Messung und Prognose der von Sanitärobjekten ausgehenden Körperschallübertragung.

Erscheinungsjahr 2006
ISBN: 978-3-8167-7032-9
Verlag: Fraunhofer IRB Verlag

Buch, Deutsch, Band F 2477, 184 Seiten

Reihe: Bau- und Wohnforschung

Bis dato wurden Sanitärinstallationen am so genannten Installationsprüfstand geprüft. Die ermittelten Werte sind dabei nur gültig für Bausituationen, die der des Installationsprüfstands entsprechen. Die Übertragung der am Installationsprüfstand ermittelten Werte auf andere Bausituationen ist dagegen nicht möglich, so dass eine große Unsicherheit der schalltechnischen Beurteilung besteht. Bei der Prognose der Schallübertragung in Gebäuden werden Daten für die Quelle benötigt und als zweiter Teil muss die Übertragung im Gebäude beschrieben werden. Ausgehend von der Physik der Körperschalleinleitung wird dargestellt, wie Körperschallquellen charakterisiert werden können. Aufbauend auf die Empfangsplattenmethode wird ein dreidimensionaler Laborprüfstand (Empfangsplatten-Prüfstand) entwickelt und aufgebaut, an dem Körperschallquellen praxisgerecht charakterisiert werden können. Mittels zweier Quellen wird dieser Prüfstand verifiziert. Zwei Sanitärinstallationen werden beispielhaft an diesem Prüfstand charakterisiert und Eingangsdaten werden ermittelt, die in Prognosemodellen verwendet werden können. Darauf folgend wird die Körperschall-Übertragung in Gebäuden beschrieben.

Autoren/Hrsg.

Fischer, H. M.

Späh, M.

