Aufgabe: Einen Raum in verschiedener Weise akustisch auslegen

In dem Online-Rechner haben Sie Gelegenheit das Optimieren der Nachhallzeiten an einem Beispielraum selber zu erproben und zu trainieren.

1. Teil-Aufgabe
Sehen Sie sich zuerst auf den 6 Seiten des Rechners den akustisch unbehandelten Zustand des Raums an, ohne etwas zu verändern. Nutzen sie ggf. die Anleitung um die einzelnen Funktionen kennenzulernen.
Wenn Sie auf der Seite Grafik Nachhall angekommen sind, betrachten Sie wie die Diskrepanz zwischen den berechneten Nachhallzeiten und den DIN-Empfehlungen von der Frequenz und von der Personenzahl abhängt. Wählen Sie dazu die verschiedenen DIN-Empfehlungen aus.

2. Teil-Aufgabe
Wählen Sie nun ein großflächiges Bauteil aus und belegen Sie es versuchsweise mit verschiedenartigen Absorber-Typen. Betrachten Sie auf der letzten Seite jeweils die Auswirkung auf die Nachhallzeiten.
Machen Sie nun erste raumakustische Auslegungen, indem Sie verschiedene Bauteile mit Absorbern belegen (in sinnvoller Weise, z.B. kein Teppich an der Decke). Erproben Sie verschiedene Absorbertypen an verschiedenen Flächen. Legen Sie den Raum versuchsweise als Vortragsraum (DIN-Anforderung 'Sprache'), nach der DIN-Anforderung 'Unterricht' und als Fachraum für Musik-Unterricht aus (DIN-Anforderung 'Musik'), wobei die jeweilige DIN-Anforderungen innerhalb des Toleranzfeldes erfüllt sein soll. Ist es jeweils möglich, die Anforderungen zugleich für minimale und für maximale Besetzung des Raums einzuhalten?

3. Teil-Aufgabe
Wiederholen Sie die Auslegung in der Teilaufgabe (2) und stellen Sie diesmal die zusätzliche Bedingung, daß die Raumdecke thermoaktiv ist und deshalb eine schallharte Beton-Oberfläche haben muß. Stellen Sie fest ob Teilaufgabe (2), ohne die Zusatz-Bedingung, oder Teilaufgabe (3) leichter zu bearbeiten ist.

4. Teil-Aufgabe
Gehen Sie nun auf die Seite 'Raum-Geometrie' und verändern Sie die Raumabmessungen. Beobachten Sie, wie sich dabei die Eigenfrequenzen ändern. Stellen Sie Raumabmessungen ein, bei denen (unterhalb des blau eingefärbten Frequenzbereichs) einige Eigenfrequenzen in zwei oder gar allen drei Raumachsen übereinstimmen, also ein erhöhtes Risiko ausgeprägter Raumresonanzen besteht. Falls Sie es nicht bereits wissen, finden Sie durch systematisches Erkunden oder durch Recherche heraus, unter welcher Bedingung übereinstimmende Eigenfrequenzen auftreten.

5. Teil-Aufgabe
Erproben Sie, bei wieviel verglaster Wandfläche Sie noch die die DIN-Anforderungen 'Sprache' bzw. 'Unterricht' mit geeigneter Absorberwahl einhalten können, wenn zugleich die Raumdecke aus Beton und damit schallhart ist. Erkunden Sie, ob die Anforderungen bei größeren oder bei kleineren Räumen leichter zu erfüllen sind.

6. Teil-Aufgabe
Stellen Sie selber weitere Zusatz-Anforderungen auf, beispielsweise gestalterische Wünsche, und erkunden Sie damit die Grenzen, die noch ein Erfüllen der DIN-Anforderungen erlauben. Vergrößern und verkleinern Sie den Raum nach Belieben.

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Anleitung:

Die Ein- und Ausgabe erfolgt auf sechs über die Tabulatorköpfe zugänglichen Seiten:

1. Die Seite Raum-Geometrie zeigt ein 3D-Modell des Raums, daß Sie drehen und kippen können um es von allen Seiten anzusehen. Über 'ändern' gelangen Sie zur Einstellung der Raumabmessungen (mit OK bestätigen).
Über 'Eigenfreq.' werden, wie beim Ändern, die longitudinalen Eigenfrequenzen des Raums in den drei Raumachsen gezeigt. In einem Übergangsbereich, häufig als 'Schröderfrequenz' bezeichnet (etwas irreführend, da nicht bei einer bestimmten Frequenz), verändert sich das diskrete Spektrum aus einzelnen Eigenfrequenzen zu einem dichten Kontinuum aus nicht mehr trennbaren Eigenfrequenzen, die dann als Raumresonazen keine Rolle mehr spielen. In der Grafik ist dieser Übergang mit einem dunkler werdenden farblichen Hintergrund dargestellt, der die Eigenfrequenzen undeutlicher werden l'äßt.

2. Auf der Seite Flächen-Daten sind die Oberflächen mit ihren Schallabsorptionsgraden und den Absorbertypen tabelliert. In dieser wie in den anderen Tabellen können Sie eine Zeile anklicken und damit ein Element auswählen um es auf der Seite (3) mit einem Absorber zu belegen. Das ausgewählte Element wird mit der Farbe 'Rot' gekennzeichnet.
Zudem kann auf der Seite die minimale und maximale Besetzung des Raums eingestellt werden.

3. Die Seite Absorber-Auswahl listet die zur Auswahl stehenden Oberflächen- und Absorber-Typen. Der spektrale Verlauf der Schallabsorptionsgrade wird im Diagramm dargestellt.
Der Farbcode am Anfang jeder Datenzeile ist aus den spektralen Schallabsorptionsgraden abgeleitet: je dunkler, umso höher die Absorption; je näher am Grau, umso spektral gleichmäßiger ist die Absorption; bläulich bedeutet stärkere Tiefen-Absorption; rötlich oder bräunlich bedeutet stärkere Höhen-Absorption.
Ein ausgewählter Absorber-Typ wird mit der Farbe 'Magenta' gekennzeichnet.

4. Auf der Seite Berechnung Nachhall wird in einer Tabelle der Berechnungs-Vorgang entsprechend der Sabine'schen Näherungsformel für die Nachhallzeiten gezeigt. Es wird sowohl der leere Raum als auch der Raum mit einer zwischen minimaler und maximaler Besetzung einstellbaren Personenzahl berechnet.

5. Die Seite äquivalente Absorptionsflächen zeigt grafisch die äquivalenten Schallabsorptionsflächen der Elemente. An diesen läßt sich erkennen, welche Elemente bei den einzelnen Oktaven wesentliche Beiträge zur Schallabsorption erbringen. Das ausgewählte Element wird rot hervorgehoben.

6. Auf der Seite Grafik Nachhall sind die Ergebnisse der Nachhallzeit-Berechnung für den leeren sowie minimal und maximal besetzten Raum grafisch dargestellt. Zudem wird wahlweise die DIN-Empfehlung für 'Unterricht', 'Sprache' oder 'Musik' mit jeweiligem Toleranzfeld hinterlegt.

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