RUHR-UNIVERSITÄT BOCHUM Baukonstruktionen und Bauphysik Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Wolfgang M. Willems

Ergebnisse Tutorium 8 bis 10 (Schall) Tutorium 8: Aufgabe 1: zweischaliges System ⇒ Eigenfrequenz d = 0,017 m ⇒ gew . d = 2 cm

Aufgabe 2:

f [Hz]

100

125

160

200

250

315

400

500

630

800

1000

1250

1600

2000

2500

3150

L1 [dB]

72,3

80,8

87,3

89,5

88,7

87,9

89,1

88,7

88,0

87,5

90,9

89,7

93,2

93,2

80,7

L2 [dB]

47,0

51,8

53,4

50,4

50,6

51,9

52,6

52,1

51,8

50,6

52,7

55,9

48,5

51,3

49,3

45,5

D [dB]

17,5

20,5

27,4

36,9

38,9

36,8

35,3

37,0

36,9

37,4

34,8

35,0

41,2

41,9

43,9

35,2

3,20

3,20

3,20

1,88

1,88

1,88

1,56

1,56

1,56

1,45

1,45

1,45

1,30

1,30

1,30

1,12

A [m2]

3,17

3,17

3,17

5,40

5,40

5,40

6,51

6,51

6,51

7,00

7,00

7,00

7,81

7,81

7,81

9,07

26,4

29,4

36,3

43,5

45,5

43,4

41,1

42,8

42,7

42,9

40,3

40,5

46,2

46,9

48,9

39,6

T [s]

64,5

R' [dB]

a)

Bauphysik Tutorium 8 - 10 Schall - V 1.0

BP Tut 8 - 10 - 1

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b)

Bezugskurve auf 24 dB verschoben:

Bauphysik Tutorium 8 - 10 Schall - V 1.0

BP Tut 8 - 10 - 2

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Aufgabe 3: Anforderungen L Am = 63 dB (A) [oder 66 dB (A)] Lärmbereich III [IV], Bettenräume in Sanatorien:

erf. R’w,res = 40 dB [45 dB]

erf. R ' w,res = 39 dB

Luftschalldämmung der Wand

m' = 654 kg m²

R 'w,R = 57 dB

Gesamte Wand:

R 'w,res = 37 dB < erf. R 'w,res = 39 dB

Zur

Verbesserung

des

Schallschutzes

Nachweis nicht erfüllt!

ein

besser

schalldämmendes

Fenster

(z. B. R w,R = 35 dB) einsetzen.

R'w,res = 40 dB > erf. R ' w,res = 39 dB

Nachweis erfüllt!

Aufgabe 4: erf R’w ≥ 67 dB (DIN 4109 Bbl.2, Tab. 2) Vorschlag für erhöhten Schallschutz maßgebend! Konstruktion mit durchgehender Gebäudetrennfuge. gew.: 2 x 240 mm ρ = 1000 kg/m³ Aufgabe 5: a) Hotel:

Mindestschallschutz Erf. Dicke

b) Schule:

c) Kegelbahn:

erf R’w ≥ 47 dB

erf. d = 0,128 m

Gewählte Dicke:

d = 17,5 cm

Mindestschallschutz

erf R’w ≥ 52 dB

Erf. Dicke

erf. d = 0,203 m

Gewählte Dicke:

d = 24 cm

erhöhten Schallschutz

erf R’w ≥ 67 dB

Erf. Dicke

erf. d = 0,727 m

Gewählte Dicke: Bauphysik Tutorium 8 - 10 Schall - V 1.0

d =74 cm → 2-schalige Wand notwendig! BP Tut 8 - 10 - 3

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Tutorium 9: Aufgabe 1: a) Zulässiger bewerteter Norm-Trittschallpegel L’n,w: L’n,w ≤ 43 dB Norm-Trittschallpegel der Massivdecke L’n,w,eq,R:

m' = 10 + 0,16 ⋅ 2300 = 378 kg

m²

Aus Tabelle abgelesen: Ln,w,eq,R = 74 dB

Ermittlung des Trittschallverbesserungswert ∆Lw,R: s' =

Edyn

1,6 = 40 MN 3 m d 0,04 = 0,05 ⋅ 1900 = 95 kg =

m'estrich

2

≥ 70 kg

m m2 Abgelesen aus Tabelle ΔL w = 24 dB

Erf. Korrekturwert KT:

