Refine
Year of publication
Document Type
- Conference Proceeding (96)
- Contribution to a Periodical (20)
- Report (19)
- Article (peer reviewed) (5)
- Part of a Book (1)
Is part of the Bibliography
- no (141)
Keywords
- Schallmesstechnik (72)
- Holzbau (48)
- Körperschall (18)
- Holzmassivbau (15)
- Körperschallquellen (12)
- HolzLeichtBau (11)
- Berechnungsmethoden (7)
- Raumakustik (7)
- Luftschalldämmung (6)
- Normung (6)
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.
Forschungsbericht 2015
(2016)
Forschungsbericht 2014
(2015)
Zur Prognose der von haustechnischen Anlagen ausgehenden Körperschallübertragung ist als Eingangsgröße die installierte Körperschallleistung erforderlich. Für den Massivbau wurde hierfür ein Ingenieurverfahren, die sogenannte Empfangsplattenmethode entwickelt. Dieses Verfahren ist allerdings nur dann direkt anwendbar, wenn die Empfangsstrukturen eine im Vergleich zur Körperschallquelle deutlich kleinere Anregbarkeit aufweisen.
Im Holzrahmenbau ist oft das Gegenteil der Fall. Zudem weisen Leichtbaustrukturen durch die versteifende Rahmenbauweise örtlich stark variierende Eigenschaften in Bezug auf die Anregbarkeit auf. Aus diesen Gründen müssen für die Berechnung der installierten Körperschallleistung im Holzrahmenbau die Eigenschaften der Quelle und der Struktur für alle Kontaktpunkte bekannt sein. Zudem sind sämtliche Interaktionen zwischen den Kontaktpunkten zu berücksichtigen.
Im Rahmen der vorgestellten Arbeit wurde hierfür eine Referenzquelle mit vier Kontaktpunkten entwickelt und messtechnisch vollständig erfasst. Ebenso wurden die Struktureigenschaften einer Holzrahmenbauwand an den jeweiligen Befestigungspunkten messtechnisch bestimmt. Aus diesen Größen konnte die installierte Körperschallleistung exakt berechnet werden. Mögliche Vereinfachungen dieser Berechnungen wurden systematisch untersucht und mit den exakten Werten verglichen. Hierfür wurde der resultierende Schalldruckpegel in einem Empfangsraum herangezogen. Dieser wurde mittels empirischer Übertragungsfunktionen zwischen installierter Körperschallleistung und Schalldruck bestimmt. Die Ergebnisse dieser Arbeit werden sowohl für eine Laborsituation als auch für eine Bausituation diskutiert.
Vertraulichkeit und ungestörtes Arbeiten mit Raum-in-Raum-Systemen in offenen Bürolandschaften
(2016)
Die Arbeitswelt hat sich in den letzten Jahrzehnten stark gewandelt. Mittlerweile sind in Deutschland 50 % aller Beschäftigten, zumindest teilweise, an einem Büroarbeitsplatz tätig [1]. Das Thema des Bürolärms tritt dabei zunehmend in den Fokus; 43 % der Büroangestellten fühlen sich gelegentlich bis sehr häufig von Lärm gestört [1]. In offenen Bürolandschaften kann durch den Einsatz von Raum-in-Raum-Systemen dieser Problematik begegnet werden. Zum einen soll durch Besprechungsraum der Grundgeräuschpegel im gesenkt werden, zum anderen soll deren Nutzung als Büro ein ungestörter Arbeitsbereich geschaffen werden, an dem auch vertrauliche Gespräche geführt werden können. Unter welchen Voraussetzungen die Anforderungen an Vertraulichkeit bzw. Ungestörtheit erreicht werden können, wurde innerhalb einer Versuchsreihe an einem Raum-in-Raum-System messtechnisch ermittelt.
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.
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
Within the scope of the recently finished cooperate research project "VibWood" at Technical University of Munich and Rosenheim University of Applied Sciences, fully parametrized numerical models for lightweight wooden floor constructions have been developed and calibrated by experimental modal analyses.
Based on a vast parametric study including floating floors and suspended ceilings a database of narrowband sound power levels in the frequency range up to 125 Hz for a wide range of floor dimensions has been set up.
