Potenzial von Baumrinde für den Einsatz als Schallabsorptionsmaterial

G. Kain; E. Tudor; A. Dettendorfer; M.-C. Barbu

doi:10.1002/bapi.202000007

Potenzial von Baumrinde für den Einsatz als Schallabsorptionsmaterial

Translated title of the contribution: Potential of tree bark for the application as sound absorbing material

G. Kain
, E. Tudor
, A. Dettendorfer
, M.-C. Barbu

Transilvania University of Brasov

Research output: Contribution to journal › Article › peer-review

Abstract

Tree bark is a highly optimized natural material, which protects a tree from manifold damage at the peripheral layer. Hence, bark has some interesting technological properties, such as a low density and a good biological durability. In the wood-industry, huge amounts of bark in pieces accrue, which are used to a low extend for high-value applications. In this investigation, insulation panels from larch bark were produced and their inner structure was evaluated by means of CT. The sound absorption coefficient of panels with varying composition was investigated using impedance measurement and structure-property relationships were evaluated. It was found that larch insulation panels can be applied as effective sound absorbers for frequencies higher than 500 Hz and that the frequency with the highest sound absorption can be affected changing the particle size of the panels. © 2020, Ernst und Sohn. All rights reserved.

Translated title of the contribution	Potential of tree bark for the application as sound absorbing material
Original language	German
Pages (from-to)	124-130
Number of pages	7
Journal	Bauphysik
Volume	42
Issue number	3
DOIs	https://doi.org/10.1002/bapi.202000007
Publication status	Published - 5 Jun 2020

Keywords

acoustics
sound absorption
Sound protection and acoustics
structure-property relationships
tree bark

Access to Document

10.1002/bapi.202000007

https://www.scopus.com/inward/record.uri?eid=2-s2.0-85087759988&doi=10.1002%2fbapi.202000007&partnerID=40&md5=a489c5a19de7e17037a3904cfe5c952d

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@article{4459dc0673d0470eb9047ede401d42a1,

title = "Potenzial von Baumrinde f{\"u}r den Einsatz als Schallabsorptionsmaterial",

abstract = "Baumrinde ist ein nat{\"u}rlich hoch optimiertes Material, das als periphere Grenzschicht eines Baumes diesen vor mannigfaltigen Besch{\"a}digungen sch{\"u}tzt. Daher weist Baumrinde interessante technologische Eigenschaften wie eine geringe Dichte und gute biologische Best{\"a}ndigkeit auf. In der Holzindustrie fallen gro{\ss}e Mengen von Baumrinde in St{\"u}ckform an, welche nur in geringem Ausma{\ss} stofflich h{\"o}herwertig veredelt werden. Im Rahmen dieser Untersuchung wurden D{\"a}mmplatten aus L{\"a}rchenrinde erzeugt und deren innere Struktur mittels Computertomographie untersucht. Der Schallabsorptionskoeffizient von Platten unterschiedlichen Aufbaus wurde mittels Impedanzmessung bestimmt und es wurden die Struktur-Eigenschaftsbeziehungen untersucht. Es zeigte sich, dass L{\"a}rchenrindenplatten als Absorber f{\"u}r Frequenzen {\"u}ber 500 Hz gute Eigenschaften aufweisen und, dass {\"u}ber die Partikelgr{\"o}{\ss}e die Frequenz des Schallabsorptionsmaximums beeinflusst werden kann.",

keywords = "Baumrinde, Schallabsorption, Akustik, Struktur-Eigenschaftsbeziehungen, acoustics, sound absorption, Sound protection and acoustics, structure-property relationships, tree bark",