L'n,w,R = Ln,w,eq − ΔL w − KT + 2 dB ≤ erf .L'n,w L'n,w,R = 74 − 24 − KT + 2 dB ≤ 43 dB K T ≥ 74 − 24 + 2 − 43 = 9 ⇒ K T = 10 dB Als Empfangsräume können der übernächste auf gleicher oder der Etage darunter und der Raum über dem Senderaum genutzt werden. b) Erf. Trittschallverbesserungswert ∆Lw,R:

L'n,w,R = Ln,w,eq,R − ΔL w,R − K T + 2 dB ≤ erf.L'n,w L'n,w,R = 74 − ΔL w,R − 0 + 2 dB ≤ 43 dB ΔL w,R ≥ 74 + 2 − 43 = 33 dB Nein, nur durch die Veränderung der Dynamischen Steifigkeit können die Anforderungen nicht erfüllt werden, da die Tabelle bei ∆Lw,R = 30 dB endet.

Bauphysik Tutorium 8 - 10 Schall - V 1.0

BP Tut 8 - 10 - 4

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Aufgabe 2: Norm-Trittschallpegel der Massivdecke L’n,w,eq,R: m' = 10 + 0,16 ⋅ 2300 = 378 kg

m2

Abgelesen aus Tabelle ⇒ Ln,w,eq,R = 74 dB

Ermittlung des Trittschallverbesserungswert ∆Lw,R: s' =

Edyn

0,8 = 20 MN 3 m d 0,04 = 0,05 ⋅ 1900 = 95 kg =

≥ 70 kg 2 m2 m Abgelesen aus Tabelle ΔL w,R = 28 dB

m'Estrich

Nachweis: L'n,w,R = Ln,w,eq,R − ΔL w,R − K T + 2 dB ≤ erf . L'n,w L'n,w,R = 74 − 28 − 0 + 2 dB ≤ 46 dB L'n,w,R = 48 dB ≥ 46 dB = erf . L'n,w → Nachweis nicht erbracht! Bodenbelag Teppich: Teppich mit t = 4 mm hat ein ∆Lw,R = 19 dB (Tabelle S Ü3 -5) deshalb kann man keine größere Trittschallminderung ansetzen. Es bleibt bei L'n,w = 48 dB ≥ 46 dB

→ Nachweis nicht erbracht!

Bodenbelag Laminat: Das Laminat hat ein ∆Lw,R = 20 dB deshalb kann man eine größere Trittschallminderung ansetzen. Aus Tabelle abgelesen ΔL w,R = 30 dB L'n,w,R = 74 − 30 − 0 + 2 dB ≤ erf. L'n,w = 46 dB

→ Nachweis erbracht!

L'n,w,R = 46 dB ≤ erf. L'n,w = 46 dB Weichfedernde Bodenbeläge dürfen nur angesetzt werden, wenn man mit erhöhten Anforderungen nach DIN 4109 oder VDI 4100 rechnet. Da weichfedernde Bodenbeläge möglicherweise ausgetauscht werden können, muss festgehalten werden, dass der Boden immer mit einem Bodenbelag mit min ∆Lw,R aus dem Nachweis belegt wird.

Bauphysik Tutorium 8 - 10 Schall - V 1.0

BP Tut 8 - 10 - 5

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Tutorium 10: Aufgabe 1: 1. Äquivalente Schallabsorptionsfläche A SParket = 0,40 ⋅ 5 ⋅ 16 = 32,0 m²

αParket = 0,07

SDecke = 5 ⋅ 16 = 80,0 m²

αDecke = 0,51

SFenster = ( 5 + 16 ) ⋅ 2 ⋅ 0,2 ⋅ H = 8,4 ⋅ H m² STür

= ( 5 + 16 ) ⋅ 2 ⋅ 0,02 ⋅ H = 0,84 ⋅ H m²

αFenster = 0,10 α Tür

= 0,06

S Wand = ( 5 + 16 ) ⋅ 2 ⋅ 0,78 ⋅ H = 32,76 ⋅ H m²

α Wand = 0,04

nSchüler = 16

A Schüler = 0,43

A = 49,92 + 2,20 ⋅ H [m² ]