A procedure will be presented on how to process the numerical data and derive single number values that allow a comparison to the standardized rating of impact sound insulation according to DIN EN ISO 717-2.
The derived data is implemented into a graphical user interface (GUI). This GUI is available for free. The database is open for additional geometries and will be enhanced by different constructions in the near future.
Vertraulichkeit und ungestörtes Arbeiten mit Raum-in-Raum-Systemen in offenen Bürolandschaften
(2016)
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.
In der vorgestellten Fallstudie der Brettsperrholz-Wand ist der modale ¨Uberlappungsfaktor M > 1 oberhalb von f = 315Hz gegeben und damit eine wesentliche SEA-Voraussetzung eines Subsystems erf¨ullt. In der DINENISO10848-1 ist die untere Frequenzgrenze des Messbereiches zur Bestimmung von Stoßstellend¨ammMaßen bereits bei f = 100Hz und die obere ist bei f = 5000Hz.
Zur Ermittlung des mittleren Schnellepegels im diffusen Schallfeld des Bauteils sind Randabst¨ande und Abst¨ande zur Punktanregung auf Grundlage der Bauteileigenschaften berechnet worden. Ein Vergleich der Ergebnisse dieser Fallstudie mit den Vorgaben der Norm [5] zeigt, dass die Messvorschrift der Norm den Hallradius ¨ubersch¨atzt und den Randabstand untersch¨atzt. Eine Unterscheidung der Randabst¨ande in den beiden Hauptrichtungen eines Bauteils aufgrund von Orthotropie ist derzeit in der DINENISO10848-1 nicht ber¨ucksichtigt. Die Messergebnisse zeigen, dass die Annahme eines diffusen Schallfeldes bei Ausschluss von Rand- und Nahfeldgebieten im mittleren Bereich des Messfrequenzbereiches von 100Hz bis 5000Hz zwar gegeben ist, jedoch nicht an den R¨andern. Tieffrequent sind die Pegelunterschiede aufgrund des modalen Verhaltens groß. Hochfrequent sind die Ausbreitungsd¨ampfung und der Pegelabfall an den Elementverbindungsstellen (Abb.1b) Gr¨unde f¨ur große Pegelunterschiede. Dabei zeigte sich erst oberhalb von 3kHz ein signifikanter Pegelabfall an den Elementverbindungen.
Der Beitrag ist Teil des gemeinsam von der TU M¨unchen, der HS Rosenheim und dem ift Rosenheim durchgef¨uhrten DFG-AiF Forschungsvorhabens Vibroakustik im Planungsprozess f¨ur Holzbauten. Das IGF-Vorhaben 18724N der Forschungsvereinigung Internationaler Verein f¨ur Technische Holzfragen e.V. - iVTH, Bienroder Weg 54 E, 38108 Braunschweig wurde ¨uber die AiF im Rahmen des Programms zur F¨orderung der industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium f¨ ur Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gef¨ordert.
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.
This paper concerns the modelling of sound transmission across a timber-frame wall under mechanical excitation by a point force using Statistical Energy Analysis (SEA). The aim is to develop and experimentally validate a model that would be relevant to machinery such as a heating device or a ventilation system that are often connected to such walls. The prediction is compared against measurements on a wall that forms part of a lightweight test-rig in the Laboratory for Sound Measurement (LaSM) at the University of Applied Sciences Rosenheim. A basic timber frame was built with a single layer of tongue and grooved chipboard on each side of the wall. With this configuration the structure represented a lightweight construction with horizontal junctions in addition to the vertical junctions that are more typical with lightweight constructions formed from plasterboard. A series of SEA models were developed with an increasing degree of complexity regarding the partitioning of the structure into subsystems. Additional experimental work was carried out to determine coupling loss factors across the chipboard joints which were then incorporated in the model. The SEA predictions are compared with measured velocities on both leaves and sound pressure levels in the cavities.
Experimentelle Bestimmung des Abstrahlgrades und des inneren Verlustfaktors orthotroper Platten
(2017)
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.
