Nachhaltige akustische Schulraumsanierung

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1 Nachhaltige akustische Schulraumsanierung Alfred Schmitz TAC Technische Akustik Korschenbroich TAC Technische Akustik Mühlenstraße Korschenbroich Fon Fax

2 Warum ist Schulraumakustik derzeit so aktuell? Von der Wahrnehmung des Schalls was wir hören und was uns stört Lärm und Nachhall sind untrennbar Technische Ursachen für den Nachhall in Räumen Schallabsorption von Materialien Von Normen, Gesetzen und Regelwerke? Professionelle und einfache Lösungen zur Regulierung der Klassenraumakustik Klassenraumakustik einfach planen und preiswert umsetzen? Von der Selbsthilfe zur professionellen Raumgestaltung einige Fallbeispiele

3 Warum ist Schulraumakustik derzeit so aktuell? Von der Wahrnehmung des Schalls was wir hören und was uns stört Lärm, Sprachverstehen und Nachhall sind untrennbar Technische Ursachen für den Nachhall in Räumen Schallabsorption von Materialien Von Normen, Gesetzen und Regelwerke? Professionelle und einfache Lösungen zur Regulierung der Klassenraumakustik Klassenraumakustik einfach planen und preiswert umsetzen? Von der Selbsthilfe zur professionellen Raumgestaltung einige Fallbeispiele Messung von Nachhallzeiten

4 Allgemeine Problemstellung

9 Allgemeine Problemstellung Sporthallen Unterrichtsräume

10 Motivation zur Untersuchung von Schulräumen Beurteilung der Belastungen 3,0 2,0 1,0 0,0 Lärm Schwierige Schüler Arbeitsorganisation Dauer der Arbeitszeit Luft, Klima, Beleuchtung Bauliche, räumliche Einseitige Körperhaltungen Infektionsgefahr, Hygiene Durchschnittswerte Führungsstil Fehlende Kommunikation Schadstoffe

11 Belastung und Beanspruchung SPL und HR 5min der Lehrerin Herzfrequenz SPL :50 8:10 8:30 8:50 9:10 9:30 9:50 10:10 10:30 10:50 11:10 SPL L Aeq [dba] Herzfrequenz [1/min] 60 Quelle

12 Belastung und Beanspruchung Do Unterrichtsstunde vor Sanierung :55 8:05 8:15 8:25 8:35 8:45 8:55 9:05 9:15 9:25 Schallpegel L Ae q5m in He rzfre que nz [1/m in] Sprache Mathematik 60 Zeit [hh:mm] LAeq HF Quelle

13 Warum ist Klassenraumakustik wichtig? Neue Interdisziplinäre Studien über Akustik bzw. Lärmwirkung in Klassenräumen Schüler Lärm fördert Aggression Lärmexposition verhindert Hilfsbereitschaft Lärm verhindert flexible Änderung von Problemlösungsstrategien Lärm zieht die Aufmerksamkeit an sich und bewirkt so Leistungsstörungen Lärm führt zu dazu, akustische Reize zu ignorieren Lärm behindert Sprachentwicklung.. Lehrer Lärm bewirkt Stress Lärm fördert das burn out Syndrom..

14 Warum ist Klassenraumakustik wichtig? Mangelnde Sprachverständlichkeit Schüler Verringert Aufmerksamkeit Behindert Lernerfolge Verringert Kommunikationsbereitschaft Führ zur Ignoranz akustischer Reize.. Lehrer Erhöhter Sprecherpegel Belastung des Sprechapparates Erhöhter Lärmpegel..

