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Überwachung der akustischen Qualität des Straßennetzes mittels Reifen-Torus-Messungen

Das Bayerische Landesamt für Umwelt (LfU) hat Dienst-Kraftfahrzeuge (Kfz) mit akustischen Torus-Mess-Systemen (ATMS) ausgestattet, um über einen Flottenversuch einen Großteil des Bayerischen Fernstraßennetzes außerorts akustisch zu untersuchen. Darüber hinaus wurde am Prüfstand Fahrzeug/Fahrbahn (PFF) der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) das Torusge räusch, das heißt das Rollgeräusch, das nicht nach außen, sondern in das Innere eines Reifens abgestrahlt wird, unter kontrollierten Bedingungen analysiert. Hier lag der Fokus auf der Ge schwindigkeit sowie der Radlast, dem Fülldruck und Profil des Reifens. Die Erkenntnis aus die sen Messungen ist, dass nicht die absolute Pegelhöhe, sondern die Charakteristik des Torusge räusches Auskunft über den akustischen Zustand der Straße gibt. Als wesentliche Einflussgröße auf das Geräusch wurde die Wellenlänge der prägenden Textur der Deckschicht identifiziert. Der sogenannte akustische Fingerabdruck einer jeden Deckschicht. Mit diesem Wissen wurde ein Entwurf einer Technischen Prüfvorschrift für akustische Torus-Messungen (E TP ATM) verfasst. Gemäß dieser wurde der Flottenversuch ausgewertet. Aus Sicht des Lärmschutzes ist es erwünscht, mit diesen akustischen Torus-Messungen auf einen äquivalenten Fahrzeuggeräuschpegel für Pkw LAT,Pkw bei 120 km/h zu schließen. Hierfür wurden Übertragungsfunktionen aufgestellt, die durch statistische Vorbeifahrt-(SPB-)Messungen abgeglichen wurden. Die notwendigen Untersuchungen fanden an ausgewählten Orten mit den Flottenfahrzeugen in Form kontrollierter Vorbeifahrten statt. Der so berechnete Geräuschpegel kann nun mit dem entsprechenden maximalen Vorbeifahrtpegel, gemäß den Richtlinien für den Lärmschutz an Straßen (RLS-19), verglichen werden. Im Ergebnis konnte mit dem Flottenversuch für insgesamt ca. 3 850 km Fernstraßen in Bayern die akustische Qualität von Fahrbahnbelägen untersucht werden. Eine statistische Auswertung ergab, dass etwa 60 % der untersuchten Streckenlänge lärmmindernd sind; ca. 14 % sind laut, der Rest liegt dazwischen. Lärmmindernd bedeutet hier, dass durch die Deckschicht der Grundwert des Schallleistungspegels eines Pkws der RLS-19 um mindestens 3 dB unterschritten wird; laut ist eine Deckschicht, wenn dieser Grundpegel überschritten wird. Mit akustischen Torus-Messungen kann die akustische Qualität eines Straßennetzes kostengünstig und effizient untersucht werden. Quelle: Forschungsbericht

Forschungsschwerpunkt 3: Verkehr und Umwelt

Das Projekt "Forschungsschwerpunkt 3: Verkehr und Umwelt" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Graz, Institut für Straßen- und Verkehrswesen durchgeführt. Lärm ist eine der am häufigsten berichteten negativen Umweltwirkungen des Verkehrs. Ein Forschungsschwerpunkt ist es, die Schallanalyse zu verbessern und insbesondere die subjektiven Wirkungen zu erfassen. Dazu werden Kenngrößen der Psychoakustik erfasst und quantifiziert. Darauf aufbauend können dem Problem angepasste Lärmschutzmaßnahmen entwickelt werden. Ein weiterer Schwerpunkt ist die Ermittlung von Grundlagen zur Quantifizierung der Luftschadstoffemissionen und weiterer Umweltwirkungen des Verkehrs

Teilvorhaben: Modellierungen, akustische Sensorik, physikalische Kabel- und Sedimentuntersuchungen, Algorithmenentwicklung und Dateninterpretation

