26������ Raumakustik26.1��� Schallabsorption ��Die auf ein Bauteil auftreffende Schallenergie wird z.T. reflektiert (Schallreflexion), z.T. transmittiert (Schalltransmission) und z.T. im Bauteil in W�rme umgewandelt (Schalldissipation). Die Summe aus transmittiertem und dissipatiertem Anteil wird als absorbierte Schallenergie (Schallabsorption) bezeichnet. Show
Schallabsorptionsgrad Der Schallabsorptionsgrad a beschreibt das Absorptionsverm�gen eines Materials. Er gibt das Verh�ltnis der von dem Material absorbierten Schallenergie zur auftreffenden Schallenergie an. a ist frequenzabh�ngig.
Grenzf�lle:�� a = 0:� vollst�ndige Reflexion der Schallenergie (z.B. schallharte Fl�che) ������������������ a = 1:� vollst�ndige Absorption der Schallenergie (z.B. offenes Fenster) � Absorptionsgrade verschiedener Materialien, siehe Seite 214 � Ermittlung von aim Hallraum [96] [2] oder im Kundtschen Rohr [99] 26.2��� NachhallzeitDie Nachhallzeit T ist die Zeit in Sekunden, in der nach Abschalten einer Schallquelle der Schallpegel um 60 dB abf�llt, d.h., in der sich die Schallenergie auf 1/1000000stel der Schallenergie vor Abschalten der Schallquelle verringert. Die Nachhallzeit T ist frequenzabh�ngig.
26.3��� Optimale Nachhallzeiten
26.4��� �quivalente Schallabsorptionsfl�che
Bei baupraktischen Messungen wird A rechnerisch aus der Nachhallmessung mit der Sabineschen Formel ermittelt.
Der Einflu� der Luftabsorption kann n�herungsweise durch ( Die Luftabsorption wird jedoch i.d.R. vernachl�ssigt. Einen nennenswerten Einflu� auf die Nachhallzeit hat die Luftabsorption insbesondere bei gro�en R�umen (V gro�) und bei hohen Frequenzen (aL gro�). Wie aus der folgenden Tabelle f�r den D�mpfungskoeffizienten aL hervorgeht, nimmt aL mit der Frequenz zu. Tabelle 3: D�mpfungskoeffizient aL f�r Luftabsorption[32] »» This site © by Björn C. Herrmann ««
26.5��� Schallpegelminderung durch SchallschluckungDie Erh�hung der Schallabsorption in einem Raum f�hrt zu einer Minderung des Schallpegels im Raum. Die Schallpegelminderung l��t sich aus der �quivalenten Schallabsorptionsfl�che vor und nach der Ma�nahme berechnen. Die Ma�nahmen sind frequenzabh�ngig. [7], [8] Mit
Die Pegelminderung
26.6��� Absorber und ResonatorenDie raumakustischen Eigenschaften eines Raumes k�nnen durch die Anordnung von Absorbern und Resonatoren gezielt ver�ndert werden. Dabei mu� zwischen �����������-� por�sen Absorbern ���������� -� Resonanzschluckern (Resonatoren) �unterschieden werden. Auch Kombinationen der beiden Systeme sind m�glich. 26.6.1 ��� Por�ser AbsorberAls por�se Absorber [9] werden Bauelemente bezeichnet, die eine offenporige Oberfl�che aufweisen. Die Wirkung von por�sen Absorbern beruht darauf, da� die auftreffenden Schallwellen in die Poren und Kan�le des Absorbers eindringen und die Luft in den Poren hin und her schwingen lassen. Reibung und Str�mungswiderstand in den Poren f�hren zu einer Umwandlung der Schallenergie in W�rme. Die gr��te Schallabsorption tritt dann auf, wenn der por�se Absorber (Schallschlucker) im Schnellemaximum [10] der Schallwelle liegt. Dies entspricht einem Abstand von l/4 vor der reflektierenden Wand. Por�se Absorber weisen D�mpfungsmaxima bei den Frequenzen und D�mpfungsminima bei auf (n = 1, 2, 3, ..., n). F�r n = 1 ergibt sich die niedrigste Frequenz, f�r die ein D�mpfungsmaximum auftritt:
26.6.2���� PlattenresonatorAls Plattenresonator [11] bezeichnet man eine biegeweiche Platte, die mit Abstand vor der Wand angeordnet ist. Ein Plattenresonator ist ein selektives Feder-Masse-System, das durch die auftreffenden Schallwellen zur Schwingung angeregt wird. Die Wirkung des Plattenresonators ist schmalbandig und beruht darauf, da� bei Schwingern erh�hte innere Verluste auftreten. Der Wirkungsschwerpunkt des Plattenresonators liegt im Bereich seiner Resonanzfrequenz f0.