15 Unterrichtsraum ohne regulierte Akustik

16 Sporthalle im Dachgeschoss einer Schule

17 Flure in Schulen

18 Saniertes Schulgebäude ohne regulierte Akustik

20 Schalldruckpegel Schalldruckpegel L p = 20 log p p 0 mit p 0 = N m 2 entspricht ca. Hörschwelle bei 1 khz E

21 Hörfläche und Kurven gleicher Lautstärke Sprache Sprache Musik Musik E Sw + 100

22 Eckdaten des Gehörs Frequenzbereich 20 Hz 20 khz Dynamik Hörbarer Unterschied (3 db im Langzeitgedächtnis) 130 db 1 db Verdopplung oder Halbierung der subjektiven Lautstärke ± 10 db (!) Tonhöhenunterschiede bis 500 Hz 250/254 3,5 Hz > 500 Hz 1000/1007 0,7 % von f 0 (Halbton = 6%) db

23 Wahrnehmung ist entscheidend Verzerrte Wahrnehmung auf Grund der Reduzierung der Darstellungsebene Selektive Wahrnehmung Wahrnehmung im optischen (akustischen) Kontext

25 Schallausbreitung im Raum für Impulsanregung Direktschall Energie frühe Reflexionen Nachhallbereich 0 Zeit

26 Wirkung der verschiedenen Reflexionen Direktschall Schalleinfallsrichtung meist stark ortsabhängig bestimmt Grundpegel frühen Reflexionen (0-50ms oder 0-80ms) Unterstützung des Direktschalls hinsichtlich Intensität seitliche Reflexionen (hier wirkt bereits eine) geben Räumlichkeitseindruck akustischer Fingerabdruck des Raumes stark ortsabhängig!!! Nachhallbereich bestimmt die empfundene Raumgröße ( Klangvolumen ) führt zur Verschmelzung von zeitlich strukturierten Signalanteilen Verschlechterung der Deutlichkeit und Sprachverständlichkeit erhöht den diffusen Lärmpegel

27 Nachhallzeit Definition Nachhallzeit T ist die Zeit, die vergeht bis der Pegel nach Abschalten eines stationären Signals um 60 db gefallen ist. 0 db T t

28 Typische Nachhallzeit Optimale Nachhallzeiten für verschiedene Raumfunktionen Hörsaal, Sitzungssaal 1 s Schauspiel Oper Konzertsaal Kirche 1-1,4 s 1,2-1,8 s 1,7-2,1 s > 2 s

29 Hörbeispiele Sprache Musik T = 0,5 s T = 0,8 s T = 1 s T = 1,5 s T = 2 s Kölner Dom T > 7 s Straßentunnel T > 15 s

30 Hörbeispiel mit Echo Original Sprecher Impulsantwort Sprecher im Raum

31 Lärmkaskade / Lombard Effekt

32 Lärmkaskade / Lombard Effekt Eine Halbierung der Nachhallzeit T senkt den diffusen Pegel um 3 db db Durch den Lombardeffekt gewinnt man weitere ca. 3 db Halbierung der Nachhallzeit senkt den Pegel um ca. 6 db! Eine Reduzierung von T = 1-2 s auf T = 0,5 s ergibt eine Gesamtpegelreduzierung von > 10 db!!

33 Lärmkaskade / Lombard Effekt Original Sprechersignal Störgeräusche Pinknoise Noise mit Sprachspektrum 1 khz Oktavband Noise zweiter Sprecher K

34 80 Prozent Korrekt Ruhe Zug_1 Zug_2 Sprache Quelle Klatte Abb. 10. Leistungen von Zweitklässlern bei einer Aufgabe zur Kategorisierung von Lauten. Aus jeweils 3 vorgesprochenen Wörtern war dasjenige herauszufinden, welches sich im An- oder Endlaut von den anderen beiden unterschied. Die hier erfassten phonologischen Fähigkeiten sind für das Lesen- und Schreibenlernen von grundlegender Bedeutung. Die Kinder zeigten eine Leistungsverschlechterung um fast 25 Prozent, wenn ein für sie unverständliches Hintergrundsprechen eingespielt wurde. Zuggeräusche gleichen Pegels hatten keine Wirkung.

