Generatives Design für eine akustische Optimierung von Räumen für Sprache am Beispiel des „perfekten Klassenraums“
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Abstract:
Die akustische Optimierung von Räumen für Musik und Sprache ist derzeit meist noch ein weitgehend manueller Prozess, bei dem architektonische Entwürfe durch den Akustiker iterativ angepasst, und die Wirkung dieser Anpassung jeweils durch analytische oder numerische Verfahren auf den Einzelfall bezogen überprüft wird. Eine rein algorithmische, automatische Optimierung steht derzeit noch vor der Herausforderung, einerseits die große Anzahl möglicher Freiheitsgrade im Hinblick auf die Primär- und Sekundärstruktur zu bewältigen, andererseits verschiedene Algorithmen für die Modellierung des Raums, für die raumakustische Simulation, und für die Optimierung selbst miteinander zu verbinden.Die vorliegende Studie ist ein erster Schritt in diese Richtung. Am Beispiel eines Klassenraums, dessen Volumen, geometrische Proportionen und Wandmaterialien im Hinblick auf eine optimale Sprachverständlichkeit variiert werden sollen, stellen wir ein Software-Framework vor, das Algorithmen zur stochastischen Optimierung, zur Formgenerierung und zur akustischen Simulation kombiniert, und damit in der Lage ist, aus einer sehr großen Anzahl möglicher Lösungen nicht nur den „optimalen Raum“ zu finden, sondern auch den Einfluss einzelner Designvariablen und deren komplexes Zusammenspiel systematisch zu untersuchen.