Das Geräuschmesslabor des Umweltbundesamtes Lärm ist ein gravierendes Umweltproblem. Zur Weiterentwicklung der Regelwerke zum Schutz vor Lärm und für die Erforschung neuer Geräuschquellen, wie zum Beispiel Drohnen, betreibt das Umweltbundesamt ein modernes Geräuschmesslabor. Zentraler Bestandteil des Labors ist ein Freifeld-Schallmessraum, in dem Geräusche mit Präzisionsmikrofonen ohne Störungen und Reflexionen gemessen und bewertet werden. Im Geräuschmesslabor des Umweltbundesamtes werden folgende wissenschaftliche Fragestellungen untersucht: Wie sollen Haushalts- und Gartengeräte gemessen werden, um vergleichbare und aussagekräftige Ergebnisse zu erzielen? Reichen die vorhandenen Kenngrößen und Messverfahren für die Beurteilung der vielfältigen Geräuschsituationen aus? Werden die aktuellen Standards der Lärmminderungstechnik bei Produkten umgesetzt? Wie wirken sich Änderungen in den geltenen Rechtsvorschriften, zum Beispiel im Verkehrslärm , aus? Wie werden die verschiedenen Lärmarten von Menschen wahrgenommen? Welcher Lärm ist besonders störend? Mit den Messergebnissen werden die bestehenden Rechtsvorschriften und Normen zum Schutz der Bevölkerung vor Lärm weiterentwickelt. Für das Umweltzeichen " Der Blaue Engel " werden zudem Geräuschanforderungen für lärmarme Produkte abgeleitet. Akustische Messtechnik Für die Duchführung der Geräuschmessungen, sowohl im Labor, als auch bei Außenmessungen, ist das Geräuschmesslabor mit hochwertiger aktustischer Messtechnik ausgestattet, wovon ein Teil nachfolgend vorgestellt wird. Das Mehrkanalsystem des Umweltbundesamtes ermöglicht Messungen mit bis zu 12 Präzisionsmikrofonen und einem zwölfkanaligen Eingangsmodul zur gleichzeitigen Erfassung der Schalldruckpegel , beispielsweise auf einer Hüllkurve in einem reflexionsarmen Raum. Mittels der auf der Hüllkurve gemessenen Schalldruckpegel wird der Schallleistungspegel einer Quelle berechnet. Die spektrale Geräuschzusammensetzung und die zeitliche Veränderung des Signals werden erfasst. Aber auch für die Erfassung und den Vergleich von verschiedenen akustischen Gegebenheiten (zum Beispiel unterschiedlichen Mikrofonpositionen und -höhen) bei Feldmessungen werden häufig mehrere Mikrofonkanäle benötigt und hierfür ein akustisches Mehrkanalsystem-Messsystem eingesetzt. Eine Akustische Kamera ist ein bildgebendes Messverfahren zur Analyse von Geräuschquellen. Durch die Auswertung der Laufzeitunterschiede der Schallwellen zwischen der Geräuschquelle und den Mikrofonen des Messsystems lassen sich Geräuschquellen optisch lokalisieren und Rückschlüsse auf die spektrale Zusammensetzung des Geräusches ableiten. Mit einer Akustischen Kamera können also alle Teilschallquellen von Objekten dargestellt und diese anschließend zielgerichtet lärmgemindert werden. Das Umweltbundesamt betreibt sowohl ein Ringarray mit 48 Mikrofonen zur Untersuchung von kleinen und mittelgroßen Objekten, wie zum Beispiel Garten- und Elektrogeräte, als auch ein Stararray. Das Stararray hat ebenfalls 48 Mikrofone, welche sternförmig angeordnet sind, und wird für die Geräuschanalyse von großen, starren oder beweglichen Objekten, Beispiel Windenergieanlagen oder Züge, verwendet. Der entscheidende Unterschied dieser beiden Messsysteme liegt in der Geometrie. Während das Ringarray einen Durchmesser von nur