35 Leistungsfähigkeit mit Störgeräuschen ohne Geräusch mit Geräusch 100 Prozent korrekt Gruppe 1: Zug Gruppe 2: Sprache Quelle Klatte Abb. 9. Leistungen von Erstklässlern beim Behalten von Pseudowörtern. Beide Gruppen bearbeiteten die Aufgaben einmal in Ruhe und einmal unter einem Hintergrundgeräusch. Die Kinder in Gruppe 2 zeigten eine Leistungsverschlechterung um mehr als 20 Prozent, wenn das Hintergrundgeräusch (unverständliche Sprache) eingespielt wurde. In Gruppe 1 zeigten sich keine signifikanten Unterschiede zwischen der Leistung in Ruhe und der im Störgeräusch (Zug). Sprachschall egal ob er verstanden wird oder nicht dringt in das Kurzzeitgedächtnis ein und stört die dort ablaufenden Behaltensprozesse. Ähnliches gilt für Instrumentalmusik oder andere Geräusche, die sich über die Zeit schnell verändern.

37 Ursachen für zu hohe Nachhallzeiten Schall wird an den Raumbegrenzungsflächen vielfach reflektiert Absorptionsgrade der Raumbegrenzungsflächen sind zu gering Absorptionsgrade sind frequenzabhängig und nicht optimal ausgelegt

38 Nachhallzeit Sabine sche Nachhallzeit (nur für diffuses Schallfeld) T V = 0,163 = 0,163 Siα i V A Äquivalente Absorptionsfläche S 1 = 100 m 2 S 2 = 100 m 2 S 3 = 10 m 2 S 1 S 2 S 3 α 1 = 0,9 α 2 = 0,1 α 3 = 0,5 = A = 105 m 2 V = Volumen S i = Teilflächen α i = Absorptionsgrad der Teilflächen A = Äquivalente Absorptionsfläche S= 105 α = 1

40 Absorption Absorption Absorption im im Raum Raum Luftabsorption Luftabsorption Unvermeidbare Unvermeidbare Absorption Absorption Absorption Absorption durch durch Publikum Publikum Raumbegrenzungsflächen Raumbegrenzungsflächen (Wände, (Wände, Decken, Decken, Boden) Boden) Planbare Planbare Absorption Absorption Einrichtungsgegenstände Einrichtungsgegenstände Stühle, Stühle, Vorhänge Vorhänge usw. usw.

41 Prinzipielle Absorptionsverläufe Poröser Absorber Resonanzabsorber

42 Beispiele poröser Absorber Steinwolle für raum- und bauakustische Zwecke Noppenschaumstoff zur Auskleidung von Raumbereichen

43 Absorptionsverhalten poröser Absorber Beste Anpassung an diffuses Schallfeld wenn 1 kpa s/m < R s,opt > 3 kpa s/m t = 4000 f 0,8 cm r = R t s in Pa 2 s / m Quelle Fasold / Veres

44 Resonanzabsorber Plattenschwinger L d Perforierte Platte (Loch- / Schlitzabsorber) d Helmholtz Resonator l V

45 Resonanzabsorber L Plattenresonator Luftschicht hinter Platte wirkt als Feder schwingende Platte wirkt als Masse eingelegtes Dämmmaterial bewirkt die Resonanzbedämpfung Ersatzmodell d t d V Loch- / Schlitzabsorber Luftschicht hinter Platte wirkt als Feder Luft in den Öffnungen wirkt als Masse eingelegtes Dämmmaterial oder Hinterlegung der Öffnungen mit einem Vlies bewirkt die Resonanzbedämpfung Helmholtz-Resonator Luft im Volumen wirkt als Feder Luft in der Halsöffnung wirkt als Masse Dämmmaterial oder Vlies im Resonator-Halsbereich wirkt als Resonanzdämpfung n m w

46 Beispiele von Frontplatten für Resonanzabsorber Lochverkleidung aus Holz Stahllochbleche Paneele mit Schlitzen Frontplatte mit Speziallochmuster

47 Kombinierte Absorber Massivdecke Lufthohlraum mit Mineralwollfüllung Deckenplatte Die Die meisten meisten Akustikdecken Akustikdecken sind sind kombinierte kombinierte Absorber Absorber

48 Schallanalyse Absorptionsgrade sind physikalisch bedingt frequenzabhängig

49 Schallanalyse Absorptionsgrade sind physikalisch bedingt frequenzabhängig Nachhallzeiten in Räumen sind frequenzabhängig

