Akustikplanung

Raumakustische Messungen, Berechnungen und Simulationen durch Ziegler Schallschutz GmbH
Akustikplanung

Der raumakustische Planungsprozess

Um die Akustik von Arbeitsräumen zu optimieren, ist eine professionelle Planung unerlässlich. Ohne vorhergehende raumakustische Messungen und Berechnungen wäre die Erfüllung der geltenden Normen und Arbeitnehmerschutzrichtlinien ein Glückstreffer. Der raumakustische Planungsprozess beinhaltet also eine Kombination von ingenieurtechnischen, praktischen und architektonischen Fragen:

  • Welche Gesamtfläche an Schallabsorbern ist notwendig um die für den Raum relevante Norm zu erfüllen?
  • Wie sollen die Akustik-Paneele an den Wänden und der Decke verteilt werden?
  • Welche Absorptionseigenschaften und Frequenzcharakteristik der Schallabsorber ist auf Basis der Messergebnisse optimal?
  • Ist die Anbringung von Akustikpaneelen an Wände und Decke ausreichend oder sind zusätzlich Abschirmungen wie Stellwände in Büros oder Kapselungen von Maschinen in Industriehallen sinnvoll?
  • Praktische Aspekte: Welcher Typ von Schallabsorber (zB. Deckensegel oder Baffeln) eignet sich am besten um bei gegebener Raumgeometrie sowie vorhandenen Decken- und Wandeinbauten kurze Montagezeiten zu erzielen? Welche Abhängigkeiten bestehen mit Elektrik, Heizungs- und Lüftungstechnik? Welche thermischen Aspekte (zB. thermoaktive Decke) sind zu berücksichtigen? Benötigte Brandklasse der Akustikpanele? Existieren spezielle Anforderungen an das Raumklima, zB. Reinraum, Hallenbad?
  • Architektonische Aspekte: Welcher Typ, Farbe und Format von Schallabsorbern eignet sich am besten um den Raum in ästhetischer Hinsicht optimal zu gestalten?

Alle oben erwähnte Fragen beantworten wir im Laufe des Planungsprozesses, gerne auch in Zusammenarbeit mit Ihrem Architekten und Bauphysiker, um am Ende eine optimale Lösung für Ihren Raum zu finden.

Akustik-Engineering mit Gewährleistung

Durch Anlagen zur Messung von Schallpegeln, Nachhallzeiten und anderen raumakustischen Parametern wie der Sprachverständlichkeit können wir den akustischen Status-Quo eines Raumes präzise bestimmen und gezielte raumakustische Maßnahmen zur Optimierung empfehlen. Um eine raumakustische Maßnahme exakt zu dimensionieren wird ihr Effekt unter Einbeziehung der Messdaten entweder mit mathematischen Methoden oder Akustik-Simulationsprogrammen wie CATT Acoustic berechnet. So können wir Ihnen bereits vor der Ausführung der Maßnahme eine Gewährleistung bezüglich des Erreichens der Sollwerte laut gültigen Normen wie ÖNORM B8115-3,  DIN 18041, VDI 2569, bzw. den österreichischen und deutschen  Arbeitnehmerschutzverordnungen VOLV,  TRLV-Teil 3 und ASR-3 geben.

Folgendes Video zeigt die Impulsantwort einer mit CATT-Acoustic simulierten Produktionshalle mit Maschinen und verklebten Decken- und Wandabsorbern. Referenzprojekt AirAmbulance Technology GmbH. Eine an der linken Wand positionierte Schallquelle sendet einen kurzen Schallimpuls aus. Die Strahlen veranschaulichen die Schallwellen, die entweder direkt von der Quelle emittiert, von den Raumbegrenzungsflächen reflektiert, den in oranger Farbe dargestellten Maschinen gestreut, oder den in grüner Farbe dargestellten Schallabsorbern absorbiert werden. Die Farbe der Strahlen markiert den Schalldruckpegel, von rot für hohen, bis blau und schwarz für niedrigen Schalldruckpegel. Durch die vorhandene Schallabsorption nimmt im Laufe der Zeit die Anzahl Strahlen ab und die Farbe wechselt von rot über gelb bis blau und schwarz. Die Zeit zwischen Aussenden des Impulses und einer mittlere Pegelabnahme von 60dB nennt man Nachhallzeit.

Folgende Audiobeispiele und Grafik zeigen die Nachhallzeit einer Produktionshalle vor- und nach der Montage von 1200m2 Schallabsorbern. Vor der Maßnahme liegt die Nachhallzeit in den verschiedenen Oktavbändern zwischen 2 und 5 Sekunden, danach konstant bei ca. 1.5 Sekunden. Die Nachhallzeitreduktion der Halle ist deutlich hörbar – Impulsantwort vor und nach der Maßnahme:

Im Fall von kleineren Räumen bzw. geringerem Budget für die raumakustische Planung können als Alternative zur Akustik-Simulation einfachere Berechnungsmethoden zur Prognose von Nachhallzeiten und mittlerem Schallabsorptionsgrad lt. ÖNORM B8115-3 bzw TRLV-3 verwendet werden. Diese Methoden unterliegen verschiedenen Einschränkungen bezüglich der berechneten akustischen Parameter und Raumgeometrien. Wir beraten Sie gerne für eine an Ihren Raum angepasste Akustik-Planung.

