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Der Beitrag beschäftigt sich mit der CE-Kennzeichnung von Brettschichtholz (BSH) und zeigt auf, woraus die Anforderungen an die verschiedenen Wesentlichen Merkmale von BSH resultieren (u.a. "Anwendungsnorm" DIN 20000-3). Dabei wird ein Schwerpunkt auf den Themenbereich Brandschutz gelegt, dennoch aufgezeigt wie viele andere Quellen von Anforderungen es gibt.
Der Beitrag stellt grob die Regelungen der Muster-Holzbau-Richtlinie (MHolzBauRL) Ausgabe Oktober 2020 für feuerwiderstandsfähige Bauteile in Holzbauweise (die nach bauordnungsrechtlichen Vorgaben feuerbeständig oder hochfeuerhemmend sein müssen) dar. Er geht ausführlich auf die daraus resultierenden geänderten Zuordnungstabellen aus MVV TB 2020/2 Anhang 4 ein und beschreibt die Folgen für die Nachweisführung feuerwiderstandsfähiger Bauteile für Bauwerke unter diesen Regeln.
Der Artikel skizziert mit Blick auf ausführende Holzbau-Unternehmen die historische Entwicklung der Regelwerke zum Bauen mit Holz ab der Gebäudeklasse 4 und stellt grob die Inhalte der Muster Holzbau-Richtlinie (MHolzBauRL) Fassung Oktober 2020 dar. Es werden (hypothetische) Fragen zum Thema in einer Frage-Antwort-Rubrik behandelt.
Brettstapelbauweise
(1998)
Vor dem Hintergrund des Klimawandels ist die Nachhaltigkeit von Wohngebäuden von enormer Bedeutung für die Gesellschaft des 21sten Jahrhunderts. Niedrigenergie-und Passivhauskonzepte können entscheidend dazu beitragen, den Energieverbrauch in Deutschland maßgeblich zu reduzieren. Diese Konzepte erfordern neue Bauweisen und energieeffiziente gebäudetechnische Anlagen, insbesondere Heizungsanlagen, Wärmepumpen und Lüftungsanlagen. Zusätzlich zur Energieeffizienz wird aber bei modernen Gebäuden ein hoher Wohn- und Arbeitskomfort gefordert und geschuldet. Diesbezüglich ist der bauliche Schallschutz zu einem wesentlichen Qualitätskriterium von Wohngebäuden geworden. Der beim Betrieb von gebäudetechnischen Anlagen erzeugte Lärm wird zunehmend als Problem wahrgenommen, das die Wohnqualität, das Wohlbefinden und damit verbunden die Gesundheit negativ beeinträchtigen kann. Durch die permanente Lärmbelästigung am Arbeitsplatz, durch Verkehr etc. ist die Erholung von Lärmeinwirkungen im eigenen Wohnbereich unerlässlich und lässt der Nachhaltigkeit des
baulichen Schallschutzes eine große Bedeutung zukommen. Dieser kann momentan aufgrund fehlender Planungswerkzeuge für die von gebäudetechnischen Anlagen ausgehenden Schallimmissionen nicht gewährleistet werden. Im Rahmen eines aktuellen, kooperativen Forschungsvorhabens der Hochschule Rosenheim und der Hochschule
für Technik Stuttgart soll dieser Missstand beseitigt werden,indem aufeinander abgestimmte Mess-und Prognoseverfahren für die Körperschallerzeugung und Schallübertragung gebäudetechnischer Anlagen im Massivbau sowie im Holz- und Leichtbau erarbeitet, validiert und Anwendern bereitgestellt werden. Damit soll ein vollständiges Instrumentarium geschaffen werden, mit dem die Geräusche gebäudetechnischer Anlagen unter besonderer Berücksichtigung ihrer Körperschalleigenschaften von der Quelle über die Übertragung im Gebäude bis zum Einwirkungsort geschlossen beschrieben werden können. Die Methoden sollen den Anlagenhersteller für die Charakterisierung der Schallquellen und deren schalltechnische Optimierung zur Verfügung stehen und sollen von den Gebäudeplanern als Prognoseinstrument für die schalltechnische Planung und Auslegung genutzt werden können. Dies ist ausgesprochen anspruchsvoll, da gebäudetechnische Anlagen in vielen Fällen vor allem Körperschallquellen darstellen, deren physikalische Beschreibung aufgrund von Wechselwirkungen zwischen Quellen und Empfangsstrukturen ungleich komplizierter ist als die von Luftschallquellen. So ist die Körperschallerzeugung und -übertragung im Massivbau bekanntermaßen völlig unterschiedlich gegenüber den im Holzbau vorliegenden Bedingungen. Dies erfordert eine separate Betrachtung der Anrege- und Übertragungsmechanismen für beide Gebäudearten und bedingt die Kooperation der HFT-Stuttgart (spezialisiert auf Massivbau) und der HS Rosenheim (spezialisiert auf Holz und Leichtbau). Durch die Beteiligung von Unternehmen aus der gewerblichen Wirtschaft wird zudem sichergestellt, dass die aktuellen Bedingungen des Bauwesens Berücksichtigung finden und die praktische Umsetzbarkeit der Lösungen gewährleistet ist.