50 Schallanalyse Absorptionsgrade sind physikalisch bedingt frequenzabhängig Nachhallzeiten in Räumen sind frequenzabhängig Analyse und Berechung muss frequenzabhängig erfolgen

51 Schallanalyse Absorptionsgrade sind physikalisch bedingt frequenzabhängig Nachhallzeiten in Räumen sind frequenzabhängig Analyse und Berechung muss frequenzabhängig erfolgen Oktavanalyse Bauakustik selten Raumakustik sehr gebräuchlich standard 125 Hz 4 khz (6 Oktaven) erweitert 63 Hz - 8 KHz (8 Oktaven)

52 Absorption von Publikum (EN ) II

54 DIN Sollwert T soll der Nachhallzeit

55 DIN Sprache Für Hörgeschädigte wird eine optimale Nachhallzeit von T = 0,8 T soll als optimal angesehen!

56 DIN 18041

57 optimale Signalqualität Störgeräusche / Nachhall Verstehensleistung Erwachsene Alter der Probanden Abb. 6. Schematische Darstellung von Befunden zum Sprachverstehen von Kindern und Erwachsenen unter günstigen und ungünstigen Hörbedingungen. Je jünger die Kinder sind, desto gravierender wirken sich Störgeräusche und / oder Nachhall auf die Verstehensleistung aus. Unter günstigen Hörbedingungen zeigen sich dagegen kaum Unterschiede zwischen den Altersgruppen. Quelle Klatte

58 SPL & RT & Pädagogik 70 L Aeq vor und nach Sanierung der Raumakustik FB 1071 Schallpegel LAeq,5min [dba] Lehrerzentriert Schülerzentriert Unterrichtsform Datensatz: alle U.-Std. Schule V 13,3 db!!! Vor San. RT 0,7 s Nach San. RT 0,4 s Quelle

59 Nachhallzeit <=0,65s Nachhallzeit 0,66s-0,95 s Nachhallzeit >0,95 s 100 Prozent "stimmt"-antworten N1=124 N2=170 N3=95 Abb. 12 a. Prozentsatz von stimmt - Antworten der Kinder auf die Aussage In der Stillarbeit ist es wirklich still in Abhängigkeit von der Nachhallzeit im Klassenraum. Kinder aus Klassenräumen mit kurzen Nachhallzeiten stimmen dieser Aussage wesentlich häufiger zu als Kinder aus Klassenräumen mit längeren Nachhallzeiten. Quelle Klatte

60 Nachhallzeit <=0,65s Nachhallzeit 0,66s-0,95 s Nachhallzeit >0,95 s 100 Prozent "stimmt"-antworten L. hören zu L. reden freundlich L. haben Zeit Andere hören zu Abb. 13: Nachhallzeit und Lernklima Kinder aus Klassenräumen mit langen Nachhallzeiten (rot; N=92) beurteilten die Beziehungen zu ihren Lehrkräften, Mitschülerinnen und Mitschülern weniger positiv als Kinder aus Klassen mit mittleren (orange, N=169) und kurzen Nachhallzeiten (grau, N=119). Die Abbildung zeigt die Antworthäufigkeiten auf diesbezügliche Aussagen ( Meine Lehrer hören mir zu, wenn ich etwas zu sagen habe, Meine Lehrer reden freundlich mit mir, Meine Lehrer haben Zeit für mich und Die anderen hören zu, wenn ich etwas sage ). Die Unterschiede können nicht auf Unterschiede in der sozialen Herkunft der Kinder zurückgeführt werden. Quelle Klatte

61 Verdacht: Ermüdungs-Phänomen? nomen? Tagesverlauf L A95 vor und nach Sanierung 70 Grundgeräuschpegel LA95 [dba] U.-Std. Daten: Schule V, alle U.-Std. L A95 RT=0,7 s L A95 RT=0,45 s Quelle

62 Belastung und Beanspruchung Do Unterrichtsstunde vor Sanierung :55 8:05 8:15 8:25 8:35 8:45 8:55 9:05 9:15 9:25 Schallpegel L Ae q5m in He rzfre que nz [1/m in] Sprache Mathematik 60 Zeit [hh:mm] LAeq HF Quelle