ca. 1 m aufweist, hat das Stararray einen Durchmesser von ca. 3,5 m. Für die Anlayse mancher Geräuschquellen sind Langzeitmessungen notwendig, um die zeitlichen Veränderungen der Geräusche zu erfassen. Dies kann zum Beispiel bei der Untersuchung der Geräuschbelastung durch Straßen- oder Schienenverkehr erforderlich sein, da sich die Verkehrsmengen und damit in der Regel auch der Beurteilungspegel im zeitlichen Verlauf eines Tages verändert. Durch die kontinuierliche Erfassung von Immissionspegeln ist es möglich, einen Dauerschallpegel zu ermitteln. Da eine dauerhafte Betreuung solch einer Messung durch Fachpersonal zu aufwendig wäre, besitzt das Umweltbundesamt eine Dauermessstelle. Hiermit können autonom kontinuierliche Langzeitmessungen ( Monitoring ) durchgeführt und die Messergebisse mit Wetter - und Radardaten verschnitten werden. Somit können unterschiedlichste Geräuschquellen erfasst, akustische Kennwerte gespeichert, analysiert und automatisch übermittelt werden. Viele normgerechte Messungen, zum Beispiel in der Bauakustik , benötigen keinen umfangreichen Messaufbau. Die einfachste und effizienteste Lösung ist bei solchen Messungen der Einsatz eines Handschallpegelmessgerätes. Diese sind portabel und handlich sowie in der Regel unkompliziert im Einsatz. Zudem ist es mit Handschallpegelmessgeräten möglich, ohne nennenswerten Aufwand eine akustische Messung durchzuführen und einen ersten messtechnischen Eindruck von einer Lärmquelle zu erhalten. Moderne, leistungsfähige Handschallpegelmessgeräte, wie sie das Umweltbundesamt in Betrieb hat, bieten unter anderem zudem die Möglichkeit einer Ausgabe eines Pegel-Zeit- und Pegel-Frequenz-Verlaufs sowie des Schalldruckpegelwertes mit unterschiedlichen Frequenzbewertungen (zum Beispiel A-, C- oder Z-Bewertung) während einer Messung. Das Umweltbundesamt besitzt zudem ein Handschallpegelmessgerät mit welchem binaurale Messungen mittels spezieller Kopfhörer durchgeführt werden können. Somit wird der natürliche Höreindruck des Menschen aufgezeichnet. Mit diesem Messsystem sind neben Aufnahme und Auswertung von Schalldruckpegeln auch psychoakustische Untersuchungen möglich, die der Erfassung der Wahrnehmung einer Schallquelle durch das menschliche Gehör dienen (siehe auch Lärmwirkungen ). Ein Dodekaeder ist ein Lautsprechersystem ohne ausgeprägte Richtcharakteristik zur Erzeugung eines diffusen Schallfeldes. Dieser besitzt insgesamt zwölf Flächen, welche jeweils mit einem Lautsprecher versehen sind und eine Schallabstrahlung in unterschiedliche Richtungen ermöglichen. Solch eine Anordnung ist beispielsweise in der Bauakustik für die messtechnische Ermittlung der Schalldämm-Maße von Türen und Wänden erforderlich. Ein Dodekaeder ist also eine omnidirektionale (ungerichtete) Schallquelle, die in einem breiten Frequenzbereich eine konstante Schallleistung abstrahlt. Anwendungsbeispiele Das UBA führt Geräuschmessungen nicht nur im Schallmessraum, sondern auch im Freien durch, beispielsweise an Straßen- und Schienenverkehrswegen, oder auch an Drohnen. Auch hierfür wird Präzisionsmesstechnik eingesetzt, mit welcher durch spezielle Mikrofone Geräusche in ihrer Zeit-, Frequenz- und Richtcharakteristik analysiert und bewertet werden können. Ebenso ist eine Schallquellenortung und -analyse mit akustischen Kameras möglich.