author = "G. Kain and E. Tudor and A. Dettendorfer and M.-C. Barbu",

note = "Cited By :1 Export Date: 14 December 2023 Correspondence Address: Kain, G.; Fachhochschule Salzburg, Markt 136 a, Austria; email: [email protected] References: (2017) Umweltbedingungen, Umweltverhalten 2015 – Ergebnisse des Mikrozensus, , Statistik Austria, Wien; (2011) Burden of Disease from Environmental Noise, , World Health Organization, Kopenhagen; (2018) Environmental Noise Guidelines for the European Region, , World Health Organization, Kopenhagen; Stansfeld, S.A., Matheson, M.P., Noise pollution. Non-auditory effects on health (2003) British medical bulletin, 68, pp. 243-257. , p; Berardi, U., Iannace, G., Acoustic characterization of natural fibers for sound absorption applications (2015) Building and Environment, 94, pp. 840-852; Xiadong, Z., Birm-June, K., Qingwen, W., Quinglin, W., Recent advances in the sound insulation properties of bio-based materials (2014) Bioresources, 9, pp. 1764-1786. , p; Ersoy, S., K{\"u}{\c c}{\"u}k, H., Investigation of industrial tea-leaf-fibre waste material for its sound absorption properties (2009) Applied Acoustics, 70, pp. 215-220; Riccabona, C., Bednar, T., (2008) Baukonstruktionslehre–Bauphysik, , Wien, Manz; Rwawiire, S., Tomkova, B., Gliscinska, E., Krucinska, I., Michalak, M., Militky, J., Jabbar, A., Investigation of sound absorption properties of bark cloth nonwoven fabric and composites (2015) Autex Research Journal, 15, pp. 173-180; Marques, B., Tadeu, A., Ant{\'o}nio, J., Almeida, J., de Brito, J., Mechanical, thermal and acoustic behaviour of polymer-based composite materials produced with rice husk and expanded cork by-products (2010) Construction and Building Materials, 239, p. 117851. , p; Xing, C., Zhang, S.Y., Deng, J., Wang, S., Investigation of the effects of bark fiber as core material and its resin content on three-layer MDF performance by response surface methodology (2007) Wood Science and Technology, 41, pp. 585-595; Vaucher, H., (1997) Baumrinden: Aussehen, Struktur, Funktion, Eigenschaften, , Augsburg, Naturbuch-Verlag; Peters, C.M., Rosenthal, J., Urbina, T., Otomi bark paper in Mexico: commercialization of a pre-Hispanic technology (1987) Economic Botany, 41, pp. 423-432; Rautio, A.-M., Josefsson, T., {\"o}stlund, L., Sami resource utilization and site selection: historical harvesting of inner bark in northern Sweden (2014) Human Ecology, 42, pp. 137-146; Adney, E.T., Chapelle, H., (2014) Bark canoes and skin boats of North America, , New York, Skyhorse Publishing; Neich, R., Pendergrast, M., (2013) Pacific Tapa, , Albany, Auckland, David Bateman Ltd; Ogunwusi, A.A., Potentials of industrial utilization of bark (2013) Journal of Natural Sciences Research, 3, pp. 106-115; Feng, S., Cheng, S., Yuan, Z., Leitch, M., Xu, C., Valorization of bark for chemicals and materials: a review (2013) Renewable and Sustainable Energy Reviews, 26, pp. 560-578; Mooslechner, W., (1999) Winterholz, , Salzburg, M{\"u}nchen, Anton Pustet; Stadler, F., (1978) Arbeiterunterk{\"u}nfte und Almh{\"u}tten, , Wien, ohne Verlag; Zwerger, K., (1997) Das Holz und seine