Durch die geplante
Übernahme des europäisch harmonisierten Berechnungsve
r
fahrens
nach EN 12354 in die neue DIN 4109 werden für den Nachweis der Schalldämmung neue
Planungsdaten erforderlich. Neben den Planungsdaten für die direkte Übertragung des
Trennbauteils werden Daten f
ür die Stoßstellen zwischen Trennba
u
teil und flankierenden
Bauteilen benötigt. Die Erarbeitung dieser Planungsgrundlagen in Form von Bauteilkatal
o-
gen zeigte besonders bei Bauteilen in Holzbauweise deutliche Lücken für die Beurte
i
lung
der Stoßstellen und de
r daraus resultierenden Flankenübe
r
tragung auf. Um diese Lücken
zu schließen, wurden in den letzten Jahren von verschiedenen Stellen Untersuchungen v
o-
rangetrieben und veröffentlicht, deren Ergebnisse zur Prognose der Flanke
n
übertragung in
diesem Beitrag zu
sammengestellt und interpretiert werden. Über die Z
u
sammenstellung
hinaus werden die Verbesserungsmöglichkeiten durch elastische Entkopplungen der Sto
ß-
stellen untersucht und die Anwendbarkeit der Planung
s
daten durch Berechnungsbeispiele
überprüft. Hierbei
wird eine vereinfachte Berechnung mit Vernac
h
lässigung der gemischten
Übertragungswege (Fd, Df) der genaueren Berechnung gegenübe
r
gestellt.
Schallschutz im Holzbau
(2013)
Bis in die 1990er Jahre wurde der Holzbau vornehmlich in ländlichen Regionen, allenfalls in stadtnahen Randgebieten gesehen. Seither hat sich viel getan. Ausgerechnet im urbanen Raum wächst der Wunsch nach Holzbauwerken aller Art. Neben vielen Alltagsaufgaben, die der Stadtreparatur oder der Sanierung des Bestands zuzuordnen sind und bei denen sich der Holzbau unauffällig bewährt, erregen neuartige Gebäude in der Fachwelt besonderes Aufsehen. Sie zeigen nicht nur die Machbarkeit mehrgeschossiger Holzbauten in den Innenstädten, sondern auch ihr städtebauliches und architektonisches Potenzial.
Auf diesen Seiten untersuchen namhafte Experten die Stadtentwicklung der jüngsten Zeit und loten in diesem Kontext die Möglichkeiten des Holzbaus aus. Neben den baurechtlichen Voraussetzungen wird der aktuelle technische Stand des Holzbaus ebenso dargestellt wie sein ökologischer und energetischer Nutzen. Die Nachhaltigkeit als 300 Jahre altes Prinzip der Forstbewirtschaftung ist nun auch Maxime für das Planen, Bauen und Betreiben von Gebäuden. Dass die Entwicklung der Städte neues Potenzial für den Holzbau freisetzt und sich hier Städteplaner, Architekten und Ingenieure die Vorteile des Baustoffes zu Nutze machen, belegt eine Dokumentation 22 beispielgebender Gebäude der letzten Jahre.
Mit Unterstützung des Landesbetriebs ForstBW und der Nachhaltigkeitsstrategie Baden-Württemberg – Themenfeld Zukunftsfähige Entwicklung von Städten und Regionen, Projekt Bauen mit Holz – wurde das Buch „Urbaner Holzbau – Chancen und Potenziale für die Stadt“ von Peter Cheret, Kurt Schwaner und Arnim Seidel herausgegeben, dessen Inhalte hier in verkürzter Form wiedergegeben sind.