Buildings are exposed to a wide variety of external noise situations. The time course of the sound pressure level and the frequency response of external noise can vary greatly between the vicinity of roads compared to the vicinity of airports or railways. The sound insulation of facades protect the indoor space s and the residents against external noise day and night. The German standard DIN 4109 "Sound insulation in building constructionâ€Ì contains the minimum requirements for sound insulation for all new buildings in Germany. All requirements are b ased on a single number value, the equivalent sound pressure level, without adequate respecting to the particularities of the frequency response and time structure of a sound source. The presentation shows the German standard values in building acoustics and the subject of external noise. The results of measurements of different sound sources will be shown. A new approach and an outlook for further possibilities to protect inhabitants appropriately to the noise situation will be discussed. Quelle: http://pub.dega-akustik.de
Forschungsbericht FZKA-BWPLUS Lärm in der schulischen Umwelt und kognitive Leistungen bei Grundschulkindern von Philip Leistner Jürgen Hellbrück Maria Klatte Jochen Seidel Lutz Weber Fraunhofer-Institut für Bauphysik Carl von Ossietzky Universität Oldenburg Katholische Universität Eichstätt-Ingolstadt Förderkennzeichen: ZO3W 23004 und ZO3W 23005 Die Arbeiten des Programms Lebensgrundlage Umwelt und ihre Sicherung werden mit Mitteln des Landes Baden-Württemberg gefördert Dezember 2006 ZO3W23004 und ZO3W23005 Lärm in der schulischen Umwelt und kognitive Leistungen bei Grundschulkindern Das Projekt wurde innerhalb des Programms Lebensgrundlage Umwelt und ihre Sicherung (BWPLUS) mit Mitteln des Landes Baden-Württemberg gefördert Dr.-Ing. Philip Leistner Prof. Dr. Jürgen Hellbrück Dr. Maria Klatte Dipl. Phys. Jochen Seidel Dr. Lutz Weber Stuttgart, Eichstätt, Oldenburg, 18. Dezember 2006 Fraunhofer-Institut für Bauphysik Nobelstraße 12 · D-70569 Stuttgart Telefon +49 (0) 711/970-00 Telefax +49 (0) 711/970-3395 www.ibp.fraunhofer.de Carl von Ossietzky Universität Oldenburg D-26111 Oldenburg Telefon +49-441-798-0 Telefax + 4 9 - 4 4 1 - 7 9 8 - 3 0 0 0 www.uni-oldenburg.de Katholische Universität Eichstätt-Ingolstadt D-85071 Eichstätt Telefon +49 8421 93 - 0 Telefax + 4 9 8 4 2 1 9 3 - 1 7 9 6 www.ku-eichstaett.de Inhalt Einführung 5 1Wirkungen von Hintergrundgeräuschen und Nachhall auf das Hörverstehen 6 2Wirkungen von Hintergrundgeräuschen moderater Pegel auf nicht-auditive Aufgaben8 3Fragestellung und Ziele des Projekts10 Methodik und Ergebnisse der Akustische Untersuchungen (Teilprojekt A) 4 4.1 4.1.1 4.1.2 4.1.3 4.1.4 4.1.5 4.2 4.2.1 4.2.2 4.2.3 4.3 4.3.1 Fraunhofer-IBP 12 4.3.2 4.3.3Die akustischen Parameter und Ihre Bestimmung 12 Raumakustik 12 Nachhallzeit 12 Sprachübertragungsindex STI 15 Frühe Reflexionen: Deutlichkeitsgrad und -maß 16 Ermittlung aus Abklingverlauf (Schulauswahl) 17 Ermittlung aus Raumimpulsantworten (Hauptuntersuchung)18 Bauakustik 22 Schalldämmung 22 Körperschall und Trittschallpegel 23 Bauakustische Anforderungen an den Schulbau 24 Schallpegel 25 Im unbesetzten Raum bei geschlossenen und offenen Fenstern 26 Außenschallpegel vor den Fenstern der Klassenräume 27 Im besetzten Raum während des Unterrichtes 28 5 5.1 5.2 5.3Auswahl der Schulen Zweck Vorgehen Ergebnisse der akustischen Voruntersuchungen 6 6.1 6.2 6.2.1 6.2.2 6.2.3 6.2.4 6.2.5 6.2.6 6.3Akustik der teilnehmenden Schulen 35 Abmessungen der Klassenräume 35 Raumakustik 38 Nachhallzeit 38 Korrelation der raumakustischen Parameter 43 Sprachübertragungsindex STI 47 Frühe Reflexionen 48 Unterschiede zwischen vorderen und hinteren Sitzplätzen 48 Unterschiede zwischen den Übertragungswegen allgemein 52 Bauakustik 57 Univ. Oldenburg Kath. Univ. Eichstätt ZO3W23004 und ZO3W23005 BWPLUS 29 29 30 31 2
Das Projekt "Schallschutz im Hochbau" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Müller-BBM Gesellschaft mit beschränkter Haftung durchgeführt.
