Akustik Flashcards
Schall
Schall ist eine Sammelbezeichnung für mechanische Schwingungen und Wellen im Frequenzbereich des menschlichen Hörens (16–20.000 Hz) = „alles, was man hören kann“
Bei Frequenzen unter 16 Hz spricht man von Infraschall, über etwa 20 kHz von Ultraschall, über etwa 1 GHz von Hyperschall.
Schall kann sich in jedem Medium ausbreiten, dessen Atome oder Moleküle nicht vollkommen fixiert sind, also insbesondere allen Gasen, Flüssigkeiten und Festkörpern. Dabei hängt seine Ausbreitungsgeschwindigkeit, die
Schallgeschwindigkeit, stark vom jeweiligen Medium ab.
Im engeren Sinn versteht man unter Schall allerdings nur Schallwellen, die sich durch die Luft ausbreiten (Luftschall). Die Lehre von den mit dem Schall verbundenen
Erscheinungen ist die Akustik.
Harmonische Schwingung - Kurve
- Sinuskurve
- Maximum/Minimum = Umkehrpunkt
- y-Wert von Extrema = Amplitude
- von einem Maximum zum nächsten Maximum = Periodendauer (Frequenz)
- x-Achse: Zeit
- y-Achse: Auslenkung (Elongation)
Ton
hier vollführt der Schalldruck eine harmonische Schwingung (Sinuskurve).
Die Tonhöhe entspricht der Frequenz, die Lautstärke der Amplitude dieser
Schwingung: Je höher die Frequenz, desto höher der Ton, je größer die Amplitude,
desto größer die Lautstärke.
Klang
hier ist eine Überlagerung von Tönen mit unterschiedlichen Frequenzen und Amplituden. Sind die Frequenzen Vielfache einer Grundfrequenz, spricht man von Grundton und Obertönen.
Geräusch
bezeichnet man ein Schallereignis mit unregelmäßiger Schwingungsform. Es enthält sehr viele einzelne Schwingungen.
Knall
hier liegt eine schlagartig einsetzende, sehr kurz andauernde mechanische Schwingung großer Amplitude zugrunde.
SCHALLDRUCK / SCHALLDRUCKPEGEL
Lp = 20 * lg (p/p0) [dB]
Lp = Schalldruckpegel
p = vorhandener Schalldruck
p0 = Bezugs Schalldruck; international festgelegt (2*10-5 N/m2 bzw. 20 μPa)
dies gilt als Hörschwelle (= 0dB)
Der Schalldruckpegel des Hörbereichs liegt zwischen 0 dB (Hörschwelle) und
130 dB (Schmerzgrenze).
1 dB = 10 lg (x/x0) > Ein Dezibel ist der zehnfache dekadische Logarithmus
des Verhältnisses einer Größe x zu einer Basisgröße x0.
Dies führt dazu, dass das menschliche Gehör eine Änderung des Schalldruckpegels um +10 dB als Verdoppelung der Lautstärke
wahrnimmt. (logarithmische Skala bei Verleich von Geräuschquellen)
LAUTSTÄRKE WAHRNEMHEN
Das menschliche Ohr kann zwei Töne mit demselben Schalldruckpegel aber
unterschiedlicher Frequenz als verschieden laut empfinden.
Demnach wurde neben dem physikalischen Maß des Schalldruckpegels auch das subjektive Maß der Lautstärke eingeführt.
Das Ohr ist zumeist für tiefe Töne weniger empfindlich.
SCHALLAUSBREITUNGSGESCHWINDIGKEIT c
Schall breitet sich in der Luft kugelförmig aus. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit c einer Schallwelle hängt von den elastischen Eigenschaften des leitenden Stoffes ab. Je elastischer ein Stoff, desto kleiner ist c. Mit der Ausbreitung der Welle ist auch eine Dämpfung verbunden, die eine weitere Materialeigenschaft darstellt.
(m/s)
Materialen nach Schallausbreitungsgeschwindigkeiten (von niedrigster zur höchsten)
Luft
Blei
Gummi
Wasser
Mauerwerk
Holz
Stahl
Glas
BAUAKUSTIK - Schallarten
Man unterscheidet:
Luftschall > Schall, der sich in der Luft ausbreitet
Körperschall > Schall, der sich in festen Stoffen ausbreitet
Trittschall > Schall, der beim Gehen und bei sonstigen Anregungen einer Decke als Körperschall entsteht und teilweise als Luftschall abgestrahlt wird
Schallschutz
Maßnahmen gegen Schallentstehung
Maßnahmen, die die Schallübertragung
von einer Schallquelle zum Hörer
reduzieren. Dabei können Schallquelle und
Hörer in:
- verschiedenen Räumen sein; d.h.
Schallschutz durch Schalldämmung
oder - In gleichen Räumen sein; d.h.
Schallschutz durch Schallabsorption
AKUSTISCHE QUALITÄTEN IM GEBÄUDE
Bauakustik >
Lärmpegelreduktion zwischen Räumen.
Anforderung an Bauteile: Verhinderung der Weiterleitung von Schall.
Schalldämm-Maß R [dB]
Raumakustik >
Akustische Qualität innerhalb eines Raumes.
Anforderung an Bauteile: Schallabsorbierende Bauteile, wenn
die Nachhallzeit reduziert werden soll (nutzungsabhängig).
Nachhallzeit T [sec]