63 Belastung und Beanspruchung Do Unterrichtsstunde nach Sanierung :55 8:00 8:05 8:10 8:15 8:20 8:25 8:30 8:35 8:40 8:45 8:50 8:55 9:00 9:05 9:10 9:15 9:20 9:25 Schallpegel L Ae q5m in He rzfre que nz [1/m in] Sprache Mathematik 60 Zeit [hh:mm] LAeq HF Quelle

64 Frühe Reflexionen I Günstige und ungünstige Absorberanordnung in kleinen und mittelgroßen Räumen nach DIN ungünstig günstig günstig

65 Frühe Reflexionen durch Kanzeldeckel Kanzeldeckel im Dom zu Erfurt zur Erzeugung früher Reflexionen

67 Nachhallzeit Sabine sche Nachhallzeit (nur für diffuses Schallfeld) T V = 0,163 = 0,163 Siα i V A Äquivalente Absorptionsfläche S 1 = 100 m 2 S 2 = 100 m 2 S 3 = 10 m 2 S 1 S 2 S 3 α 1 = 0,9 α 2 = 0,1 α 3 = 0,5 = A = 105 m 2 V = Volumen S i = Teilflächen α i = Absorptionsgrad der Teilflächen A = Äquivalente Absorptionsfläche S= 105 α = 1

68 Beispielrechnung T V V = 0,163 = 0, 163 S α A Typischer Klassenraum V = 180 m3 S Decke = 65 m 2 T soll = 0,55 s (± 20%) für besetzen Zustand 3 s 180m T 0,163 0, 7s 2 m 65m 0,65 = Standard-Akustikdecke 3 s 180m T 0,163 0, 56s 2 m 65m 0,8 = höherwertige Akustikdecke Rechnung unbesetzt

69 Klassenraum mit Einrichtung

70 Berechnungen mit Excel

71 Raumakustik in Schulen Nachhallzeit T= 0,5 0,7s (Regeln der Technik) Absorberverteilung gemäß DIN18041 Signal / Störverhältnis 10 db Sprecherpegel db(a) in 1 m Entfernung Sprecherpegel am Hörerort 45 db(a) geforderter Störgeräuschpegel 35 db(a) Probleme bei zu langer Nachhallzeit steigt der Störpegel an Aufschaukelprozess (Lombard-Effekt) setzt ein: Erhöhung des Sprecherpegels führt wiederum zur und Erhöhung des Störgeräuschpegel durch die Schüler

72 Besonderheiten hörgeschädigter Schüler Nachhallzeit nach DIN um 20% reduzieren!! Optimal: Nachhallzeit so weit wie möglich senken zunächst sehr gute Sprachverständlichkeit aber hohe Sprecheranstrengung geringer Sprecherpegel Folge oft elektroakustische Unterstützung (Hörsysteme) notwendig Gesonderte Betrachtung durch einen Akustiker!!

73 Projektdurchführung Unfallkasse Hessen Erfassung der Nachhallzeiten nach ISO Klassenzimmer Flure, Foyer Lehrerzimmer Sporthallen Vergleich und Bewertung nach DIN (5/2004) Verbesserungsmaßnahmen in ausgewählten Räumen Standardlösungen einschlägiger Firmen preiswerte Lösungen in Eigenleistung (schwache finanzielle Lage der Schulträger)

74 Messungen Messungen 17 Schulen 126 Messungen Beginn in 3 Schulen, für die Beschwerden vorlagen Ziel - alle 36 Schulen im Bezirk zu erfassen Messung im unbesetzten Zustand Volumina 150 m m 3 Nach DIN T soll = 0,53 s 0,6 s (besetzter Zustand) max. 0,8 s im leeren Zustand

