AKUSTIK Flashcards
Was ist Akustik?
Lehre vom Schall, seiner Ausbreitung & Schallempfindung
Was umfasst die Raumakustik?
Schallausbreitung innerhalb von Räumen
Was umfasst die Bauakustik?
Schallübertragung zwischen Räumen
Bei welchem Bereich der Akustik in der Bauphysik ist der Nachweis lediglich eine Empfehlung und nicht rechtlich angefordert?
Raumakustik
Was ist Schall?
Schall ist eine mechanische Schwingung, die sich in einem elastischen Medium in Form von Wellen ausbreitet
Was ist eine Schwingung?
Bewegung einer Masse um eine Ruhelage
Was ist eine Welle?
durch die Kopplung benachbarter Teilchen pflanzt sich die Bewegung des einzelnen Massenteilchens im Raum fort
Was wird beim Schall transportiert?
es wird ausschließlich Energie transportiert -> keine Materie (vgl. Konvektion)
Was sind drei relevante physikalische Größen von Schwingungen?
- Schwingungsdauer T in s
- Frequenz f in Hz
- Auslenkung / Schwingung y in m
Wie funktioniert die Schallausbreitung durch Luft?
durch die Bewegung der Luftmoleküle werden Druckunterschiede erzeugt -> pflanzen sich als Schallwellen fort
In welcher Form von Wellen pflanzt sich der Schall in der Luft fort?
Longitudinalwellen
Von was ist die Ausbreitungsgeschwindigkeit von Schall abhängig?
von den Eigenschaften des Trägermediums (nicht von Frequenz o. Wellenlänge)
Bedeutet eine große Frequenz eine kleine oder große Wellenlänge?
kleine Wellenlänge
Durch was erfolgt die mechanische Schwingung im Raum?
Durch Wellen
Ist die Ausbreitungsgeschwindigkeit c in Feststoffen oder in Gasen schneller?
Feststoffen (bsp. Stahl)
Was ist die Ausbreitungsgeschwindigkeit von Luft?
343,5 m/s
Was sind Frequenzen?
-Tonhöhen, die der Menschen wahrnehmen kann
- Schwimgungsdauer
Was sind die Unter und Obergrenzen der vom Menschen wahrnehmbaren Frequenzen?
fu= 16/20 Hz (Wellenlänge 21m)
fo= 20 000 Hz (Wellenlänge 1,7cm)
Wann tritt Interfrequenz auf?
Bei Überlagerung mehrerer Wellen
Was ist ein diffuses Schallfeld?
Schallfeld, das gleichmäßig im Raum verteilt ist
Was ist die wesentlichste akustische Kenngröße eines Raumes?
Nachhallzeit T
Was ist die Nachhallzeit?
Die Kenngröße des diffusen, nicht stationären Schallfeldes
-> zeitliche Beschreibung des Schallfeldes direkt nach Abschalten einer Schallquelle
Was ist die äquivalente Schallabsorptionsfläche?
Gesamt-Schallabsorption eines Raumes
Wodurch entsteht Absorptionswirkung des Schalls in der Luft?
entsteht durch Reibung der Luftmoleküle während Schallausbreitung (durch Reibung geht Energie verloren)
- > besonders relevant in großen & wenig bedämpften /halligen Räumen
Schallabsorption geschieht durch was?
- Absorption an Raumoberflächen (Teil davon durch Transmission)
- Absorption an Bestuhlung, Personen, Objekten
- Absorption in Luft
Kann die Schallabsorption beeinflusst werden?
Ja.
Durch gezielte Auswahl & Anordnung von Absorbern
-> 3 Absorbergruppen: Poröse Absorber, Plattenschwinger, Helmholtz-Resonatoren
Wie funktioniert ein poröser Absorber?
Absorption durch Energieumwandlung in den Poren in Wärme (durch Reibung an Poren)
-> Wirkung stark abhängig von Porosität (je höher, desto besser Absorption) & Strömungswiderstand des Materials
Wie funktioniert ein Plattenschwinger?
Entzieht dem Schallfeld Energie, in dem sie in Schwingung versetzt wird (Schall auf Platte -> beginnen zu schwingen -> nehmen dadurch Schall auf)
-> va. Tieffrequente & schmallbandige Absorptionswirkung -> deshalb oft in Kombination mit porösen Absorbern
Wie funktioniert Helmholtzresonatoren?