Inhaltsverzeichnis

ZUSAMMENFASSUNG 3
DANKSAGUNG 5
INHALTSVERZEICHNIS 6
BENUTZTE FORMELZEICHEN 10
INDICES 13
ABKÜRZUNGEN 14
1 EINLEITUNG 15
1.1 Aufgabenstellung des Projekts 15
1.2 Problembeschreibung 17
1.3 Ziel des Projekts 19
1.4 Überblick über diesen Bericht 19
1.5 Annahmen und Einschränkungen der Untersuchungen 20
2 KENNZEICHNUNG VON KÖRPERSCHALLQUELLEN 23
2.1 Einleitung 23
2.2 Die Admittanz 23
2.3 Die freie Schnelle und die geblockte Kraft 24
2.4 Die Körperschall-Leistung 25
2.4.1 Kontaktpunkte mit einem Freiheitsgrad 25
2.4.2 Körperschalleinleitung von Quellen mit Anregung durch mehrere Freiheitsgrade 27
2.5 Methoden für die Charakterisierung von Körperschallquellen 28
2.5.1 Die free velocity Methode 29
2.5.2 Der Source Descriptor und die Coupling Function 29
2.5.3 Die äquivalente Kraft Methode 33
2.5.4 Die Standard-Gebäude-Situation 34
2.5.5 Die Empfangsplattenmethode 35
2.6 Eigenschaften von fiktiven und realen Empfangsstrukturen 37
2.6.1 Die unendliche Platte 38
2.6.2 Die endliche Platte 40
2.6.3 Die verwendeten Referenzsituationen 44
2.6.3.1 Die Bodenplatte der Referenzsituation 1 44
2.6.3.2 Die Bodenplatte der Referenzsituation 2 46
2.6.4 Eigenschaften von Platten in Gebäuden 51
2.6.4.1 Der Verlustfaktor in Gebäuden 51
2.6.4.2 Die Admittanz und das modale Körperschall-Feld 52
2.7 Die Entwicklung des Empfangsplatten-Prüfstands 52
2.7.1 Material und geometrische Eigenschaften der Empfangsplatten 53
2.7.2 Verlustfaktor der Empfangsplatten 53
2.7.2.1 Verlustfaktor der einzelnen horizontalen Platte 53
2.7.2.2 Verlustfaktor der Platten des Empfangsplatten-Prüfstands 55
2.7.3 Die Schnellepegeldifferenz zwischen den einzelnen Platten des Empfangsplatten-Prüfstands 56
2.7.4 Die Admittanz der Empfangsplatten 57
2.7.5 Die direkte Körperschall-Leistungsmessung mit Shakeranregung im Vergleich mit der Messung der Leistung an einer Prüfstandsplatte 59
2.7.6 Der Vergleich der Körperschall-Leistung einer Whirlwanne mit Admittanz / Freie Schnelle-Methode und der Messung der Leistung an der Empfangsplatte 60
2.7.7 Die Umrechnung der Körperschall-Leistung an der Prüfstandsplatte auf eine unendliche Platte gleicher Dicke (Charakteristische Körperschall-
Leistung) 61
2.7.8 Die Umrechnung der charakteristischen Körperschall-Leistung der Prüfstandsplatte auf die Bausituation (Eingangsdaten für Prognosemodell) 63
2.7.9 Einschränkungen bei Anwendung des Empfangsplatten-Prüfstands zur Charakterisierung von Sanitärobjekten und bei der Verwendung der ermittelten Körperschall-Leistung 63
2.8 Studie der Körperschalleinleitung: Whirlwanne 64
2.8.1 Beschreibung der Whirlwanne 64
2.8.1.1 Die Bandbreite der Anregung 65
2.8.1.2 Die Admittanzen und die Freien Schnellen der Whirlwanne 66
2.8.2 Leistungsbetrachtung in eine unendliche Platte 68
2.8.2.1 Die Leistung der verschiedenen Freiheitsgrade der Whirlwanne (x-, y und z Richtung, Kraft und Momentenanregung) 69
2.8.2.2 Die Leistung der Whirlwanne für verschiedene Wellenarten in Platten (Biegewellen, Transversalwellen und Scherwellen) 70
2.8.2.3 Die ausschließliche Berücksichtigung der z-Komponente 70
2.8.3 Die Leistung der Whirlwanne auf der Empfangsplatte 71
2.8.4 Die Leistung der Whirlwanne in der Referenzsituation 1 71
2.8.5 Die Leistung der Whirlwanne in der Referenzsituation 2 (Platte mit einer freien Kante) 72
2.9 Studie der Körperschalleinleitung: Spülkasten 72
2.9.1 Beschreibung des Spülkastens 73
2.9.1.1 Die Bandbreite der Körperschallanregung 73
2.9.1.2 Die Admittanz des Spülkastens 74
2.9.2 Die Leistung des Spülkastens an der Empfangsplatte 74
2.9.2.1 Messergebnisse der Leistung an der Empfangsplatte 74
2.9.2.2 Die Umrechnung der Körperschall-Leistung auf die charakteristische Leistung des Spülkastens 75
2.10 Zusammenfassung 75
3 DIE KÖRPERSCHALL-ÜBERTRAGUNG IN GEBÄUDEN 122
3.1 Einleitung 122
3.2 Das Berechnungsmodell von EN 12354 Teil 1 und Teil 2 123
3.3 Das Berechnungsmodell EN 12354 Teil 5 126
3.4 Das Berechnungsmodell der Statistischen Energie Analyse (SEA) 131
3.5 Die Kennzeichnung der Körperschallübertragung durch Transferfunktionen 133
3.6 Die Kennzeichnung durch "Globale Transferfunktionen" 134
3.7 Die Messung von "Globalen Transferfunktionen" 134
3.8 Die Berechnung von "Globalen Transferfunktionen" für Gebäudesituationen 141
3.8.1 Berechnung mit EN 12354 Teil 5 141
3.9 Die "Globalen Leistungs-Transferfunktionen" für die Referenzsituation 2 142
3.10 Zusammenfassung 143
4 BERECHNUNG DER RESULTIERENDEN SCHALLIMMISSIONEN VON SANITÄROBJEKTEN 154
4.1 Einleitung 154
4.2 Die Umrechnung der am Empfangsplatten-Prüfstand ermittelten Körperschall-Leistung auf die Bausituation 154
4.3 Die Berechnung der resultierenden Schallimmission für die Whirlwanne 155
4.3.1 Aufstellung in Referenzsituation 2 (diagonale Übertragung) 155
4.3.1.1 Die Berechnung nach EN 12354 Teil 5 155
4.3.1.2 Der Vergleich der Berechnungen mit gemessenen Schalldruckpegeln im Raum diagonal darunter 156
4.4 Die Berechnung der resultierenden Schallimmission für den Spülkasten 157
4.4.1 Aufstellung in Referenzsituation Nummer 2 (diagonale Übertragung) 157
4.4.1.1 Die Berechnung nach EN 12354 Teil 5 157
4.4.1.2 Der Vergleich der Berechnungen mit gemessenen Schalldruckpegeln im Raum diagonal darunter 158
4.5 Die Berechnung mittels globaler Leistungs-Transferfunktionen für Whirlwanne und Spülkasten 159
4.6 Modelle zur Prognose der Übertragung zu weiter entfernten Räumen in Gebäuden 160
4.7 Zusammenfassung 160
5 ABSCHLIEßENDE BEMERKUNGEN 171
5.1 Einleitung 171
5.2 Anwendung der beschriebenen Verfahren 171
5.2.1 Empfangsplatten-Prüfstand 171
5.2.2 Globale Leistungs-Transferfunktionen 172
5.3 Weitere Untersuchungen / Ausblick 173
5.4 Zusammenfassung 174
6 LITERATUR 175
ANHANG 1 182