It is common for timber ceiling constructions to include a suspended ceilings made of plasterboard. In order to minimize the radiation from impact excitation, especially in the low frequency range below 100 Hz, a detailed analysis of the vibration behaviour was necessary.
An experimental modal analysis was carried out and the radiated sound power from the suspended ceiling was measured using a sweep sine excitation by a shaker connected to the top layer of the timber floor construction.
Since the experimental modal analysis was conducted using a high frequency resolution and with a non-stationary sound field, it was necessary to check the validity of the intensity measurements by comparing it with 1/3-octave band measurements. The results show very good agreement.
By this means the radiation efficiency can be measured simultaneously with an experimental modal analysis of a structure.
Die mithilfe der Abklingmethode ermittelten Verlustfaktoren sind bei mehreren Eigenfrequenzen pro Frequenzband zuverlässig. Die Ergebnisse der Resonanzbreitenmethode beziehen sich dagegen auf die Eigenfrequenzen und sind nur bei einer geringen Modenüberlappung zuverlässig. Beide Methoden sind gleichwertig, wenn mehrere Eigenschwingungen im Frequenzband vorhanden sind und die Modenüberlappung gleichzeitig gering ist. Für einseitig überlagerte Resonanzkurven wurde eine einfache Alternative der Resonanzbreitenmethode vorgeschlagen.
Die Ergebnisse wurden im Rahmen des gemeinsam von der TU München, der HS Rosenheim und dem ift Rosenheim durchgef¨uhrten DFG-AiF Forschungsvorhabens ”Vibroakustik im Planungsprozess für Holzbauten” erarbeitet. Das IGF-Vorhaben 17328N/1 der Forschungsvereinigung HS Rosenheim wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.
Für einen Ergebnistransfer in die Wirtschaft ist geplant, die Berechnungsergebnisse in Form eines interaktiv bedienbaren Programms mit einer grafischen Eingabeoberfläche zur Verfügung zu stellen, da die Zahl der erarbeiteten Nomogramme sehr groß ist. Abbildung 11 zeigt einen Entwurf. Auswählbar für den Anwender sind das Holzdeckensystem in den möglichen Ausbauzuständen eines schwimmenden Estrichs und einer abgehängten Unterdecke sowie die geometrischen Abmessungen der Decke. Weiterhin kann die Anregungsart der Decke variiert werden; es besteht die Möglichkeit zur Wahl zwischen einer Anregung mit dem Normhammerwerk, einem Fußgänger sowie einer benutzereigenen, spektral vorzugebenden Anregungsart. Als Ergebnis wird der abgestrahlte Schallleistungspegel berechnet. Neu aufgenommen wurde die Berechnung des Schwingungsnachweises nach EC5 [6] bzw. der modifizierte Nachweis nach Hamm/Richter [5]. Aus der linearen Frequenzdarstellung des Schallleistungspegels kann die erste Eigenfrequenz für den Gebrauchstauglichkeitsnachweis abgelesen werden, für schalltechnische Belange erfolgt die Darstellung des Schallleistungspegels als Terzspektrum.
Measured transmission functions from structure-borne sound sources in a timber-frame construction
(2015)
The aim of prEN 15657-2 is to provide engineering methods to estimate the structure-borne sound power input from machinery in situations where the source mobility matches or is lower than the receiver mobility. This situation often affects lightweight constructions such as timber-frame buildings. To estimate the sound pressure level in a room that is adjacent or distant from the room containing the source, the installed structure-borne sound power has to be propagated across at least one junction in the timber-frame construction. However, at present there are no generic, validated calculation models due to the complexity and the large variety of timber-frame constructions. A simplified approach to investigate and compare the structure-borne sound transmission is to treat the framed construction as a black box and only consider one parameter, a transmission function which is the ratio of the sound pressure level in the receiving room to the injected structure-borne sound power level. To get information about the variation of this transmission function in different timber-frame constructions, measurements were made in both the laboratory and the field. Experimental results are presented showing the variation due to different building configurations and the effect of the excitation position on the transmission function.
