Investigations into damping in building acoustics by use of downscaled models [Elektronische Ressource] / Christoph Kling

Christoph Kling

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• Publié par: rheinisch-westfalischen_technischen_hochschule_-rwth-_aachen
• Publié le: 01 janvier 2008
• Nombre de lectures: 25
• Langue: English
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Extrait

Aachener Beiträge zur
Technischen Akustik
Christoph Kling
Investigations into Damping
in Building Acoustics by Use
of Downscaled Models
λογοςINVESTIGATIONS INTO DAMPING IN BUILDING
ACOUSTICS BY USE OF DOWNSCALED MODELS
Von der Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik der
Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule Aachen
zur Erlangung des akademischen Grades eines
DOKTORS DER NATURWISSENSCHAFTEN
genehmigte Dissertation
vorgelegt von
Diplomphysiker
Christoph Kling
aus Braunschweig
Berichter: Universitätsprofessor Dr. rer. nat. Michael Vorländer
Universitätsprofessor Dr.-Ing. Michael Möser
Tag der mündlichen Prüfung: 29. April 2008
Diese Dissertation ist auf den Internetseiten der Hochschulbibliothek online verfügbar. Christoph Kling
Investigations into Damping
in Building Acoustics
by Use of Downscaled Models
Logos Verlag Berlin GmbH
λογοςAachener Beitrag¨ e zur Technischen Akustik
Herausgeber:
Prof. Dr. rer. nat. Michael Vorlander¨
Institut fur¨ Technische Akustik
RWTH Aachen
52056 Aachen
www.akustik.rwth-aachen.de
Bibliografische Information der Deutschen Nationalbibliothek
Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der
Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind
im Internet uber¨ http://dnb.d-nb.de abrufbar.
Dissertation RWTH Aachen
D 82, 2008
c Copyright Logos Verlag Berlin GmbH 2008
Alle Rechte vorbehalten.
ISBN 978-3-8325-1985-8
ISSN 1866-3052
Band 7
Logos Verlag Berlin GmbH
Comeniushof, Gubener Str. 47,
10243 Berlin
Tel.: +49 (0)30 / 42 85 10 90
Fax: +49 (0)30 / 42 85 10 92
http://www.logos-verlag.deMeiner Bella ...Abstract
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 tha t,
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 fo r
that.
5Zusammenfassung
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 G ewinneffekte 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.
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