Das Projekt "Teilvorhaben: Modellierungen, akustische Sensorik, physikalische Kabel- und Sedimentuntersuchungen, Algorithmenentwicklung und Dateninterpretation" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bremen, Fachgebiet Meerestechnik / Umweltforschung durchgeführt. Offshore-Windparks werden über Stromexportkabel an das Stromnetz an Land angeschlossen. Die Stromkabel werden dabei typischerweise nach einer geophysikalischen Vorerkundung wenige Meter unterhalb des Meeresbodens verlegt. Durch das Vergraben des Kabels sollen Beschädigungen vermieden werden, die durch Fischerei oder Ankern auftreten können. Gleichzeitig muss eine zu große Tiefe des Kabels vermieden werden, um die Kühlung durch zirkulierendes Meerwasser im Sediment zu gewährleisten. Während der Betriebszeit eines Offshore-Windparks und damit auch des Exportkabels kann es jedoch zu Änderungen der Tiefenlage des Kabels durch Sedimentbewegungen kommen, verursacht etwa durch Meeresströmungen oder Gezeiten. Um eine optimale Lage des Kabels sicherzustellen und etwaige Instandsetzungsarbeiten planen zu können, sind daher regelmäßige Vermessungen der Kabeltrassen erforderlich. Zur Vermessung werden verschiedene akustische oder magnetische Methoden eingesetzt, die allerdings jeweils technische und ökonomische Defizite aufweisen (hoher Zeitaufwand, Kabel muss ggf. abgeschaltet werden). Im Verbundprojekt SASACD soll eine neuartige geophysikalische Methode zur Kabellokalisation im Offshore Bereich entwickelt werden, welche mittels des Ansatzes seismischen Beamformings und synthetischer Apertur eine schnelle flächenhafte Lokalisierung von Seekabeln und ihrer Tiefenlage erlaubt. Der Beitrag der Universität Bremen besteht dabei im Wesentlichen in: - der numerischen Modellierungen des Verfahrens - der Bestimmung physikalischer Kenngrößen von Kabeln und Sedimenten - der Algorithmenentwicklung zur Datenauswertung - dem Aufbau der akustischen Sensorik - der Dateninterpretation.

Grundlagen lärmarme Beläge

Das Projekt "Grundlagen lärmarme Beläge" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesamt für Umwelt durchgeführt. Lärmarme Beläge (LAB) variieren trotz ähnlicher Bauart in ihrer akustischen und mechanischen Leistungsfähigkeit. Mithilfe von systematischen Messungen und Auswertung verschiedener, bereits eingebauter LAB soll das Alterungsverhalten dokumentiert und Schlüsselfaktoren identifiziert werden, welche für die Beständigkeit von LAB ausschlaggebend sind. Projektziele: - Systematische Nachverfolgung der akustischen Leitungsfähigkeit von LAB // - Bestehende Messreihen komplettieren bis zum End der Lebensdauer von LAB // - Identifikation der Schlüsselfaktoren der Dauerhaftigkeit von LAB // - Unterstützung der Vollzugsbehörden bei der Wahl des LAB.

Überwachung der akustischen Qualität der Fahrwege im Straßenverkehr

Das Projekt "Überwachung der akustischen Qualität der Fahrwege im Straßenverkehr" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bayerisches Landesamt für Umwelt durchgeführt. Aufgabenbeschreibung: Zielstellung, fachliche Begründung: Die Geräuschemissionen des Straßenverkehrs werden vom Reifen-Fahrbahn-Geräusch dominiert. Daher ist eine genaue Kenntnis des Zustands des Straßennetzes erforderlich. Während der bautechnische Zustand des Straßennetzes kontinuierlich überwacht wird, liegen zum akustischen Zustand keine Daten vor. Im abgeschlossenen UFOPLAN-Vorhaben 'Technische Aspekte der Überwachung der akustischen Qualität der Fahrwege im Straßenverkehr' (FKZ 3714 54 1000) wurde daher ein Prototyp für ein neues Verfahren zur flächenhaften Erfassung des akustischen Straßenzustands erarbeitet. Ziel dieses Vorhabens ist jetzt, den Im vorherigen Vorhaben entwickelten Prototyp zur flächendeckenden Erfassung des Straßenzustands weiterzuentwickeln. Dazu gehören ein umfassender Abgleich mit In-Situ-Messungen, aber auch erste Erfahrungen mit dem Betrieb in der Fläche und Management sowie Analyse der anfallenden Datenmengen unter Praxisgesichtspunkten. Am Ende des Vorhabens soll ein Messsystem vorliegen, mit dem in der Praxis die akustische Qualität des Straßennetzes flächendeckend überwacht werden kann.