A high-order finite element model for vibration analysis of cross-laminated timber assemblies
(2017)
The vibration behavior of cross-laminated timber components in the low-frequency range can be predicted with high accuracy by the finite element method. However, the modeling of assembled cross-laminated timber components has been studied only scarcely. The three-dimensional p-version of the finite element method, which is characterized by hierarchic high-order shape functions, is well suited to consider coupling and support conditions. Furthermore, a small number of degrees of freedom can be obtained in case of thin-walled structures using p-elements with high aspect ratios and anisotropic ansatz spaces. In this article, a model for cross-laminated timber assemblies made of volumetric high-order finite elements is presented. Two representative types of connections are investigated, one with an elastomer between the cross-laminated timber components and the other without. The model is validated, and suitable ranges for the stiffness parameters of the finite elements which represent the junctions are identified.
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.
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.
The multi-disciplinary research project “Vibroacoustic analysis in the planning process of timber constructions“ carried out in cooperation between the University of Applied Sciences Rosenheim, the ift Rosenheim and the Technical University Munich is a comprehensive study of direct as well as flanking structure-borne and airborne sound insulation of Cross Laminated Timber (CLT) elements and their junctions.
The aim is to optimize and simplify the acoustical planning process of wooden multi-storey buildings and thereby to contribute to the increase growth of timber construction industry in Europe. For a prediction of the acoustical performance of solid wood constructions, the vibration reduction index Kij is needed.
The vibration reduction index can be determined i.a. of the direction-averaged junction velocity level difference and the structural reverberation time. Both quantities need to be measured according to EN ISO 10848.
Alternatively, vibration reduction indices for a T- or cross-junction can be derived following the procedures described in prEN ISO 12354-1:2016. However, further knowledge and data of the sound transmission across junctions of CLT is inevitable for a reliable prediction.
In this paper a collection of frequency dependent vibration reduction indices for CLT structures will be presented and compared, involving L-, T- and cross-junctions measured by six international laboratories.
This paper concerns the development and validation of Finite Element Methods (FEM) to simulate the dynamic response of a dowelled-joist timber floor. This is a solid floor comprised of timber joists connected using timber dowels with individual assemblies connected using inclined metal screws. The focus is on the structural dynamics in the low-frequency range up to 200 Hz which is the relevant range for impact sound insulation and vibration serviceability. Dowel connections between the joists that formed each assembly were modelled using either rigid or spring connectors in the FEM models. The validation against experimental modal analysis showed that both approaches were valid in terms of the eigenfrequencies, Modal Assurance Criterion (MAC) and the spatial-average velocity with point excitation. Whilst the FEM model with spring connectors had a higher number of correlated modes in the MAC analysis, this required removal of many spurious modes before predicting the response. The validated models were used to demonstrate the potential in predicting assessment parameters for vibration serviceability that are contained in EN 1995-1-1 (Eurocode 5). This predictive approach to the evaluation of vibration serviceability has the advantage in that it can be used for non-standard timber floors with non-standard boundary conditions or floor plans.
Correlations between standardised and real impact sound sources in lightweight wooden structures
(2021)
This study aimed to understand the correlation between standard impact sound sources and real impact sources in lightweight floor structures. Six real impact sources (adult walking, child running, child jumping on the floor, and three objects falling) were used to be compared with standard impact sources (i.e. tapping machine and impact ball). Measurements were conducted on a lightweight timber joist floor. Impact sound pressure levels (SPLs) produced by the standard impact sources were measured on the four floor structures with or without carpet tiles. For the real impact sources, two walkers wearing socks and slippers walked at different speeds (normal and fast) along three paths, while two children ran along the three paths and jumped at four positions. Also, the SPLs generated by dropped objects were measured at five positions. Seven standardised single-number quantities (SNQs) were calculated for the tapping machine and the impact ball, while three noise ratings (LAeq, LAFmax, and LN) were also computed from the sound recordings of the real impact sources. Both the tapping machine and the impact ball showed similar frequency characteristics with the real impact sources across all the floor structures. All the SNQs for the tapping machine and the impact ball were highly correlated with the energy-based noise ratings of the adult walking and little differences were found across walking speeds and footwear. Similar tendencies were observed from other real impact sources, indicating the high correlations between the standardised SNQs of the tapping machine and the impact ball and the noise ratings.
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.