Entziehen Schallfeld Energie infolge des eigenen Resonanzen Verhaltens (Luft in Öffnung -> beginnt zu schwingen, kommt nicht raus)
-> physikalische Beschreibung als Masse-Feder-System
- Luft im Resonatorhals (Masse) schwingt vor eingeschlossenen Luft (Feder)
Wann benutzt man die Bestimmung nach Nachhallzeit T nach Sabine und wann nach Eyring?
- Sabine bei kleinen bis mittleren Absorptionsgraden kleiner als 0,2
- Eyring bei hohen Schallabsorptionen im Raum
Was kann man mit dem Ergebnis der Nachhallzeit anfangen?
- anhand von Nachhallzeit können Aussagen getroffen werden, wie “hallig” bzw. “trocken” ein Raum subjektiv empfunden wird
-> damit können auch Rückschlüsse auf die Sprachverständlichkeit gezogen werden
-> in schalltrockenen Räumen (mit kurzen Nachhallzeiten) wird Verständlichkeit von Sprache wesentliche beeinflusst
Eine als optimal anzusehende Nachhallzeit eines Raumes ist von was abhängig?
- Dem Raumvolumen
- der Nutzungsart des Raumes
Was ist das Ziel des Schallschutzes?
Senkung von Geräuschen aus benachbarten Räumen und/oder von Aussenräumen in schutzbedürftigen Räumen
welche Kenn- und Bewertungsgrößen gibt es beim Schallschutz?
- Luftschalldämmung
- Trittschalldämmung
- Geräusche von Wasserinstallationen & haustechnischen Anlagen
Was ist dad relevante Regelwerk im Schallschutz?
DIN 4109 (2018 bauaufsichtlich eingeführt)
Was soll mit Mindestschallschutz an Gebäuden verhindert werden?
Sollen unzumutbare (Schädigung des Gehörs) Geräuschbelästigungen verhindert werden
-> Geräuschübertragung wird meist nicht auf ein “komfortables” Niveau abgesenkt oder Wohlfühlen erreicht (“gegenseitig Rücksicht nehmen”)
Welches Maß wird für die Schalldämmung verwendet?
Schalldämm-Maß R
- Frequenzabhängige Größe zur Kennzeichnung der Schalldämmeigenschaften von Bauteilen
Was versteht man unter Frequenz?
Due Schwingungsanzahl pro Sekunde
Was bestimmt die Frequenz bei einer Schwingung?
Die Tonhöhe
Was versteht nan unter Amplitude?
Die maximale Auslenkung
Was kennzeichnet die Schwingungsdauer T?
die Zeit zwischen zwei aufeinander folgenden, gleichen Schwingungssätzen und sie wird in Sekunden angegeben
Was hat die Dichte eins Stoffes mit der Ausbreitungsgeschwindigkeit zu tun?
Geringere Dichte -> höhere Ausbreitungsgeschwindigkeit
Von was ist die Schallgeschwindigkeit abhängig?
Von der Dichte & der Elastizität
-> je elastischer Stoff, umso langsamer breitet sich Schall aus
Was ist der Unterschied zwischen dem bewerteten Schalldämm-Maß R´w & dem (Labor)Schalldämm-Maß Rw?
Das Schelldämm-Maß R´w beschreibt die Luftschalldämmung einschließlich Flankenübertragung oder Nebenwegübertragung.
Das Laborschalldämm-Maß Rw betrachtet den Schall nur bei dem zu prüfenden Bauteil. -> ist eine Bauteilkenngröße
Was sind Merkmale von Wellen?
- Reflexion (an Grenzfläche zwischen 2 Übetragungsmedien)
- Brechung (an Grenzflächen zwischen 2 Übertragungsmedien)
- Beugung ( an Hindernissen)
- Interfrequenz (bei Überlagerung von Wellen)
Was sind Merkmale der Reflexion?
- Einfallswinkel = Ausfallswinkel
- immer abhängig von Oberfläche, Reflexionsfläche, Frequenz/Wellenlänge
Was ist diffuse Reflexion?
- schnelle gleichzeitige Schallausbreitung im Raum
Was sind Merkmale der Brechung?
- Änderung der Ausbreitungsrichtung
Was sind Merkmale der Beugung?
- Ablenkung von Wellen an Hindernissen
- Numerische Simulation einer Wellenfronten hinter einem Spalt
Was sind Merkmale der Interfrequenz?