Verbindungen, , Basel, Birkh{\"a}user; M{\"u}hlbacher, J., Taylor, A.M., Moisture meter correction factors for yellow poplar bark (2009) Forest Products Journal, 59, pp. 58-60; Devappa, R.K., Rakshit, S.K., Dekker, R.F.H., Potential of poplar bark phytochemicals as value-added co-products from the wood and cellulosic bioethanol industry (2015) Bioenergy Research, 8, pp. 1235-1251; Nemli, G., Colakoglu, G., Effects of mimosa bark usage on some properties of particleboard (2005) Turkish Journal of Agriculture and Forestry, 29, p. 227. , –230; Kain, G., G{\"u}ttler, V., Barbu, M.C., Petutschnigg, A., Richter, K., Tondi, G., Density related properties of bark insulation boards bonded with tannin hexamine resin (2014) European Journal of Wood and Wood Products, 72, pp. 417-424; Rwawiire, S., Tomkova, B., Militky, J., Jabbar, A., Kale, B.M., Development of a biocomposite based on green epoxy polymer and natural cellulose fabric (bark cloth) for automotive instrument panel applications (2015) Composites Part B: Engineering, 81, pp. 149-157; Tudor, E.M., Barbu, M.C., Petutschnigg, A., R{\'e}h, R., Added-value for wood bark as a coating layer for flooring tiles (2018) Journal of Cleaner Production, 170, pp. 1354-1360; Kain, G., Rizzo, P., (2018) {\"o}sterreichisches Gebrauchsmuster: Dekorative Rindenpressk{\"o}rper (2018); Lienbacher, B., Morandini, M., (2020) Patronus Getr{\"a}nkek{\"u}hler, , www.barkinsulation.com, [online], [Zugriff am 21. M{\"a}rz 2020]; Li, M., Van Renterghem, T., Kang, J., Botteldooren, D., Sound Absorption by Tree Bark (2019) Proceedings of the 23rd International Congress on Acoustics, pp. 582-587. , 09-13/09/2019; (2016) Directive on the acquisition of fuel wood based on mass and energy content, , Kooperationsplattform, Forst Holz Papier (, Wien, Forst Holz Papier; Kain, G., Charwat-Pessler, J., Barbu, M.C., Plank, B., Richter, K., Petutschnigg, A., Analyzing wood bark insulation board structure using X-ray computed tomography and modeling its thermal conductivity by means of finite difference method (2016) Journal of Composite Materials, 50, pp. 795-806; DIN EN ISO 10534-2:2001-10 (2010) Akustik – Bestimmung des Schallabsorptionsgrades und der Impedanz in Impedanzrohren – Teil 2: Verfahren mit {\"u}bertragungsfunktion, , Beuth, Berlin; {\"o}NORM EN 12354-6:2004-06-01 (2004) Bauakustik – Berechnung der akustischen Eigenschaften von Geb{\"a}uden aus den Bauteileigenschaften – Teil 6: Schallabsorption in R{\"a}umen, , {\"o}sterreichisches Normungsinstitut; {\"o}NORM B 8115-3:2005-11-01 (2005) Schallschutz und Raumakustik im Hochbau – Teil 3: Raumakustik, , {\"o}sterreichisches Normungsinstitut; Cao, L., Fu, Q., Si, Y., Ding, B., Yu, J., Porous materials for sound absorption (2018) Composites Communications, 10, pp. 25-35. , S; Va{\v s}ina, M., Hughes, D.C., Horoshenkov, K.V., Lap{\v c}{\'i}k, L., The acoustical properties of consolidated expanded clay granulates (2006) Applied Acoustics, 67, pp. 787-796; (2020) Living inspired by sustainable innovation [online], , www.solardecathlon.at, Solar Decathlon Team Austria, [Zugriff am 25. 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TY - JOUR