In this contribution a method for the prediction of the radiated sound out of the velocity field of a vibrating ceiling is presented. The numerical method was validated via measurements on a real structure using a pp-probe. It is based on Integral Transform techniques and can be applied in the postprocessing of a FEM simulation
(harmonic analysis) [1]. The method was verified by measurements on the real structure and can be used for parametrical studies.
Rounding off the Parts 1 and 2 of this publication nomograms, based on dimensionless parameters, can be developed to predict the sound radiation of light weight slabs. Hereby different sets of geometry as well as different configurations of ceilings can be studied in order to describe the acoustical and dynamical behaviour of wooden ceilings.
In order to set up guidelines for the design of light-weighted ceilings for timber constructions to be used by engineers in practice, investigations based on both measurements and numerical models have been carried out [1, 2, 3].
The setup and the calibration of the numerical model of the structure are outlined briefly.
A semi-analytical approach for the prediction of radiated sound is presented, which is based on Integral Transform Methods. The method can be applied in the post processing of a Finite Element computation.
Thus as a first step the structure, consisting of a timber slab, a floating floor and a suspended ceiling, is built up in a Finite Element model, where the material properties of wood and the characteristics of the system are considered.
The model is parameterized in order to enable computations with varying geometry and material parameters and calibrated with the help of measurements using model updating techniques.
The velocity pattern resulting out of the FEM computation is transformed from the spatial into the wavenumber domain and from the time into the frequency domain using Fourier Transform Methods. Applying this velocity pattern as a boundary condition to the Helmholtz Equation, which results out of the Fourier Transform of the wave equation, the wavenumbers, which fulfil the radiation condition, can be selected and the pressure field in the adjacent acoustic fluid can be computed.
Due to the properties of the Fourier-Transform the radiated sound power can be calculated efficiently in the transformed domain out of pressure and velocity.
In a second part of the contribution the model for the air cushion in the suspended ceiling is discussed, where a FSI-model for the acoustic fluid and the structure is compared against engineering approaches using simplifications concerning mass distribution and transfer impedances between the individual nodes at the interface
Numerical models for the prediction of vibroacoustical characteristics of light-weighted ceilings
(2013)
In order to set up guidelines for the design of light-weighted ceilings for timber constructions to be used by engineers in practice, investigations based on both measurements and numerical models have been carried out within the cooperative research project “VibWood”.
In this contribution the setup and the calibration of the numerical model of the structure as well as the prediction of radiated sound are discussed, where a special focus is set on a dimensionless description in order to deduce information for a wide range of system’s specifications.
The structure, consisting of a timber slab, a floating floor and a suspended ceiling, is built up in a Finite Element model, where the material properties of wood and the characteristics of the system (e.g.support conditions, contact phenomena dynamic properties of individual parts) are considered.
The model is parameterized in order to enable computations with varying geometry and material parameters.
After calibrating the FE-model with the help of measurements using model updating techniques dimensionless parameters are defined based on the Buckingham-π- Theorem and computations are carried out in order to specify guidelines for various systems. The radiation of sound is computed in a post processing using Integral Transform Methods.
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
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.
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 zunächst ein Forschungsvorhaben [1] durchgeführt, in dem die Luft- und Trittschalldämmung typischer Altbaudecken und deren Verbesserungen durch unterschiedliche Sanierungsmaßnahmen unter Laborverhältnissen ohne Flankenübertragung untersucht wurden. Die Ergebnisse wurden in einem ersten Beitrag [2] veröffentlicht. Im vorliegenden zweiten Beitrag werden die Ergebnisse eines weiteren Forschungsvorhabens [3] vorgestellt. Der Fokus lag hierbei auf der Ermittlung der Flankenübertragung bei unterschiedlichen Mauerwerkstypen und Deckeneinbindungen. Die Ergebnisse werden als Planungsdaten für die Flankenübertragung bei Altbaukonstruktionen dargestellt und die Anwendung des erarbeiteten Rechenmodells sowie die Validierung anhand von Baumessungen erläutert.
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.
Es wurden Stoßstellendämm-Maße Kij für verschiedene Bauteilverbindungen von BSPH-Elementen gemessen. Diese zeigen eine gute Übereinstimmung zu anderen Werten aus der Literatur.
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 SEAModell 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.