In den vergangenen Jahren hat der Holzbau auch im mehrgeschossigen Wohnungsbau an Bedeutung gewonnen. Zur Gewährleistung des Schallschutzes zwischen fremden Wohneinheiten sind Werkzeuge zur Berechnung der Schallübertragung in leichten Baustrukturen, wie zum Beispiel Holzrahmenbaukonstruktionen nötig. Solche Prognosemodelle müssen für Ingenieuranwendungen robust sein und auf abstrahierten, einfachen Rechenmodellen beruhen. Um die komplexen bertragungsmechanismen in solchen Rechenmodellen abbilden zu können, ist jedoch zunächst eine detaillierte Kenntnis des Schwingungs- und Körperschallverhaltens dieser Konstruktionen nötig. In diesem Beitrag werden Ergebnisse von Untersuchungen an einer konkreten Rahmenbaukonstruktion vorgestellt. Hierzu wurde im Labor für Schallmesstechnik an der Hochschule Rosenheim ein Leichtbauprüfstand errichtet. Grundlage für ein Prognosemodell könnten Berechnungsmethoden wie die Statistische Energieanalyse (SEA) darstellen. Um deren Anwendbarkeit zu prüfen, wurde die Verteilung der Körperschallenergie in einer Holzrahmenbauwand bei Anregung durch eine Punktquelle untersucht. Dabei wurde die Abnahme der Oberflächenschnelle mit steigendem Abstand zum Anregungspunkt sowie der Energiefluss in der Struktur mithilfe von Körperschallintensitäts-Messverfahren analysiert.
SEA based prediction for integrated vibroacoustical design optimization of multi-storey buildings
(2015)
Holzbalkendecken sind bekannt für deren hohe Trittschallpegel im tieffrequenten Bereich, insbesondere unter 100 Hz. Auf den Frequenzbereich ab 50 Hz erweitere SpektrumAnpassungswerte (CI,50-2500) erreichen mitunter Werte bis 20 dB und belegen die schlechte Trittschalldämmung bei tiefen Frequenzen.
Konstruktive Maßnahmen zur Verbesserung sind schwierig und meist mit einer deutlichen Erhöhung der flächenbezogenen Masse verbunden. Als alternative Maßnahme könnten auf den Frequenzbereich zwischen 50 Hz und 100 Hz abgestimmte Helmholtzresonatoren dienen, welche als konstruktive Komponente des Deckenaufbaus den tieffrequenten Trittschall absorbieren. Im Rahmen dieser Forschungsarbeit wurden derartige Resonatoren entwickelt und auf deren verbessernde Wirkung hinsichtlich Trittschalldämmung untersucht.
In einem ersten Arbeitsschritt wurden die Helmholtzresonatoren auf deren vibroakustische Eigenschaften vermessen. Die Helmholtzresonatoren waren ausgebildet als quaderförmige Kästen aus Gipskartonplatten mit einer i.d.R. schlitzförmigen Öffnung (Resonatorhals). Es zeigte sich, dass die aus der Literatur gängigen Dimensionierungsregeln anwendbar sind, jedoch aus material- und fertigungstechnischen Gründen als auch aus anwendungsspezifischen Randbedingungen wie Einbaulage, Einbaugröße, etc. für diesen Anwendungszweck modifiziert werden müssen. Im Einzelnen wurde der Einfluss der Dichtigkeit und der Lagerung des Resonatorkastens, der Bedämpfung des Resonatorhohlraums, der Bedämpfung sowie der Geometrie und der Positionierung des Resonatorhalses untersucht. Die schallabsorbierende Wirkung konnte durch unterschiedliche Versuche zur Messung der Absorptionseigenschaften sowohl im freien Schallfeld als auch in einer Druckkammer als Modell eines Deckenhohlraums nachgewiesen werden.
