Schallreflexionsfaktor

Der Schallreflexionsfaktor $r$ ist eine Größe der Dimension Zahl zur Beschreibung der Schallreflexion an einer Grenzfläche, z. B. einer Wand oder einem Übergang zu einem anderen Medium. Für eine auf die Grenzfläche einfallende ebene Welle ist er definiert als das Verhältnis der Schalldrücke p_r der reflektierten Welle und p_e der einfallenden Welle an der Grenzfläche:

$r=\left.{\frac {p_{\mathrm {r} }}{p_{\mathrm {e} }}}\right|_{\mathrm {Grenzfl{\ddot {a}}che} }$

Zu den Schallkennimpedanzen Z₀₁ der Übertragungsmedien vor der Grenzfläche und Z₀₂ hinter der Grenzfläche (im Falle einer Wand: Wandimpedanz) besteht bei senkrechtem Schalleinfall die Beziehung:

$r={\frac {Z_{02}-Z_{01}}{Z_{02}+Z_{01}}}$

Sonderfälle:

• $Z_{02}\rightarrow \infty$: der Schallreflexionsfaktor nimmt seinen größtmöglichen Wert an: r = 1 (schallharte Grenzfläche)
• $Z_{02}=Z_{01}$: der Schallreflexionsfaktor wird gleich null, d. h., es findet keine Reflexion statt; es ist keine Grenzfläche im Sinne der Schallreflexion vorhanden. Da die Schallkennimpedanz von der Dichte und der Schallgeschwindigkeit eines Mediums abhängt ($Z=\rho \cdot c$), kann jedoch eine physikalische Grenzfläche zweier Medien vorliegen, ohne dass der Schall reflektiert wird.
• $Z_{02}=0$: r = −1 (schallweiche Grenzfläche).

Im ersten und letzten Fall erfolgt eine vollständige Reflexion.

Schallreflexionsfaktor und Schalldämmung

Je höher Schallreflexionsfaktor, -grad bzw. -maß (s. u.), desto besser die erreichte Schalldämmung, die jedoch auch von weiteren Faktoren wie der Schallabsorption bestimmt wird. Aus den o. g. Zusammenhängen ergibt sich, dass für eine möglichst wirkungsvolle Schalldämmung (d. h. für eine möglichst große Reflexion, welche die Schalltransmission in den Nachbarraum verhindert) die Werte der Schallkennimpedanzen vor und hinter der Grenzfläche möglichst unterschiedlich sein sollten:

• für eine wirkungsvolle Dämmung von Luftschall (weiches Medium Luft vor der Grenzfläche) empfiehlt sich also ein möglichst (schall)hartes, schweres Material hinter der Grenzfläche
• dagegen versprechen bei der Dämmung von Körperschall (hartes Medium vor der Grenzfläche) oft sehr weiche Dämmschichten hinter der Grenzfläche Erfolg.

Schallreflexionsgrad und Schallreflexionsmaß

Der Schallreflexionsgrad $\rho =r^{2}$ ist ein Reflexionsgrad, der definiert ist als das Verhältnis der Schallintensitäten $I_{\mathrm {r} }$ in der reflektierten Schallwelle und $I_{0}$ in der einfallenden Welle:

$\rho ={\frac {I_{\mathrm {r} }}{I_{0}}}$

Das zugehörige Maß ist das Schallreflexionsmaß, angegeben in Dezibel:

$r'=10\cdot \log \rho \;\,\mathrm {dB}$