Das Projekt "Auswertung von Forschungsergebnissen fuer DIN 4108 und DIN 4109" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DIN - Deutsches Institut für Normung e.V., Normenausschuß Bauwesen durchgeführt. Die Normen DIN 4108 'Waermeschutz im Hochbau' und DIN 4109 'Schallschutz im Hochbau' werden zur Zeit von verschiedenen Arbeitsausschuessen des Normenausschusses Bauwesen im DIN Deutsches Institut fuer Normung e.V. ueberarbeitet. Durch eine umfassende Auswertung von vorliegenden Forschungsberichten soll sichergestellt werden, dass die Erkenntnisse aus der Bauforschung der letzten Jahre - soweit geeignet - in den Neufassungen der Normen beruecksichtigt und somit der Praxis zugefuehrt werden. Als Schwerpunkte dieser Forschungsarbeit, die in Fortfuehrung eines bereits im Zeitraum Juli 1975 bis Mai 1977 durchgefuehrten Forschungsvorhabens aufgegriffen worden sind, werden folgende Themen behandelt: Beim Waermeschutz: 1. Waermeleitfaehigkeit von Bau- und Daemmstoffen; 2. Feuchtigkeit und Waermeleitfaehigkeit; 3. Waermebruecken; 4. Thermische Beanspruchung von Bauteilen; 5. Raumklima; beim Schallschutz: 1. Schall-Laengsleitung leichter Bauteile; 2. Schalldaemmung zweischaliger Bauteile; 3. Einfluss des Verputzes auf die Luftschalldaemmung von Bauteilen 4. Schallschutz bei haustechnischen Anlagen 5. Erhoehter Schallschutz; 6. Schalldaemmung von Fenstern.
Das Projekt "Teilvorhaben: Tragwerksverhalten und Bauakustik" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Ed. Züblin AG durchgeführt. Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines deutlich massenreduzierten Deckenbauteils. Weniger Zuschlagstoffe tragen zur Ressourcenschonung wie auch zur Vermeidung von CO2-Emissionen bei. Dabei sind einerseits Anforderungen der Statik, sowie des Schall- und Brandschutzes zu erfüllen. Anderseits müssen die neuen Lösungen 'baubar' sein. Hier ist die Ausführungsexpertise der Ed. Züblin AG gefragt. Idealerweise empfiehlt sich die angestrebte Deckenkonstruktion 'CaPreFloor' als Standardbauteil. Voraussetzung hierfür ist eine Herstellbarkeit des neuen Produktes zu erreichen, die den Kriterien der Wirtschaftlichkeit, der Logistik und der Sicherheit entspricht. Wie kann die neue Tragwerkslösung unter Berücksichtigung der o.g. Anforderungen industriell so konstruiert, gefertigt, geprüft und bewertet werden, dass Normen und Zulassungen erfüllt sind? Kann weiterhin in-situ, auf einer herkömmlichen Baustelle, produziert werden? In welcher Weise sind die Bedingungen auf der Produktionsstätte 'Baustelle' für die Anlieferung, die Handhabe vor Ort und die Montage dieser neuen Bauteile anzupassen?
Das Projekt "Schall- und Schwingungsmessungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fachhochschule Rheinland-Pfalz, Abteilung Trier, Amtliche Prüfstelle für Bauakustik, Schallmessstelle durchgeführt. Schall- und Schwingungsmessungen nach einschlaegigen Normen, Richtlinien usw.