In einem zweiten Arbeitsschritt wurde die schallabsorbierende Wirkung der Helmholtzresonatoren auf eine Verbesserung der tieffrequenten Trittschalldämmung der gesamten Holzbalkendecke untersucht. Es zeigte sich, dass die Ankopplung des Helmholtzresonators an die Luft des Deckenhohlraums die deutlich besseren Ergebnisse zeigt. Hierzu wurden für viele Varianten von Helmholtzresonatoren hinsichtlich deren Einbaulage, Positionierung, Bedämpfung und Lage des Resonatorhalses, etc. Luft- und Trittschallmessungen gemäß der Normenreihe DIN EN ISO 140 durchgeführt als auch durch Geher erzeugter Trittschall gemessen. Sowohl in den Schalldämm-Maßen als auch in den Norm-Trittschallpegeln im tieffrequenten Bereich konnten deutlich Verbesserungen erzielt werden. Speziell im gewählten Frequenzbereich der Abstimmung der Resonatoren (50 – 100 Hz) zeigten sich Verbesserungen in den durch Geher erzeugten Trittschallpegeln von 5 bis 10 dB pro Terz.
Es wurden Stoßstellendämm-Maße Kij für verschiedene Bauteilverbindungen von BSPH-Elementen gemessen. Diese zeigen eine gute Übereinstimmung zu anderen Werten aus der Literatur (kurze Übersicht in [5]).
Bei den Stoßstellen wurde der Einfluss von Elastomerlagern untersucht. Die Ergebnisse zeigen einen deutlichen Einfluss auf die Kij. Eine Berechnung der Kij mithilfe von Kopplungsverlustfaktoren ηij, welche aus einem SEA-Modell resultieren, zeigen eine ausreichende Übereinstimmung. Weitere Schritte der Modellierung zur Überprüfung dieser Erkenntnisse und zur Abbildung von Elastomeren sind notwendig.
Der Beitrag ist Teil des gemeinsam von der TU München, der HS Rosenheim und dem ift Rosenheim durchgeführten DFG-AiF Forschungsvorhabens Vibroakustik im Planungsprozess für Holzbauten.
Das IGF-Vorhaben 17328 N/1 der Forschungsvereinigung HS Rosenheim wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.
Die Altbausanierung nimmt im gesamten Baubereich eine immer bedeutendere Stellung ein. Falls die geplanten Sanierungsmaßnahmen nicht unter den Bestandsschutz von Baudenkmälern fallen, sind die Anforderungen der zum Zeitpunkt der Sanierung baurechtlich eingeführten Normen zu berücksichtigen. Das Bauteil, das bei der Sanierung eine besonders sorgfältige Planung erfordert, ist die Wohnungstrenndecke, die in Altbauten häufig als Holzbalkendecke ausgeführt wurde. Die vorhandenen Planungsgrundlagen für den Schallschutznachweis von Holzbalkendecken sind sowohl in der Normung als auch in der Literatur sehr lückenhaft. Um bessere Planungsdaten zu erhalten, wurde deshalb am ift Rosenheim zunächst ein Forschungsvorhaben durchgeführt, in dem die Luft‐ und Trittschalldämmung typischer Altbaudecken und deren Verbesserungen durch unterschiedliche Sanierungsmaßnahmen unter Laborverhältnissen ohne Flankenübertragung untersucht wurden [1], [2]. In einem weiteren Forschungsvorhaben [3] wurde in Kooperation mit der Hochschule Rosenheim die Flankenübertragung bei unterschiedlichen Mauerwerkstypen und Deckeneinbindungen ermittelt. Der vorliegende Beitrag beschreibt den Einfluss der Deckenkonstruktion auf die Schalldämmung und die Ermittlung der Planungswerte für die direkte Übertragung über die Decke. In einem noch folgenden zweiten Beitrag werden Planungsdaten für die Flankenübertragung bei Altbaukonstruktionen behandelt.
