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In der Bauakustik werden bei der Berechnung der schalltechnischen Eigenschaften von Bauteilen ausreichend diffuse Körperschallfelder angenommen. In der Holzmassivbauweise mit modernen Holzwerkstoffen, wie Brettsperrholz, ist die innere Dämpfung der Bauteile im Vergleich zum Mauerwerks- und Betonbau höher, somit die Ausbildung eines Körperschall-Diffusfeldes nicht gesichert. Zum Verständnis der Ausbildung des Körperschallfeldes ist die Messung der Ausbreitungsdämpfung hilfreich. Diese erfolgt über eine Messung des Schnellepegels als Funktion des Abstandes zum Anregungspunkt. Für einen Vergleich mit theoretischen Modellen muss ebenso der Gesamtverlustfaktor bestimmt werden. In diesem Beitrag werden Messergebnisse der Körperschallfelder in unterschiedlichen plattenförmigen Bauteilen und der Vergleich zu theoretischen Ansätzen präsentiert. Zunächst werden homogene Strukturen am Beispiel von Metall- und Gipskartonplatten GKB betrachtet. Diese Messungen erfolgten an frei hängenden Elementen in unterschiedlichen Dimensionen bei punktförmiger Anregung. Im Anschluss wird ein Brettsperrholz-Bauteil BSH als orthotropes Material bei Punkt- sowie bei Linienanregung betrachtet.
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.
Ein Ziel des DFG-AiF-Clusterforschungsvorhabens Vibroakustik im Planungsprozess für Holzbauten ist die Reduktion des schalltechnischen Planungsaufwandes bei der Holzmassivbauweise. Hierzu soll das Prognoseverfahren der DIN EN 12354 angepasst werden. Darin ist ein vereinfachter SEA-Ansatz zugrunde gelegt, welcher diffuse Körperschallfelder in den Bauteilen sowie deren schwache Kopplung voraussetzt. Tatsächlich trifft die Annahme diffuser Körperschallfelder nur bei Bauteilen mit geringer Ausbreitungsdämpfung zu. Um ein Maß für die Kopplung der Bauteile zu erhalten, wird ein Energieverhältnis aus den Bauteilschnellen gebildet. In der DIN EN ISO 10848-1 wird eine Vorschrift für die Messung der mittleren Bauteilschnelle beschrieben. Daraus wird ein örtlich und zeitlich gemittelter Schnellepegel je Bauteil berechnet, mit dem die Energie des Bauteils bestimmt wird. In diesem Beitrag werden Messergebnisse von Körperschallfeldern an Brettsperrholzelementen im Hinblick auf die Energiebestimmung diskutiert. Bei der statistischen Auswertung werden die Anzahl der Anregepositionen und der Messpositionen auf dem direkt und indirekt angeregten Bauteil analysiert. In einem weiteren Schritt werden die erforderlichen Messpositionen durch eine geeignete Auswahl reduziert und mit den pauschalen, geometrischen Vorgaben der Messvorschrift aus der DIN EN ISO 10848-1 verglichen. Die Erkenntnisse werden zur Bewertung von Messergebnissen und für Empfehlungen an die Durchführung zukünftiger Messungen herangezogen.
The method is based on a simplified Statistical Energy Analysis(SEA) approach. The energy ratios of various subsystems are the main quantities to predict sound transmission. The method has proven to work sufficiently accurate for masonry and concrete buildings, where the building components like walls, floors etc. can be regarded as rather homogeneous structures. To adapt this method for solid timber constructions it is necessary to prove that basic SEA requirements are fullfilled by orthotropic materials and heterogeneous structures that occur in these building types. In a case study, an isolated T-junction formed by Cross Laminated Timber(CLT) elements is experimentally investigated. The buildings elements are subdivided in segments with typical screwed connections.
In the experiments the diffusivity of the vibration field is investigated, using point excitation with a shaker at several positions and many, randomly chosen response positions. MONTE-CARLO simulations are conducted for random but fix-sized subsets of the measured response positions to find the necessary number of response positions for an accurate determination of the vibrational energy.
As a result the distribution of the mean velocity levels can be approximated.
In a second approach a multiple linear regression model based on the least absolute shrinkage and selection operator(LASSO)is applied, because for lower frequency bands multicollinearity is expected.
In the context of linear regression modelling, data-driven methods are used to select optimal subsets of response positions, to get an estimating equation.
Ein Ziel des DFG-AiF-Clusterforschungsvorhabens Vibroakustik im Planungsprozess für Holzbauten ist die Reduktion des schalltechnischen Planungsaufwandes bei der Holzmassivbauweise. Hierzu soll das Prognoseverfahren der DINEN12354 angepasst werden, welches auf einem vereinfachten Ansatz der Statistischen Energieanalyse (SEA) basiert. Der SEA-Ansatz setzt diffuse Körperschallfelder in den Bauteilen sowie deren schwache Kopplung voraus. Tatsächlich trifft diese Annahme nur bei Bauteilen mit geringer Ausbreitungsdämpfung zu. In der DINENISO 10848-1 werden Kriterien definiert, wann Körperschallfelder in Bauteilen als hinreichend diffus gelten. In diesem Beitrag werden Messergebnisse von Körperschallfeldern an Brettsperrholzelementen im Hinblick auf die genannten Annahmen der SEA diskutiert. Die Bereiche des Nahfeldes um den Anregungspunkt sowie der Bauteilränder werden den pauschalen, geometrischen Vorgaben der Messvorschrift aus der DINENISO 10848-1 gegenüber gestellt. Die Erkenntnisse werden zum Einen zur Definition der Subsystemeinteilung in der SEA-Modellierung und zum Anderen für eine Bewertung von Messergebnissen herangezogen.
Strömungs- und Geräuschanalyse eines dezentralen Lüftungsgerätes mit PIV und akustischer Kamera
(2024)