A trend towards lightweight structures, e.g. timber structures, is noticeable in civil engineering, which implies the necessity to predict vibroacoustic characteristics like the transmission of structure-borne sound in order to fulfil requirements regarding serviceability. This contribution focuses on the investigation of junctions of building components e.g. between wall and ceiling. It is part of a joint research project with the aim to catalogue the coupling for a variety of junctions. The resulting database may serve to predict the transmission of structure-borne sound which is typically carried out either using a Finite Element (FEM) approach, suitable for the low frequency range, or by means of energy methods like the Statistical Energy Analysis (SEA) for the high frequency range. Therefore the so-called mid frequency gap emerges, which is examined and attempted to be closed. In this context SEA-averaging techniques are applied in the postprocessing of FEM calculations to obtain an adapted “SEAlike” approach. By varying the subsystems to be excited it is possible to determine Energy Influence Coefficients (EIC), which describe the specific energy content of the different subsystems with respect to the input power. Using this hybrid approach vibroacoustic predictions can be performed also in the mid frequency range. Inverting the EIC-matrix Coupling Loss Factors as well as Damping Loss Factors of the different subsystems can be calculated if the subsystem definition fulfils the SEA-requirements. The application of the method in combination to a classical SEA calculation and to laboratory measurements is presented.
Within the scope of the research project "VibWood", operational vibration analyses of timber floor constructions were carried out. In order to understand the vibration behaviour of and the sound transmission through the layers of the constructions the coupling between them was investigated. The transfer function from the point of excitation to a pattern of receiving positions located on each of the layers of the construction was measured using a swept sine excitation. As a result, the frequency range of decoupling between the base floor and the floating floor and between the base floor and the suspended ceiling could be identified and the individual vibration behavior analyzed. The measurements also included the radiated sound power from the suspended ceiling. There is indication that there is not necessarily a correlation between the eigenmodes of the suspended ceiling and the maxima of the radiated sound power
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.
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
Im Rahmen des AIF-Forschungsprojektes VibWood werden im Deckenprüfstand der HS Rosenheim unterschiedliche Holzdeckenkonstruktionen hinsichtlich ihres Schwingungsverhaltens im Bereich zwischen 4 Hz und 200 Hz untersucht. Parallel dazu werden diese Holzdeckenkonstruktionen an der TU München mittels FE-Berechnungen modelliert. Für die Untersuchungen steht ein Prüfstand zur Verfügung, welcher die Möglichkeit bietet, Decken oder Deckenelemente mit Abmessungen von max. 5,5 m x 5,5 m auf einer Stahlwinkelkonsole aufzulagern. Die Deckenelemente können so durch Messung der Übertragungsfunktionen hinsichtlich ihrer Schwingungsformen untersucht werden. Ein Ziel der Untersuchungen ist es, die tieffrequenten Schwingungen von Holzdecken mit Hilfe von Schwingungstilgern deutlich zu reduzieren. Es werden erste Ergebnisse der Validierung der FE-Modelle vorgestellt, insbesondere der Einfluss der Auflagerung der Deckenelemente auf die Übertragungsfunktion. Weiterhin werden Messergebnisse für unterschiedliche Anregungsarten diskutiert
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.
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.
Untersuchungen zur Sprachverständlichkeit als raumakustischer Parameter von Mehrpersonenbüros
(2011)
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.
Experimental investigations on the sound transmission of drywall constructions at low frequencies
(2009)
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 SEAModell 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 vermehrt verwendete Betonkernaktivierung von Stahlbetondecken zur Kühlung und ggf. Beheizung von Mehrpersonenbüros schränkt die sonst übliche Ausführung einer schallabsorbierenden Decke stark ein. Das klassische Bürokonzept mit vollflächig schallabsorbierenden Decken und Stellwänden ist in diesen Fällen nicht mehr anwendbar. Alternativ zu diesem Stellwandkonzept wird in diesen Mehrpersonenbüros zunehmend ein sog. Trennwandkonzept umgesetzt. Dabei wird auf die Schallabsorption an der Decke vollständig verzichtet, aber dafür raumhohe, beidseitig hoch schallabsorbierende Stellwände ausgeführt. Ziel der vorliegenden Untersuchung war es, diese beiden Konzepte für Mehrpersonenbüros auf die Sprachverständlichkeit am Telefon, auf die Konzentrationsfähigkeit und auf die akustische Behaglichkeit am Arbeitsplatz zu vergleichen. Darüber hinaus wurde die Wirkung von tieffrequenten Absorbern untersucht. Zur Beurteilung der Bürokonzepte wurden Hörversuche durchgeführt. Hierzu wurden die raumakustischen Verhältnisse der Bürosituationen in realen Büroräumen mit Hilfe gemessener, binauraler Raumimpulsantworten auralisiert. Zum Vergleich wurde ein Mehrpersonenbüro ohne raumakustische Maßnahmen hinzugezogen. Mit diesem Verfahren sind unterschiedliche Bürosituationen direkt miteinander vergleichbar.
