Fakultät für Angewandte Natur- und Geisteswissenschaften
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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.
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.
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.
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.
Untersuchungen zur Sprachverständlichkeit als raumakustischer Parameter von Mehrpersonenbüros
(2011)
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.