Das Projekt "Entwicklung ökologisch und bauphysikalisch optimierter Deckenkonstruktionen für mehrgeschossige Gebäude in Holzbauweise" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von PIRMIN JUNG Deutschland GmbH durchgeführt. Zielsetzung: Körperschallanregungen durch technische Anlagen oder Trittschall werden im Holzbau aufgrund des geringen Eigengewichts als besonders störend wahrgenommen. PIRMIN JUNG setzt daher in vielen Projekten die Holz-Beton-Verbunddecke ein, die aufgrund der hohen Masse einen guten Schallschutz aufzeigt. Jedoch wird mit Einbringen von Beton auch das Treibhausgaspotenzial von mehr als 100 kgCO2-eq/m²Decke im Vergleich zu Holzbalken- oder Massivholzdecken deutlich erhöht und gleichermaßen ist dessen Rückbaubarkeit bzw. Recyclingfähigkeit erschwert. Im Rahmen des DBU-Projektes entwickeln PIRMIN JUNG und das FG-Bauphysik der RPTU deshalb erstmalig ökologisch und bauphysikalisch optimierte Deckenkonstruktionen für mehrgeschossige Gebäude, die ohne die Verwendung von Frischbetonen oder gebundenes Schüttmaterial auskommen und trotzdem einen hinsichtlich der Bauakustik angenehmen Wohnkomfort bieten sollen. Der Modellcharakter des neuen Lösungsweges besteht aus den folgenden Punkten: - Entwicklung von Deckenaufbauten unter Verwendung rückbaubarer, recycelter und ökologischer Deckenbeschwerungen, - Überprüfung der Deckenaufbauten im Hinblick der tieffrequenten Schallübertragung von Körperschall (Trittschall, technische Anlagen), - Erweiterung der Datengrundlage von Bauteilen in Holzbauweise im mehrgeschossigen Wohnungsbau und - Entwicklung eines Planungstools zur Anpassung der neu entwickelten Holzdecken an verschiedene akustische Situationen. In Summe soll der Schallschutz von Holzkonstruktionen mit Hilfe der neuen ökologischen Deckengestaltung deutlich erhöht werden, um die Akzeptanz des Holzbaus insgesamt zu steigern und den bestehenden Nachteil des geringen tieffrequenten Schallschutzes im Vergleich zur Massivbauweise zu beseitigen. Zudem soll durch geeignete Gestaltung der Deckenkonstruktion das Treibhausgaspotenzial der Holzdecke auf unter 80 kgCO2-eq/m²Decke gesenkt werden, bei gleichzeitiger Verbesserung des bauakustischen Verhaltens und der sortenreinen Rückbaubarkeit.
Das Projekt "Teilvorhaben: Bauakustik" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule für Technik Stuttgart, Zentrum für akustische und thermische Bauphysik - Akustik durchgeführt. Ziel des hier vorgeschlagenen Projektes CaPreFloor ist nicht weniger als eine Revolution im Hochbau, nämlich den weltweiten Standard, die massiven Stahlbetondecken im Büro-, Wohnungs- und Hotelbau, durch leichte, aber steife mit Carbon vorgespannte Deckensysteme zu ersetzen. Ziel der HFT Stuttgart ist eine Entwicklung ressourcenschonender, kostengünstiger und hochwertiger Deckenkonstruktionen im Hinblick auf die Schallübertragung und Flankenschallübertragung beim Luft- und Trittschallschutz trotz der sehr schlanken und damit sehr leichten Decken sowie eine gewerkeübergreifende Weiterentwicklung und Optimierung bis hin zur Serienreife des Deckensystems CaPreFloor für den Appartement- und Bürogebäudebau. Bei der Entwicklung von Carbon-Deckensysteme zeigen sich neben den statischen Anforderungen erhebliche Herausforderungen in bauakustischer Hinsicht für die Schallübertragung des Bauteils selbst sowie zu den Schnittstellen Fassade und Innenausbau.
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