Experimentelle und numerische vibroakustische Untersuchung der Trittschallübertragung durch eine Brettsperrholzdecke in einem Schulgebäude
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Abstract:
In diesem Beitrag wird die Trittschallübertragung über eine Geschoßdecke eines Schulgebäudes untersucht. Im Obergeschoß befindet sich ein Turnsaal, im Untergeschoß Klassenzimmer. Die konstruktive Ausbildung der Decke ist über eine Brettsperrholzdecke mit schwimmendem Estrich realisiert. Ziel ist es, die als störend empfundene Trittschallabstrahlung über die Geschoßdecke experimentell zu bestimmen und durch ein geeignetes numerisches Modell abzubilden, sodass darauf basierend Sanierungskonzepte untersucht werden können. Das Schwingungsverhalten der Geschoßdecke im Frequenzbereich bis 50 Hz wird durch eine experimentelle Modalanalyse untersucht, auf dessen Basis ein Finite Elemente (FE-) Modell der Decke erstellt wird. Das raumakustische Verhalten eines Klassenzimmers bis 200 Hz wird durch Schalldruckmessungen experimentell untersucht und ebenso ein (akustisches) FE-Modell erstellt. In weiterer Folge wird der experimentell durchgeführte Trittschallversuch mittels Normhammerwerk numerisch abgebildet, wobei verschiedene Berechnungsvarianten untersucht werden: Erstens wird die abgestrahlte Schallleistung aus dem Geschwindigkeitsfeld der Brettsperrholzdecke bestimmt, also ohne Berücksichtigung der Raumakustik im Empfangsraum. Zweitens wird ein voll gekoppeltes vibroakustisches Modell untersucht, das vom Berechnungsaufwand wesentlich größer ist, jedoch insbesondere bei sehr niedrigen Frequenzen auf deutlich andere Ergebnisse führt. Drittens werden die beiden Teilsysteme sequentiell berechnet, was sich hinsichtlich Berechnungsaufwand und Genauigkeit als guter Kompromiss erweist. Basierend auf dem an die Messdaten angepassten FE-Modell werden Sanierungskonzepte, beispielsweise eine zusätzliche Aufbetonschicht, untersucht.