Messung von Körperschall-Nachhallzeiten inhomogener Strukturen am Beispiel einer Holzbalkendecke
(2012)
Die Altbausanierung nimmt im gesamten Baubereich eine immer bedeutendere Stellung ein. Falls die geplanten Sanierungsmaßnahmen nicht unter den Bestandsschutz von Baudenkmälern fallen, sind die Anforderungen der zum Zeitpunkt der Sanierung baurechtlich eingeführten Normen zu berücksichtigen. Das Bauteil, das bei der Sanierung eine besonders sorgfältige Planung erfordert, ist die Wohnungstrenndecke, die in Altbauten häufig als Holzbalkendecke ausgeführt wurde. Die vorhandenen Planungsgrundlagen für den Schallschutznachweis von Holzbalkendecken sind sowohl in der Normung als auch in der Literatur sehr lückenhaft. Um bessere Planungsdaten zu erhalten, wurde deshalb am ift Rosenheim zunächst ein Forschungsvorhaben durchgeführt, in dem die Luft‐ und Trittschalldämmung typischer Altbaudecken und deren Verbesserungen durch unterschiedliche Sanierungsmaßnahmen unter Laborverhältnissen ohne Flankenübertragung untersucht wurden [1], [2]. In einem weiteren Forschungsvorhaben [3] wurde in Kooperation mit der Hochschule Rosenheim die Flankenübertragung bei unterschiedlichen Mauerwerkstypen und Deckeneinbindungen ermittelt. Der vorliegende Beitrag beschreibt den Einfluss der Deckenkonstruktion auf die Schalldämmung und die Ermittlung der Planungswerte für die direkte Übertragung über die Decke. In einem noch folgenden zweiten Beitrag werden Planungsdaten für die Flankenübertragung bei Altbaukonstruktionen behandelt
Messung von Körperschall - Nachhallzeiten inhomogener Strukturen am Beispiel einer Holzbalkendecke
(2011)
Körperschall-Nachhallzeiten sind für die Beschreibung des Energieflusses bei der Schallausbreitung in Gebäudestrukturen mitunter von besonderer Bedeutung. In der DIN EN ISO 10848-1 ist die Messung von Körperschall-Nachhallzeiten (homogener Strukturen) beschrieben. Im Rahmen einer Diplomarbeit wurde am Beispiel einer Holzbalkendecke untersucht, ob dieses einfache und praktikable Verfahren auch bei inhomogenen Strukturen mit akzeptabler Genauigkeit Anwendung finden kann. Dazu wurden unterschiedliche messtechnische Verfahren zur Bestimmung der Körperschall-Nachhallzeiten T angewandt und untereinander verglichen
Die Altbausanierung nimmt im gesamten Baubereich eine immer bedeutendere Stellung ein. Falls die geplanten Sanierungsmaßnahmen nicht unter den Bestandsschutz von Baudenkmälern fallen, sind die Anforderungen der zum Zeitpunkt der Sanierung baurechtlich eingeführten Normen zu berücksichtigen. Das Bauteil, das bei der Sanierung eine besonders sorgfältige Planung erfordert, ist die Wohnungstrenndecke, die in Altbauten häufig als Holzbalkendecke ausgeführt wurde. Die vorhandenen Planungsgrundlagen für den Schallschutznachweis von Holzbalkendecken sind sowohl in der Normung als auch in der Literatur sehr lückenhaft. Um bessere Planungsdaten zu erhalten, wurde deshalb am ift Rosenheim zunächst ein Forschungsvorhaben durchgeführt, in dem die Luft‐ und Trittschalldämmung typischer Altbaudecken und deren Verbesserungen durch unterschiedliche Sanierungsmaßnahmen unter Laborverhältnissen ohne Flankenübertragung untersucht wurden [1], [2]. In einem weiteren Forschungsvorhaben [3] wurde in Kooperation mit der Hochschule Rosenheim die Flankenübertragung bei unterschiedlichen Mauerwerkstypen und Deckeneinbindungen ermittelt. Der vorliegende Beitrag beschreibt den Einfluss der Deckenkonstruktion auf die Schalldämmung und die Ermittlung der Planungswerte für die direkte Übertragung über die Decke. In einem noch folgenden zweiten Beitrag werden Planungsdaten für die Flankenübertragung bei Altbaukonstruktionen behandelt.
Auf Basis empirischer Daten wurde die Diffusität des Körperschallfeldes von Brettsperrholz-Bauteilen in realistischer Größe beschrieben und Verteilungsschätzungen in Abhängigkeit der verwendeten Antwortanzahl durchgeführt. Ein näherungsweise diffuses Körperschallfeld liegt im Beispiel nur in einigen Terzbändern im mittleren Frequenzbereich vor. Damit ist eine Energiebestimmung mit wenigen Antwortpositionen nur dort möglich.
Die Energiebestimmung über die Schnelle ist bei tiefen Frequenzen für einige Frequenzbänder ohne Moden nicht geeignet, da hier die Voraussetzung nicht gegeben ist, dass die kinetische gleich der potenziellen Energie ist. Hochfrequent hat der Krafteinleitungsort bezogen auf die Elementstöße Einfluss auf die Antwortstreuungen. Darüber hinaus ist bei tiefen wie auch bei sehr hohen Frequenzen eine hohe Antwortanzahl notwendig.