KMU-innovativ - NAWAMU - Entwicklung nachhaltiger, akustisch hochwertiger Werkstoffe für additive Fertigungsverfahren zum Einsatz im Musikinstrumentenbau zur Substitution geschützter Holzarten - (KMU - innovativ)

Das Projekt "KMU-innovativ - NAWAMU - Entwicklung nachhaltiger, akustisch hochwertiger Werkstoffe für additive Fertigungsverfahren zum Einsatz im Musikinstrumentenbau zur Substitution geschützter Holzarten - (KMU - innovativ)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Kunath Instrumentenbau durchgeführt. Projektziel ist die Entwicklung neuer Materialien zur Herstellung von Holzblasinstrumenten, wie z. B. Blockflöten oder Klarinetten, mittels additiver Verfahren (3D-Druck). Hierbei stehen die Nachhaltigkeit (nachwachsende Rohstoffe, biologische Abbaubarkeit) der eingesetzten Materialien, die akustischen Eigenschaften der daraus gefertigten Instrumente und die Qualität/Haptik/Haltbarkeit der resultierenden Oberflächen im Vordergrund. Alle drei Aspekte sowie auch die Wirtschaftlichkeit der Fertigungsverfahren müssen hohen Anforderungen genügen, damit sich die neuen Materialien und Herstellungsverfahren als Alternative zur konventionellen Technik etablieren können. Additive Herstellungsverfahren bieten vielfältige Möglichkeiten für ganz neue Materialzusammensetzungen. So lassen sich durch Zumischung von Echtholz-Komponenten in die Polymermatrix holzähnliches Aussehen und Haptik erzeugen. Hierdurch können limitierte Tropenhölzer substituiert bzw. wesentliche Einsparungen daran erzielt werden. Außerdem fällt bei dem additiven Aufbau aus Filamenten kein Abfall an. Die neuartigen hochgefüllten Filamente für den 3D-Druck bestehen aus den Hauptkomponenten Biopolymeren, wie z. B. Polylactide oder Polyhydroxyalkanoate sowie Echtholzanteilen (z. B. Holzfasern und -Stäube) und werden durch Extrusion hergestellt. Die Werkstoffe sollen mit Standard 3D-Druckern nach dem FDM (Fused Deposition Modeling)-Verfahren verarbeitet werden können. Das Projekt schließt die Prozessentwicklung zur Herstellung der holzbasierten Filamente sowie die Optimierung der eigentlichen 3D-Druckprozesse mit ein. Die neuen Materialzusammensetzungen werden zunächst anhand von Proben entwickelt, die messtechnisch charakterisiert und optimiert werden. In einer späteren Phase werden Demonstratoren von Blasinstrumenten hergestellt, die in Bezug auf ihren Klang sowohl intern anhand eines eigens entwickelten Akustik-Prüfstands als auch extern von Musikern zum Nachweis der Praxistauglichkeit bewertet werden.

KMU-innovativ - NAWAMU - Entwicklung nachhaltiger, akustisch hochwertiger Werkstoffe für additive Fertigungsverfahren für den Musikinstrumentenbau zur Substitution geschützter Holzarten -(KMU-innovativ)

Das Projekt "KMU-innovativ - NAWAMU - Entwicklung nachhaltiger, akustisch hochwertiger Werkstoffe für additive Fertigungsverfahren für den Musikinstrumentenbau zur Substitution geschützter Holzarten -(KMU-innovativ)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bernhardt Kunststoffverarbeitungs GmbH durchgeführt. Projektziel ist die Entwicklung neuer Materialien zur Herstellung von Holzblas-instrumenten, wie z. B. Blockflöten oder Klarinetten, mittels additiver Verfahren (3D-Druck). Hierbei stehen die Nachhaltigkeit (nachwachsende Rohstoffe, biologische Abbaubarkeit) der eingesetzten Materialien, die akustischen Eigenschaften der daraus gefertigten Instrumente und die Qualität/Haptik/Haltbarkeit der resultierenden Oberflächen im Vordergrund. Alle drei Aspekte sowie auch die Wirtschaftlichkeit der Fertigungsverfahren müssen hohen Anforderungen genügen, damit sich die neuen Materialien und Herstellungsverfahren als Alternative zur konventionellen Technik etablieren können. Additive Herstellungsverfahren bieten vielfältige Möglichkeiten für ganz neue Materialzusammensetzungen. So lassen sich durch Zumischung von Echtholz-Komponenten in die Polymermatrix holzähnliches Aussehen und Haptik erzeugen. Hierdurch können limitierte Tropenhölzer substituiert bzw. wesentliche Einsparungen daran erzielt werden. Außerdem fällt bei dem additiven Aufbau aus Filamenten kein Abfall an. Die neuartigen hochgefüllten Filamente für den 3D-Druck bestehen aus den Hauptkomponenten Biopolymeren, wie z. B. Polylactide oder Polyhydroxyalkanoate sowie Echtholzanteilen (z. B. Holzfasern und -Stäube) und werden durch Extrusion hergestellt. Die Werkstoffe sollen mit Standard 3D-Druckern nach dem FDM (Fused Deposition Modeling)-Verfahren verarbeitet werden können. Das Projekt schließt die Prozessentwicklung zur Herstellung der holzbasierten Filamente sowie die Optimierung der eigentlichen 3D-Druckprozesse mit ein. Die neuen Materialzusammensetzungen werden zunächst anhand von Proben entwickelt, die messtechnisch charakterisiert und optimiert werden. In einer späteren Phase werden Demonstratoren von Blasinstrumenten hergestellt, die in Bezug auf ihren Klang sowohl intern anhand eines eigens entwickelten Akustik-Prüfstands als auch extern von Musikern zum Nachweis der Praxistauglichkeit bewertet werden.

