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Kling, Christoph

Investigations into damping in building acoustics by use of downscaled models

Untersuchungen zur Dämpfung in der Bauakustik mit Hilfe verkleinerter Modelle

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Kurzfassung (Deutsch)

Die Arbeit behandelt grundlegende Untersuchungen zu Dämpfungseffekten auf dem Gebiet der Bauakustik. Von besonderem Interesse ist dabei die Bedämpfung der Trennwand in einem Laborprüfstand, die direkt das Schalldämmmaß, die wichtigste Größe der Bauakustik, beeinflusst. Aufgrund der Ergebnisse früherer Arbeiten wurden die Untersuchungen an maßstabsgetreu verkleinerten Modellen durchgeführt. Diese bieten den Vorteil exakter Bauausführung sowie frei wählbarer Materialeigenschaften, und gestatten die Realisierung idealisierter Konstruktionen. Zunächst wurden die notwendigen theoretischen und messtechnischen Grundlagen für bauakustische Modellmessungen gelegt. Ausführliche Materialuntersuchungen lieferten die für Experimente und Rechnungen notwendigen Parameter. Danach wurden einzelne Effekte, die zur Bedämpfung der Trennwand führen, am Modellprüfstand in Form von Verlustfaktoren experimentell bestimmt. Eine Simulation mit der Methode der statistischen Energieanalyse (SEA) gestattete detaillierten Einblick in die Energien und Leistungsflüsse des Gesamtsystems. Experiment und Simulation zeigen übereinstimmend, dass die vom Prüfstand in die Trennwand fließenden Leistungen – entgegen der üblichen Annahme – nicht in jedem Fall vernachlässigt werden können. Bisher als Verluste eingeschätzte Effekte können in der Tat Gewinneffekte sein. Weiterhin wurde das Standardverfahren zur Messung des Gesamtverlustfaktors, dem in der Praxis wichtigsten Maß für die Dämpfung, mit einer transienten SEA-Rechnung analysiert. In Übereinstimmung mit Modellmessungen zeigte sich, dass aufgrund des komplexen Schallleistungsflusses in einem Wandprüfstand der Gesamtverlustfaktor mit dem bisherigen Messverfahren in wichtigen Standardsituationen zu gering bestimmt wird. Die Erkenntnisse über die Bedämpfung einer Trennwand im bauakustischen Wandprüfstand erklären bisherige Unstimmigkeiten, werfen jedoch auch neue Fragen grundlegender Natur auf. In der Praxis wird in Zukunft mehr Aufwand nötig sein, um den Einfluss der Dämpfung korrekt zu erfassen; diese Arbeit bietet dafür einen Ansatzpunkt.

Kurzfassung (Englisch)

This thesis deals with basic investigations into damping effects in the field of building acoustics. Special interest is paid to the damping of a partition wall in a laboratory test facility. This damping directly affects sound insulation which is the most important quantity in building acoustics. In accordance with the results of earlier examinations, the investigations were applied to small downscaled models. These offer the advantage of the exact execution of construction and of freely selectable material properties and allow idealised constructions to be realised. Firstly, the necessary theoretical and experimental bases were provided for the design of the downscaled models. Extensive investigations into material properties led to the parameters required for the experiments and simulations. Thereafter, the individual effects that lead to the damping of the partition wall were determined as loss factors by experiment. A simulation undertaken by means of statistical energy analysis (SEA) allowed detailed insight into the energies and power flows of the system in total to be gained. Both the experiment and the simulation showed in agreement that the power flowing from the facility into the partition cannot be neglected a priori as has been common up to now. Depending on the laboratory situation, effects which have been thought of as loss effects to date can be turned into gain effects for the partition. Moreover, the standard procedure for measuring the total loss factor, which is the main measurement for damping, was analysed by a transient SEA simulation. In agreement with model measurements, it could be shown that, due to the complex power flow in a wall test facility, the total loss factor is determined as much too low for typical standard situations. The insights gained about the damping of a partition wall in a building acoustics test facility explain previous discrepancies but also raise some new questions of a basic nature. In future, more effort will be required in practise to determine the influence of damping. This thesis offers a starting point for that.

SWD-Schlagwörter: Bauakustik
Freie Schlagwörter (deutsch): Modell , SEA , viskoelastisch , Nachhall , Parameteridentifikation
Freie Schlagwörter (englisch): building acoustics , downscale , model , statistical energy analysis , viscoelastic
PACS - Klassifikation: 43.40.+s , 43.00.00 , 43.55.+p , 43.58.+z , 46.35.+z
Institut: Lehrstuhl und Institut für Technische Akustik [613510]
Fakultät: 06 Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik
Hochschule: RWTH Aachen
DDC-Sachgruppe: Physik
Dokumentart: Dissertation
Hauptberichter: Vorländer, Michael (Prof. Dr.)
Quelle: Urspr. ersch.: München : Logos, 2008. ISBN 978-3-8325-1985-8. (Aachener Beiträge zur Technischen Akustik ; 7)
Sprache: Englisch
Tag der mündlichen Prüfung: 29.04.2008
Erstellungsjahr: 2008
Publikationsdatum: 05.11.2008

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