Holzrahmenbaukonstruktionen stellen in Bezug auf ihre vibro-akustischen Eigenschaften komplexe Systeme dar. Eine Prognose des bei der Körperschallanregung durch haustechnische Anlagen erzeugten Schalldruckpegels in angrenzenden Räumen ist b.d. nicht möglich und bedarf entsprechender Modelle. In diesem Beitrag wird die Modellierung einer im Labor aufgebauten Holzrahmenbaukonstruktion unter Verwendung der Statistischen Energieanalyse (SEA) vorgestellt. Die Besonderheit der vorliegenden Konstruktion besteht in ihrem sehr einfachen Aufbau mit beidseitig einschaliger Beplankung durch Spanplatten mit Nut- und Federverbindung (N+F), sowie horizontalen und vertikalen Plattenstößen. In dieser Form weist die Konstruktion einen sehr inhomogenen Aufbau auf. Die Ergebnisse experimenteller Untersuchungen zeigten, dass an den N+F Verbindungen eine signifikante Abnahme der Schwingungsenergie vorliegt. Um diese Erkenntnisse im SEA-Modell zu berücksichtigen, wurden gemessene Kopplungsverluste für die Nut- und Federverbindung verwendet, wohingegen alle weiteren im System benötigten Verlustfaktoren aus Literaturwerten prognostiziert wurden. Ein Vergleich der Ergebnisse aus der SEA-Modellierung mit Messdaten der Schwingschnelle auf den Beplankungslagen sowie der Schalldruckpegel in den Wandhohlräumen wird vorgestellt.
Competitive wooden floor systems - multi-objective optimization based on acoustics improvement
(2013)
The objective of this research project is the design of lightweight timber floor systems which have similar thicknesses to those of concrete floors but which perform better than concrete in terms of their environmental life cycle impact and in terms of airborne and impact sound insulation.
The availability of superior lightweight acoustic designs will increase the share of timber based floors within the Swiss construction market and will contribute to higher wood utilization in general.
A program for systematically developing validated finite element models for the development of lightweight timber floor systems has been proposed.
The use of Swiss hardwoods in floor systems will be studied and implemented where possible. Keywords: lightweight timber, sound transmission, impact noise
To ensure that building regulations are satisfied, the sound pressure level due to machinery has to be predicted at the design stage of a new building.
With the increasing popularity of multistory timber dwellings, prediction becomes an important issue for designers and consultants. At present previous project experience is often used when considering the design of wall and floor constructions and the mounting positions for machinery.
Simple tools to calculate the sound pressure levels in rooms based on machinery data and construction details are not currently available.
The approach involves two stages: firstly the description of the source and secondly the prediction of vibration transmission across the building and sound radiation into the rooms.
In this paper a simple empirical model is proposed for the second stage. This approach is based on measured transmission functions that are defined as the average sound pressure level in a receiving room relative to the injected structure-borne sound power.
This is a logical extension of approaches to characterize structure-borne sound sources that also use a power based descriptor (e.g. prEN15657:2016-02: Acoustic properties of building elements and of buildings - Laboratory measurement of structure-borne sound from building service equipment for all installation conditions) and provides a simple method to estimate the sound pressure level in a room.
This paper investigates the prediction of low-frequency impact sound insulation for a solid timber floor formed from dowel-connected joists with Swiss hardwood.
A finite element model was developed for the dynamic response of the floor as it is neither homogeneous nor isotropic and has complex connections.
With point force excitation, a FEM model for the dynamic response of the floor was validated using experimental modal analysis in the laboratory.
Two different FEM models were developed, one using spring connectors and the other using join connectors. Good agreement between FEM and measurements in terms of the Modal Assurance Criterion (MAC) and eigenfrequencies was achieved for the first 14 modes with the spring connector model and for the first 7 modes with the join connector model.
However, for the vibroacoustic analysis it was necessary to use the join connector model due to the computational instabilities of the spring model above 100 Hz when it was coupled to the acoustic medium.
With mechanical excitation the radiated sound power from the underside of the timber floor was measured with sound intensity in order to calculate the radiation efficiency. Comparison of measurements and FEM showed reasonable agreement between 20Hz and 200Hz