2. Nachhallzeit → Tsoll = 0,60 s 3. Bestimmung der Raumhöhe V ≤ Tsoll A 5 ⋅ 16 ⋅ H 0,163 ⋅ ≤ 0,60 49,92 + 2,20 ⋅ H

T = 0,163 ⋅

0,163 ⋅ 80 ⋅ H ≤ 0,60 ⋅ ( 49,92 + 2,20 ⋅ H) 13,04 ⋅ H ≤ 29,95 + 1,32 ⋅ H 11,72 ⋅ H ≤ 29,95 ⇒ H ≤ 2,56m

Gewählte Raumhöhe: 2,55 m

Bauphysik Tutorium 8 - 10 Schall - V 1.0

BP Tut 8 - 10 - 6

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Aufgabe 2: Erf. Nachhallzeit: V = 20 ⋅ 7,5 ⋅ 4 − 1⋅ 5,5 ⋅ 5 = 572,5 m3 ⎛ ⎞ V Tsoll = ⎜ 0,45 ⋅ lg + 0,07 ⎟ = ( 0,45 ⋅ lg572,5 + 0,07 ) = 1,31 s ⎜ ⎟ [m³ ] ⎝ ⎠

30 m³ ≤ V ≤ 30000 m³

Absorptionsflächen: nMusiker

=

0,5 ⋅ 5,5 ⋅ 5,0 = 13 Musiker 1,1

A Musiker

SPublikum = 11,5 ⋅ 5,5 = 63,3 m2

= 1,07

αPublikum = 0,85

SFenster

= 2,0 ⋅ 1,5 = 3,0 m

STür

= 2,0 ⋅ 2,0 = 4,0 m

S Wände

= 2 ⋅ 4 ⋅ ( 20,0 + 7,5 ) − 3,0 − 4,0 − 1,0 ⋅ 5,5 = 207,5 m

SDecke

= 20,0 ⋅ 7,5 = 150,0 m2

2 2

SLauffläche = 5,5 ⋅ (1,5 + 2,0 ) + 2 ⋅ 1,0 ⋅ 20,0 = 59,3 m2

2

αFenster

= 0,89

α Tür

= 0,05

α Wände

= 0,04

αDecke

= 0,03

αLauffläche = 0,10

SPodest

= 2 ⋅ 5,0 ⋅ 1,0 + 5,5 ⋅ 1,0 + 0,5 ⋅ 5,5 ⋅ 5,0 = 29,3 m2

αPodest

= 0,06

A

= ∑ αi ⋅ Si + ∑ n j ⋅ A j = 63,3 ⋅ 0,85 + 3,0 ⋅ 0,89 + 4,0 ⋅ 0,05 + 207,5 ⋅ 0, 04 +150,0 ⋅ 0,03 + 59,3 ⋅ 0,10 + 29,3 ⋅ 0,06 + 13 ⋅ 1,07 = 91,1 m2

Vorhandene Nachhallzeit: T = 0,163 ⋅

V 572,5 = 0,163 ⋅ = 1,02 s A 91,1 unzulässig!

T 1,02 = = 0,78 < 0,8 Tsoll 1,31 Nachhallzeit zu klein deshalb Absorptionsfläche A verkleinern, das größte Potenzial liegt bei den Stühlen (S und α groß). Da sich der α-Wert wenig vermindern lässt wird nur die 80 %-Grenze angestrebt.

Bauphysik Tutorium 8 - 10 Schall - V 1.0

BP Tut 8 - 10 - 7

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Tsoll = 0,8 ⋅ 1,31 = 1,05 A soll = 0,163 ⋅

α soll ≤

V 572,5 = 0,163 ⋅ = 88,9 m² Tsoll 1,05

88,9 − ( 91,1 − 63,3 ⋅ 0,85 )

gew. : α = 0,80

63,3

= 0,81

Publikum auf Holzstühlen

Alternative: Raumhöhe vergrößern

Bauphysik Tutorium 8 - 10 Schall - V 1.0

BP Tut 8 - 10 - 8