Ver�nderungen der Fl�chenmasse der biegeweichen Platte oder der Steifigkeit der Zwischenschicht f�hren zu einer Verschiebung des Maximums im Verlauf des Absorptionsgrades. Ein Hinterlegen der biegeweichen Platte mit Faserd�mmstoffen f�hrt i.d.R. zu einem Abflachen des Kurvenverlaufs und einer Verschiebung des Maximums zu tieferen Frequenzen. Im folgenden werden diese Zusammenh�nge dargestellt. 26.6.3���� HelmholtzresonatorAls Helmholtzresonator [12] bezeichnet man eine Lochplatte, die mit Abstand vor der Wand angeordnet ist. Ein Helmholtzresonator ist, wie der Plattenresonator, ein selektives Feder-Masse-System, das durch die auftreffenden Schallwellen zur Schwingung angeregt wird. Die Wirkung des Helmholtzresonators ist schmalbandig und beruht darauf, da� bei Schwingern erh�hte innere Verluste auftreten. Der Luftpfropfen in den L�chern wird durch die auftreffenden Schallwellen zum Mitschwingen angeregt. Das dahinterliegende Luftvolumen wirkt in dem Feder-Masse-System als Feder. Wie beim Plattenresonator ist die Wirkung des Helmholtzresonators im Resonanzfall am gr��ten.
Ein Hinterlegen des Helmholtzresonators mit Faserd�mmstoffen f�hrt zu einem Abflachen der Absorptionskurve und einer Verschiebung des Maximums zu tieferen Frequenzen. Ver�nderungen des Lochanteils, des Schalenabstandes oder der Plattendicke f�hren zu einer Verschiebung des Maximums im Verlauf des Absorptionsgrades. Im folgenden werden diese Zusammenh�nge dargestellt. 26.6.4���� Schallabsorptionsgrade verschiedener MaterialienTabelle 4: Schallabsorptionsgrade verschiedener Materialien
Weitere Absorptionsgrade sind z.B.[5, 17, 18, 54] zu entnehmen. Tabelle 5: Schallabsorptionsfl�chen von Personen und Sitzm�beln verschiedener Materialien
Die obigen Werte wurden z.T.[17] entnommen. 26.6.5���� Anordnung von Absorbern und ReflektorenBei der Schallausbreitung in R�umen werden die Schallwellen an den Begrenzungsfl�chen z.T. absorbiert, z.T. reflektiert. F�r den Fall, da� die Wellenl�nge der Schallwelle wesentlich kleiner ist als die reflektierende Fl�che, sind der Einfallswinkel und der Reflexionswinkel der Schallwellen gleich. Dies macht sich die geometrische Raumakustik zunutze. Mit sogenannten Strahlenmodellen k�nnen die ersten Reflexionen untersucht werden. Bei den Schallwellen im Raum kann man zwischen dem direkten und dem reflektierten Schall unterscheiden. Erreicht der Schall den H�rer auf geradlinigem Weg, so spricht man von direktem Schall.Reflektierter Schall legt einen l�ngeren Weg zur�ck, bis er den H�rer erreicht. Zwischen dem direkten Schall und dem reflektierten Schall besteht aufgrund des l�ngeren Laufweges eine Laufzeitdifferenz Dt. F�r diese Zeitverz�gerung, die der reflektierte Schall den H�rer sp�ter erreicht als der direkte Schall, gilt:
In R�umen mit parallelen schallharten Begrenzungsfl�chen k�nnen st�rende Flatterechos auftreten, die durch Schr�gstellung gegen�berliegender W�nde oder durch schallschluckende Verkleidung vermieden werden k�nnen, wie in den folgenden Bildern [77] gezeigt wird.
Was ist ein guter schallabsorptionsgrad?Absorberklassen/Schallabsorptionsgrad
α = 0 bedeutet, es findet keine Absorption statt, der gesamte einfallende Schall wird reflektiert. Bei α = 0,5 wird 50 % der Schallenergie absorbiert und 50 % reflektiert. Bei α = 1 wird der komplette einfallende Schall absorbiert.
Was ist die äquivalente Schallabsorptionsfläche?Die äquivalente Schallabsorptionsfläche A in m2 ist die Fläche, die die gesamte Schallabsorption des Raumes (Wände, Decken, Dekorationen usw.) repräsentiert (Schallabsorptionsgrad 100 %).
Was ist Alpha W?Alpha-w (Bewerteter Schallabsorptionsgrad)
Als Hilfsmittel dient die sogenannte Bezugskurve. Diese wird in Schritten von 0,05 so lange senkrecht verschoben, bis die Summe der Unterschreitungen der Oktavwerte maximal 0,10 beträgt. Bei 500 Hertz wird dann der Alpha-w abgelesen.
Welches Material reflektiert Schall am besten?Ist diese Fläche glatt und hart, ist die Reflexion am stärksten, der Absorptionsgrad ist nahe Null. Offenporiges, weiches Material besitzt einen viel höheren Absorptionsgrad (siehe Absorption) und reflektiert daher viel weniger.
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