPC Be­tons er­reicht. Die be­son­de­re Ef­fek­ti­vi­tät be­ruht da­bei auf der neu­ar­ti­gen akus­ti­schen Ma­kro-Mi­kro-Struk­tu­rie­rung des Sys­tems. :

• Ma­kro-Struk­tu­rie­rung Es wer­den meh­re­re Re­so­nanz­ab­sor­ber mit un­ter­schied­li­chen Re­so­nanz­f­re­qu­en­zen pa­ra­me­trisch kom­bi­niert, die sich durch be­stimm­te Breit­ban­dig­keit über­la­gern und so­mit ein für den Lärm­schutz not­wen­di­ges und ef­fek­ti­ves Breit­band­spek­trum bil­den. Die das Bau­teil kon­sti­tu­ie­ren­den Re­so­na­to­ren bil­den ei­ne orts­be­zo­ge­ne Re­so­nanz­ab­sor­ber­struk­tur (=Ma­kro­struk­tur) in Form ei­nes un­re­gel­mä­ß­i­gen Wa­ben­mus­ters. Ih­re Ver­tei­lung und Grö­ße wird je­weils auf Ba­sis von Mes­sun­gen be­rech­net und mit­tels ei­nes neu­ar­ti­gen Scha­lungs­sys­tems bau­lich um­ge­setzt. Die Wa­ben­struk­tur ist akus­tisch hoch­funk­tio­nell und zu­g­leich für die be­son­ders kri­ti­sche Be­las­tung durch Druck-Sog-Wind­las­ten sehr gut ge­eig­net.

• Mi­kro-Struk­tu­rie­rung Die PO­LA-Struk­tu­ren wer­den aus ei­nem neu­ar­ti­gen, akus­tisch opti­mier­ten of­fen­po­ri­gen (U)HPC-Be­ton in Hin­blick auf ei­nen nie­d­ri­gen Q-Fak­tor (Gü­te­fak­tor) für ho­he akus­ti­sche Breit­ban­dig­keit her­ge­s­tellt. (U)HPC-Be­to­ne sind kon­struk­tiv be­son­ders leis­tungs­fähig, ha­ben aber nor­ma­ler­wei­se ei­ne für den Lärm­schutz nach­tei­li­ge, be­son­ders glat­te Ober­fläche. Mit­tels ei­nes von Bau Kunst Er­fin­den kon­zi­pier­ten Ver­fah­rens, das Teil des Scha­lungs­sys­tems ist, wird erst­ma­lig die (U)HPC Be­tonober­fläche mit ei­ner akus­tisch opti­mier­ten po­rö­sen Ober­fläche auf den In­nen­sei­ten der Re­so­nanz­ab­sor­ber ver­se­hen.

Ein Teil­be­reich des For­schung­s­pro­jek­tes ist die Ent­wick­lung von PO­LA mit sehr ho­her Tran­s­pa­renz durch ei­ne ab­ge­stimm­te Ma­te­rial­kom­bi­na­ti­on von (U)HPC mit Ple­xi­glas. Das PO­LA-Sys­tem ist zu­dem selbst­tra­gend und auf­grund sei­ner pfos­ten­lo­sen Kon­struk­ti­on und kon­ti­nu­ier­li­chen Struk­tur nicht nur in der Ar­chi­tek­tur im In­nen- und Fas­sa­den­be­reich son­dern be­son­ders auch für den Ein­satz als Lärm­schutzwand an Au­to­stra­ßen und St­re­cken für den Hoch­ge­schwin­dig­keits­zug­ver­kehr mit ho­hen Kräf­ten in­fol­ge von Druck-Sog-Win­d­ef­fek­ten ge­eig­net.

Skulp­tur

In der Kom­bi­na­ti­on aus Luft und Be­ton er­ge­ben sich Hohl­räu­me. Je­der Hohl­raum hat ein Vo­lu­men, in sei­ner Drei­di­men­sio­na­li­tät kann ein na­tür­li­cher, luft­ge­füll­ter Hohl­raum skulp­tu­ra­les Ma­te­rial sein. Die Viel­zahl kom­bi­nier­ba­rer Vo­lu­men und va­ria­b­ler For­men führt zu ei­nem un­er­sc­höpf­li­chen Spek­trum mög­li­cher Kör­per im Raum. Mit Öff­nun­gen ver­se­hen pro­du­zie­ren die­se Kör­per wie in der lan­gen Tra­di­ti­on des In­stru­men­ten­baus ge­nutzt mul­tip­le ‘Stim­mun­gen’, sie ‘fär­ben’ den sie um­ge­ben­den Raum auf der au­di­ti­ven, al­so hör­ba­ren Ebe­ne, es ent­steht ein äst­he­tisch er­fahr­ba­rer SO­NIC SPACE.

Wird die Tren­nung künst­le­ri­scher und funk­tio­na­ler Area­le sch­ließ­lich un­scharf, fin­det ei­ne Ent­hier­ar­chi­sie­rung wenn nicht so­gar Auflö­sung des Kun­st­ob­jekts in ei­ne Art von land­schaft­li­cher Er­fah­rung statt, ‘in fa­vour of a vi­vid acoustic to­po­gra­phy’. „Thin­king of ar­chi­tec­tu­re not on­ly as an en­c­lo­su­re of space but as a sys­tem of th­res­holds re­gu­la­ting the re­pul­si­on, in­ges­ti­on, and ex­pul­si­on of en­viron­men­tal ele­ments, not least of which (is) sound ... (with ears that are) in a con­stant and pro­duc­ti­ve dia­lo­gue with the walls, th­res­holds, and spaces that sur­roun­ded it.“ (1)

(1) At­kin­son, Niall (2015). Thin­king Th­rough Noi­se, Buil­ding To­ward Si­len­ce: Crea­ting a Sound Mind and Sound Ar­chi­tec­tu­re in the Pre­mo­dern Ci­ty. Grey Room 60, Spe­cial Is­sue Acoustic Mo­derni­ty. MIT Press, Cam­brid­ge. Sum­mer 2015. S.12

Laufzeit

Forschungs- und Projektförderung

Kooperationspartner

  • Lothar Beeck GmbH

Team