T1 - Potenzial von Baumrinde für den Einsatz als Schallabsorptionsmaterial

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AU - Barbu, M.-C.

N1 - Cited By :1 Export Date: 14 December 2023 Correspondence Address: Kain, G.; Fachhochschule Salzburg, Markt 136 a, Austria; email: [email protected] References: (2017) Umweltbedingungen, Umweltverhalten 2015 – Ergebnisse des Mikrozensus, , Statistik Austria, Wien; (2011) Burden of Disease from Environmental Noise, , World Health Organization, Kopenhagen; (2018) Environmental Noise Guidelines for the European Region, , World Health Organization, Kopenhagen; Stansfeld, S.A., Matheson, M.P., Noise pollution. Non-auditory effects on health (2003) British medical bulletin, 68, pp. 243-257. , p; Berardi, U., Iannace, G., Acoustic characterization of natural fibers for sound absorption applications (2015) Building and Environment, 94, pp. 840-852; Xiadong, Z., Birm-June, K., Qingwen, W., Quinglin, W., Recent advances in the sound insulation properties of bio-based materials (2014) Bioresources, 9, pp. 1764-1786. , p; Ersoy, S., Küçük, H., Investigation of industrial tea-leaf-fibre waste material for its sound absorption properties (2009) Applied Acoustics, 70, pp. 215-220; Riccabona, C., Bednar, T., (2008) Baukonstruktionslehre–Bauphysik, , Wien, Manz; Rwawiire, S., Tomkova, B., Gliscinska, E., Krucinska, I., Michalak, M., Militky, J., Jabbar, A., Investigation of sound absorption properties of bark cloth nonwoven fabric and composites (2015) Autex Research Journal, 15, pp. 173-180; Marques, B., Tadeu, A., António, J., Almeida, J., de Brito, J., Mechanical, thermal and acoustic behaviour of polymer-based composite materials produced with rice husk and expanded cork by-products (2010) Construction and Building Materials, 239, p. 117851. , p; Xing, C., Zhang, S.Y., Deng, J., Wang, S., Investigation of the effects of bark fiber as core material and its resin content on three-layer MDF performance by response surface methodology (2007) Wood Science and Technology, 41, pp. 585-595; Vaucher, H., (1997) Baumrinden: Aussehen, Struktur, Funktion, Eigenschaften, , Augsburg, Naturbuch-Verlag; Peters, C.M., Rosenthal, J., Urbina, T., Otomi bark paper in Mexico: commercialization of a pre-Hispanic technology (1987) Economic Botany, 41, pp. 423-432; Rautio, A.-M., Josefsson, T., östlund, L., Sami resource utilization and site selection: historical harvesting of inner bark in northern Sweden (2014) Human Ecology, 42, pp. 137-146; Adney, E.T., Chapelle, H., (2014) Bark canoes and skin boats of North America, , New York, Skyhorse Publishing; Neich, R., Pendergrast, M., (2013) Pacific Tapa, , Albany, Auckland, David Bateman Ltd; Ogunwusi, A.A., Potentials of industrial utilization of bark (2013) Journal of Natural Sciences Research, 3, pp. 106-115; Feng, S., Cheng, S., Yuan, Z., Leitch, M., Xu, C., Valorization of bark for chemicals and materials: a review (2013) Renewable and Sustainable Energy Reviews, 26, pp. 560-578; Mooslechner, W., (1999) Winterholz, , Salzburg, München, Anton Pustet; Stadler, F., (1978) Arbeiterunterkünfte und Almhütten, , Wien, ohne Verlag; Zwerger, K., (1997) Das Holz und seine Verbindungen, , Basel, Birkhäuser; Mühlbacher, J., Taylor, A.M., Moisture meter correction factors for yellow poplar bark (2009) Forest Products Journal, 59, pp. 58-60; Devappa, R.K., Rakshit, S.K., Dekker, R.F.H., Potential of poplar bark phytochemicals as value-added co-products from the wood and cellulosic bioethanol industry (2015) Bioenergy Research, 8, pp. 1235-1251; Nemli, G., Colakoglu, G., Effects of mimosa bark usage on some properties of particleboard (2005) Turkish Journal of Agriculture and Forestry, 29, p. 227. , –230; Kain, G., Güttler, V., Barbu, M.C., Petutschnigg, A., Richter, K., Tondi, G., Density related properties of bark insulation boards bonded with tannin hexamine resin (2014) European Journal of Wood and Wood Products, 72, pp. 417-424; Rwawiire, S., Tomkova, B., Militky, J., Jabbar, A., Kale, B.M., Development of a biocomposite based on green epoxy polymer and natural cellulose fabric (bark cloth) for automotive instrument panel applications (2015) Composites Part B: Engineering, 81, pp. 149-157; Tudor, E.M., Barbu, M.C., Petutschnigg, A., Réh, R., Added-value for wood bark as a coating layer for flooring tiles (2018) Journal of Cleaner Production, 170, pp. 1354-1360; Kain, G., Rizzo, P., (2018) österreichisches Gebrauchsmuster: Dekorative Rindenpresskörper (2018); Lienbacher, B., Morandini, M., (2020) Patronus Getränkekühler, , www.barkinsulation.com, [online], [Zugriff am 21. März 2020]; Li, M., Van Renterghem, T., Kang, J., Botteldooren, D., Sound Absorption by Tree Bark (2019) Proceedings of the 23rd International Congress on Acoustics, pp. 582-587. , 09-13/09/2019; (2016) Directive on the acquisition of fuel wood based on mass and energy content, , Kooperationsplattform, Forst Holz Papier (, Wien, Forst Holz Papier; Kain, G., Charwat-Pessler, J., Barbu, M.C., Plank, B., Richter, K., Petutschnigg, A., Analyzing wood bark insulation board structure using X-ray computed tomography and modeling its thermal conductivity by means of finite difference method (2016) Journal of Composite Materials, 50, pp. 795-806; DIN EN ISO 10534-2:2001-10 (2010) Akustik – Bestimmung des Schallabsorptionsgrades und der Impedanz in Impedanzrohren – Teil 2: Verfahren mit übertragungsfunktion, , Beuth, Berlin; öNORM EN 12354-6:2004-06-01 (2004) Bauakustik – Berechnung der akustischen Eigenschaften von Gebäuden aus den Bauteileigenschaften – Teil 6: Schallabsorption in Räumen, , österreichisches Normungsinstitut; öNORM B 8115-3:2005-11-01 (2005) Schallschutz und Raumakustik im Hochbau – Teil 3: Raumakustik, , österreichisches Normungsinstitut; Cao, L., Fu, Q., Si, Y., Ding, B., Yu, J., Porous materials for sound absorption (2018) Composites Communications, 10, pp. 25-35. , S; Vašina, M., Hughes, D.C., Horoshenkov, K.V., Lapčík, L., The acoustical properties of consolidated expanded clay granulates (2006) Applied Acoustics, 67, pp. 787-796; (2020) Living inspired by sustainable innovation [online], , www.solardecathlon.at, Solar Decathlon Team Austria, [Zugriff am 25. März 2020]