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.
With the increasing mechanization of buildings, it is necessary to be able to predict both the structure-borne sound power input from building machinery and the subsequent propagation of structure-borne sound in the building. This paper considers lightweight constructions and describes the results of an experimental study in the laboratory on a T-junction that was constructed from a timber joist floor and two double leaf timber-frame walls. The focus in this paper is on the vibrational behaviour of one of the timber-frame walls. To assess the vibration pattern and the propagation of structure-borne sound, the surface velocity levels were measured on a grid on both leaves of the wall with point force excitation on one side. This grid allowed calculation of structural intensity vectors. The influence of elements such as the timber studs and tongue and grooved joints between the boards were apparent in different frequency regions. Experimental modal analysis was carried out using measurements on both leaves of the wall, giving information about the coupling in different frequency regions. The results give insight into how such a timber-frame wall could be modelled using statistical energy analysis.
Forschungsbericht 2013
(2014)
In der Diskussion um bezahlbares Bauen werden aktuell die Standards im Wohnungsbau hinterfragt, darunter auch die Schallschutzanforderungen. Die Wahrnehmung von Schallschutz ist subjektiv und wird von verschiedenen Faktoren wie Alter und individuellen Empfindlichkeiten beeinflusst. Nachbarschaftslärm kann zu Schlafstörungen und Belästigungen führen, während Verkehrslärm nachweislich Gesundheitsprobleme verursacht. Das Konzept „Einfach Bauen“ zielt darauf ab, das Bauen zu vereinfachen und nachhaltiger zu gestalten. Drei Forschungshäuser, die diesem Konzept folgen, wurden auf Schallschutz überprüft. Dabei erfüllten Wohnungstrennwände und -decken die Anforderungen. Die Untersuchung der Bewohnerzufriedenheit durch Befragungen in diesen Häusern zeigt, dass die Wahrnehmung von Lärm stark variiert. Die Zufriedenheit wird durch die Kommunikation mit den Nachbarn beeinflusst. Das Fallbeispiel verdeutlicht, dass Schallschutzanforderungen oft nicht den individuellen Lärmempfinden gerecht werden, da nicht-akustische Faktoren eine starke Rolle spielen. Die Erwartung eines reduzierten Schallschutzes bei „Einfach Bauen“ kann zu Fehlvorstellungen führen, wie der Auszug von Bewohnern aus Schallschutzgründen zeigt. Die derzeitigen Mindestanforderungen an den Schallschutz erweisen sich für sehr empfindsame Menschen als unzureichend. Es ist wichtig, dass die Bewohner über den zu erwartenden Schallschutz informiert werden, um ein harmonisches Zusammenleben zu ermöglichen.
Within the framework of a research focus at the TH Rosenheim on prediction methods for sound and impact sound insulation in timber constructions, methods of mathematical statistics and artificial intelligence are applied to sound insulation. To estimate the potential of those methods, one-third octave band spectra of measured sound insulation of sand-lime brickwork have been analyzed first. On selected data sets for certain building constructions, physically based calculation approaches according to the \backslashDIN{} series of standards, are compared with purely statistical methods such as GAMLSS (Generalized Additive Models for Location, Scale and Shape Parameters). The parameters derived from these procedures can be used for prediction purposes. The interval estimators resulting from these methods are compared. In addition, methods to classify the separating construction based on measurements are discussed. Thereby, in situ, measurements are used in addition to laboratory measurements.