Teilvorhaben: Grenztragfähigkeit

Das Projekt "Teilvorhaben: Grenztragfähigkeit" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Wölfel Engineering GmbH + Co. KG durchgeführt. Wesentliche Ziele des Projektes MultiMonitorRB sind die Entwicklung, Kombination und Erprobung von globalen und lokalen SHM-Verfahren für Rotorblätter von Windenergieanlagen. Im Sinne einer multivariaten Vorgehensweise werden verschiedene strukturmechanische und akustische Ansätze, welche unterschiedliche Kenngrößen und Schadensmerkmale erfassen können, berücksichtigt. Die SHM-Verfahren sollen eine automatisierte und zuverlässige Erkennung und Klassifizierung strukturrelevanter Schäden im frühen Stadium gewährleisten. In GrenztragfähigkeitRB sollen neue Methoden und Algorithmen beruhend auf stochastischer Mathematik, Statistik, Mustererkennung, self organizing maps etc. zur Schadensdetektion von Laminatschäden in Rotorblättern entstehen. Durch zusätzliche Sensorik soll die Unabhängigkeit eines SHM-Systems von Anlagendaten erreicht werden. Über Koppelung von Messdaten mit dem FEM-Makro- und Materialmodell sollen Aussagen zur Grenztragfähigkeit möglich werden. Im Zuge einer zerstörenden Prüfung des Rotorblattes wird es möglich, die Ergebnisse von Messung und Rechnung zu vergleichen und ein model update durchzuführen.

Teilvorhaben: Structural Health Monitoring im Betrieb

Das Projekt "Teilvorhaben: Structural Health Monitoring im Betrieb" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von WindMW Service GmbH durchgeführt. Wesentliche Ziele des Projektes MultiMonitorRB sind die Entwicklung, Kombination und Erprobung von globalen und lokalen SHM-Verfahren für Rotorblätter von Windenergieanlagen. Im Sinne einer multivariaten Vorgehensweise werden verschiedene strukturmechanische und akustische Ansätze, welche unterschiedliche Kenngrößen und Schadensmerkmale erfassen können, berücksichtigt. Die SHM-Verfahren sollen eine automatisierte und zuverlässige Erkennung und Klassifizierung strukturrelevanter Schäden im frühen Stadium gewährleisten. Im Teilvorhaben 'Structural Health Monitoring im Betrieb' soll aus vorhandenen Betriebsdaten von Rotorblattinspektionen ein Schadenkatalog zur Beurteilung des Bauteilzustandes in Bezug auf seine strukturelle Integrität entwickelt werden. Des Weiteren werden Methoden zur Einbindung von SHM-Verfahren in die wiederkehrende Prüfung entwickelt.

Design und Herstellung von Probekörpern

Das Projekt "Design und Herstellung von Probekörpern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von AIRBUS APWORKS GmbH durchgeführt. In diesem Vorhaben soll das Fertigungsverfahren 'Additive Layer Manufacturing' (ALM) von APWorks für verschiedene Materialien (u.a. Titan und Scalmalloy®) weiterentwickelt und zur Fertigung von innovativen Metamaterialen eingesetzt werden. Ziel ist es, das additive Fertigungsverfahren so weiterzuentwickeln, dass die mit diesem Verfahren einhergehenden fertigungstechnischen und ökonomischen Randbedingungen signifikant verbessert werden. Die Optimierung dieser Randbedingungen hat das Ziel die Herstellung effizienterer, maßgeschneiderter Metamaterialien zu ermöglichen. Die Optimierung der Randbedingungen umfasst u.a. die Verbesserung der Oberflächenqualität, die Herabsetzung der minimalen Wandstärke und die Erhöhung der Prozessgeschwindigkeit. Im HAP2000, welches von APWorks geleitet wird, werden durch AGI akustische Metamaterialstrukturen ausgewählt und von APWorks für die Fertigung optimiert. Diese Strukturen werden von APWorks hergestellt. Der Fertigungsprozess wird von APWorks begleitend mittels Data Mining optimiert. Die finalen Probenkörper verbleiben bei AGI. Im HAP5000, welches von APWorks geleitet wird, wird in Zusammenarbeit mit AGI das Anwendungspotential der neuen akustischen Strukturen für Luftfahrtanwendungen untersucht und Fertigungskonzepte erarbeitet.

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