PY - 2020/6/5

Y1 - 2020/6/5

N2 - Baumrinde ist ein natürlich hoch optimiertes Material, das als periphere Grenzschicht eines Baumes diesen vor mannigfaltigen Beschädigungen schützt. Daher weist Baumrinde interessante technologische Eigenschaften wie eine geringe Dichte und gute biologische Beständigkeit auf. In der Holzindustrie fallen große Mengen von Baumrinde in Stückform an, welche nur in geringem Ausmaß stofflich höherwertig veredelt werden. Im Rahmen dieser Untersuchung wurden Dämmplatten aus Lärchenrinde erzeugt und deren innere Struktur mittels Computertomographie untersucht. Der Schallabsorptionskoeffizient von Platten unterschiedlichen Aufbaus wurde mittels Impedanzmessung bestimmt und es wurden die Struktur-Eigenschaftsbeziehungen untersucht. Es zeigte sich, dass Lärchenrindenplatten als Absorber für Frequenzen über 500 Hz gute Eigenschaften aufweisen und, dass über die Partikelgröße die Frequenz des Schallabsorptionsmaximums beeinflusst werden kann.

AB - Baumrinde ist ein natürlich hoch optimiertes Material, das als periphere Grenzschicht eines Baumes diesen vor mannigfaltigen Beschädigungen schützt. Daher weist Baumrinde interessante technologische Eigenschaften wie eine geringe Dichte und gute biologische Beständigkeit auf. In der Holzindustrie fallen große Mengen von Baumrinde in Stückform an, welche nur in geringem Ausmaß stofflich höherwertig veredelt werden. Im Rahmen dieser Untersuchung wurden Dämmplatten aus Lärchenrinde erzeugt und deren innere Struktur mittels Computertomographie untersucht. Der Schallabsorptionskoeffizient von Platten unterschiedlichen Aufbaus wurde mittels Impedanzmessung bestimmt und es wurden die Struktur-Eigenschaftsbeziehungen untersucht. Es zeigte sich, dass Lärchenrindenplatten als Absorber für Frequenzen über 500 Hz gute Eigenschaften aufweisen und, dass über die Partikelgröße die Frequenz des Schallabsorptionsmaximums beeinflusst werden kann.

KW - Baumrinde

KW - Schallabsorption

KW - Akustik

KW - Struktur-Eigenschaftsbeziehungen

KW - acoustics

KW - sound absorption

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KW - structure-property relationships

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UR - https://www.mendeley.com/catalogue/0aaeac77-33c3-34e6-b9d0-bb80400a3173/

U2 - 10.1002/bapi.202000007

DO - 10.1002/bapi.202000007

M3 - Artikel

SN - 0171-5445

VL - 42

SP - 124

EP - 130

JO - Bauphysik

JF - Bauphysik

IS - 3

ER -

Potenzial von Baumrinde für den Einsatz als Schallabsorptionsmaterial

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