Raumakustische Planungskriterien

Die Ziele der akustischen Dimensionierung von Räumen hängt im Wesentlichen von den Eigenschaften (wie Volumen, Geometrie, Streukörperdichte) und der Nutzung eines Raumes ab:

  • Industriehallen und Werkräume mit lautem Maschinenlärm: Schallpegelreduktion durch Einhalten der durch den Arbeitnehmerschutz  (VOLV,  TRLV-3, ASR-3) festgelegten Sollwerte für mittlere Schallabsorptionsgrade sowie Schallpegelabnahme über die Entfernung. Dies wird durch Abschirmung der dominanten Lärmquellen und korrekte Dimensionierung von Schallabsorber-Flächen an  Decke und Wand erreicht.
  • Großraumbüros, Mehrpersonenbüros und Restaurants: Erhöhung der „Privatheit“, dh. Schallpegelreduktion und Minimierung der Sprachverständlichkeit (STI) nach ISO 3382-3 und VDI 2569 durch korrekte Dimensionierung von Trennwänden und  Nachhallzeit.
  • Unterrichtsräume, Seminarräume: Schallpegelreduktion und Maximierung der Sprachverständlichkeit durch korrekte Dimensionierung der Nachhallzeit. Schalllenkung vom Vortragenden zum Publikum.
  • Konferenzräume: Optimierung der Sprachverständlichkeit durch korrekte Dimensionierung der Nachhallzeit.
  • Musikräume: Korrekte Dimensionierung der Nachhallzeit, die konstant sein sollte über das gesamte musikalisch relevante Spektrum. Optimierung raumakustischer Parameter wie Klarheit, Vermeidung später Reflexionen und homogene Schalldruckverteilung im Publikum.
  • Mehrzweckräume: Ein Kompromiss aus oben erwähnten, teilweise widersprüchlichen Kriterien muss gefunden werden.

Wissenschaftliche Publikationen im Bereich Raumakustik

Die akustische Modellierung von Räumen impliziert diverse Unsicherheiten bezüglich der Ausgangsdaten, die die Ergebnisse entscheidend beeinflussen. So sind z.B. die Streugrade von Einrichtungsgegenständen und Maschinen i.a. unbekannt und müssen geschätzt werden. Die Ergebnisse von raumakustischen Simulationen sind daher oft mit starken Ungenauigkeiten behaftet. Unsere Büro- und Industrieakustik Projekte eignen sich bestens für praxisbezogene, vergleichende wissenschaftliche Studien, um die Genauigkeit von akustischen Modellierungsverfahren unter Berücksichtigung von verschiedenen Konfigurationen der Eingangsparameter zu evaluieren. Publikationen:

Weiters beschäftigen wir uns mit dem Thema der Dimensionierungsfunktionen in raumakustischen Normen wie der DIN 18041 und der ÖNORM B8115-3 und deren Auswirkungen auf die Schallpegelreduktion für unterschiedliche Raumgeometrien. Eine neue Funktion wurde entwickelt. Durch Simulationen wurde gezeigt, dass mit dieser Funktion im Vergleich zu bekannten Ansätzen ausgewogenere Schallpegelreduktionen erreicht werden können. Publikationen:

Thomas Ziegler’s vollständige Publikationsliste finden Sie hier

Planungsbeispiel: Der Effekt von Trennwänden im Open Space Office

Die akustischen Planungsziele in offenen Bürolandschaften sind (1) eine starke Schallpegelabnahme mit der Entfernung zur Quelle und (2) eine möglichst schlechte Sprachverständlichkeit um die Konzentration von Mitarbeitern durch Telefonate von Kollegen nicht zu stören. Sprachverständlichkeit wir in der Raumakustik durch den „Speech Transmisson Index“ (STI) ausgedrückt, wobei 0 sehr schlechte und 1 optimale Sprachverständlichkeit bedeutet. Beide Planungsziele werden durch eine akustisch wirksame Decke in Kombination mit Akustik-Trennwänden erreicht. Nachfolgende Diagramme zeigen den STI in Entfernung zur Schallquelle im Open Space Office eines unserer Referenzprojekte. Die grünen vertikalen Linien des linken Bildes (Messreihe 1) markieren die Position der Trennwände, die kleinen blauen Quadrate die Mikrofonpositionen. Der starke, gewünschte Abfall des STI nach den Trennwänden ist auffällig. Messreihe 2 wurde im Flur desselben Büros gemessen, der keine Trennwände hat. Die Abfallkurve ist deutlich flacher als im linken Bild.

Beschränkungen

Raumakustische Messungen und Berechnungen führen wir ausschließlich im Zusammenhang mit Sanierungsprojekten durch, bei denen wir auch den Verkauf und/oder die Montage des Absorbermaterials anbieten. Für Neubau-, Schalldämmungs- oder Lärmimmissionsprojekte empfehlen wir Ihnen gerne ein, für die jeweilige Aufgabe geeignetes, bauphysikalisches Ingenieurbüro.