- Überlagerung von Wellen verschiedener Frequenzen: Superposition
-> gleiche Frequenz: Verstärkung
-> umgekehrt: Auslöschung
Was ist ein reiner Ton?
- Zeitverlauf entspricht reinem Sinus-Verlauf
- kleinste Einheit des Schalls
Was ist ein Tongemisch?
- Mehrzahl / Vielzahl von Frequenzen
-> Gemisch aus reinen Sinustönen, deren Frequenz in keinem Verhältnis zueinander stehen
Was ist ein harmonischer Klang?
- Tongemisch, bei dem die Frequenzen der einzelnen (Sinus)Töne einem ganzzahligen Vielfachen des tiefsten Tons entsprechen
-> tiefster Ton: Grundton (entspricht Tonhöhe)
-> höhere Töne: Obertöne (verantwortlich für Klangfarbe / Charakter)
–> Zeitverlauf = periodische Funktion
Was ist ein Klanggemisch?
- Zusammenhang mehrerer (harmonischer) Klänge
- Musik: entspricht Klang
- Darstellung von Tönen / Tongemischen / Klängen in Form von diskreten Spektren möglich
Aus der Summe von was ergibt sich das Gesamtschallfeld?
- Direktschallfeld (erzeugt durch Schallsender)
- Diffusschallfeld (Schallfeld des Raums)
Was passiert bei einem Diffusschallfeld?
beim Auftreten der Schallwellen auf Begrenzungsoberfläche / Objekt im Raum
-> Aufteilen der einfallenden Schallenergie an Objektoberflächen
-> einzelne Anteile: reflektiert, absorbiert, gestreut
Ist die Ausbreitung von Schall temperaturabhängig?
ja
Was ist der Schalldruck?
- Die Schwingungsamplitude
- Größe der Druckschwankungen an einem bestimmten Ort zu einer bestimmten Zeit
-> je größer Amplitude, desto höher Ton
Was ist der Schalldruckpegel?
- braucht man für die Beurteilung & Messung der Lautstärke
- Verhältnis von Schalldruck im Vergleich zu einem Bezugspegel 0 dB
Was ist der Basisschalldruck?
20 uPa -> 0 dB
-> im Bezug auf menschlichen Hörsinn entspricht Basisschalldruck Hörschwelle von 0 dB
Was ist die maximale Lautstärke?
194dB
-> sonst Atmosphärendruck
Was ist ein Geräusch?
- unregelmäßiges Gemisch zahlreicher Töne rasch wechselnder Frequenzen & stark wechselnder Stärke
- zwischen Einzeltönen: kein gesetzmäßiger Zusammenhang erkennbar
- kommt in Natur am Häufigsten vor
Was ist Rauschen?
- spezielle Form des Geräuschs
- stetig, nicht periodisch verlaufende Schallergebnisse
- weißes (linear - Radio) & rosa Rauschen (konstant - Bauakustik)
Von was ist die Wahrnehmung von Schall am wesentlichsten gekennzeichnet?
- Lautstärke (v.a. Schalldruck)
- Tonhöhe (v.a. Frequenz)
Wie viel Lautstärken kann menschliches Gehör unterscheiden?
- kann nur etwa 100 Lautstärkenstufen unterschieden
Was gibt die Schallschnelle an?
- gibt an mit welcher Wechselgeschwindigkeit Luftteilchen um ihre Ruhelage schwingen -> Momentangeschwindigkeit eines schwingenden Teilchens
- va. abhängig von Frequenz & Schalldruckpegel + Druck & Trägheit des Trägermediums
- zeitliche Ableitung der Auslenkung
Was ist die Kreisfrequenz?
- zeitliches Maß dafür, wie schnell eine Schwingung abläuft
-> gibt überstrichenen Phasenwinkel der Schwingung pro Zeitspanne an - Schwingungsperiode entspricht Phasenwinkel von 2 Phi
Was ist die Schallenergiedichte?
- Schallenergie pro Volumeneinheit
- gibt Auskunft über Schallenergie W an einem bestimmten Ort eines Schallfeldes & dessen Energiedichte
Was ist die Schallintensität?
- Leistung pro m2, die auf Ohr trifft -> von Schallwelle
Was ist der Schalleistungspegel?
- die pro Zeitspanne von einer Schallquelle abgegebene Schallenergie
- mechanische Leistung
- Einheit: Watt