75 Messprotokoll HLUG

76 Messprotokoll HLUG

77 Unterrichtsräume A n d e r s e n s c h u le A s tr id - L in d g r e n - S c h u le B e r n h a r d - A d e lu n g - S c h u le B e s s u n g e r s c h u le C h r is tia n - M o r g e n s te r n - S c h u le D ie s te r w e g s c h u le E le o n o r e n s c h u le E lly - H e u s s - K n a p p - S c h u le E r ic h - K ä s tn e r - G e s a m ts c h u le E r ic h - K ä s tn e r - G r u n d s c h u le F r ie d r ic h - E b e r t- S c h u le G e o r g - B ü c h n e r - S c h u le G o e th e s c h u le G u te n b e r g s c h u le H e in r ic h - H o ffm a n n - S c h u le H e r d e r s c h u le J u s tu s - L ie b ig - S c h u le K ä th e - K o llw itz - S c h u le L ic h te n b e r g s c h u le L u d w ig - G e o r g s - G y m n a s iu m L u d w ig - S c h w a m b - S c h u le M o r n e w e g s c h u le M ü h lta ls c h u le P e te r - B e h r e n s - S c h u le /A b e n d g y m n a s iu m S c h ille r s c h u le S ta d tte ils c h u le A r h e ilg e n 2,5 2 1,5 1 0,5 0 Obergrenze nach DIN 18041

78 Goetheschule Klassenraum 6 s 2 1,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 Volumen: 241 m³ T soll = 0,59 s k 2k 4k 8k Hz

79 Eleonoreschule Klassenzimmer Raum 209 s 2,8 2,4 2 1,6 1,2 0,8 0,4 0 Volumen: 201 m³ T soll = 0,57 s k 2k 4k 8k Hz

80 Eleonoreschule Klassenzimmer Raum 205 s 4 3,6 3,2 2,8 2,4 2 1,6 1,2 0,8 0,4 0 Volumen: 219 m³ T soll = 0,58 s k 2k 4k 8k Hz

81 Bessungerschule Klassenzimmer Raum 127 s 2 1,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 Volumen: 170 m³ T soll = 0,54 s k 2k 4k 8k Hz

82 Ludwig-Georgs-Gymnasium Klassenzimmer Raum 81 ehemaliges Sprachlabor s 2 1,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 Volumen: 201 m³ T soll = 0,57 s k 2k 4k 8k Hz

83 Ludwig-Georgs-Gymnasium Klassenzimmer Raum 80 s 2 1,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 Volumen: 179 m³ T soll = 0,55 s k 2k 4k 8k Hz

84 Ludwig-Georgs-Gymnasium Klassenzimmer Raum 70 a s 2 1,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 Volumen: 136 m³ T soll = 0,51 s k 2k 4k 8k Hz

85 Justus-Liebig-Schule Fachraumgebäude Biologiehörsaal s 2 1,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 Volumen: 196 m³ T soll = 0,56 s k 2k 4k 8k Hz

86 Diesterwegschule Physikraum s 2 1,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 Volumen: 245 m³ T soll = 0,59 s k 2k 4k 8k Hz

87 Diesterwegschule Klassenzimmer Raum 116 s 2 1,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 Volumen: 223 m³ T soll = 0,58 s k 2k 4k 8k Hz

88 Gutenbergschule sanierter Altbau Klassenzimmer Dachgeschoss s 2,8 2,4 2 1,6 1,2 0,8 0,4 0 Volumen: 277 m³ T soll = 0,61 s T2 Mittel k 2k 4k Hz

89 Gutenbergschule sanierter Altbau Klassenzimmer 203 s 2 1,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 Volumen: 229 m³ T soll = 0,59 s T2 Mittel k 2k 4k Hz

90 Goetheschule Großgruppenraum s 2 1,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 Volumen: 1390 m³ T soll = 1,02 s k 2k 4k 8k Hz

91 Mornewegschule offener Unterrichtsbereich s 2 1,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 Volumen: 215 m³ T soll = 0,58 s k 2k 4k 8k Hz

92 V = 201m 3

93 V = 206m 3

94 V = 239m 3

95 Ergebnisse der Klassenraummessungen Maximale Nachhallzeit = T max = 0,8 s T 30,mid,max Prozentuale Überschreitung von T max = 40% = 2,1 s (Gudenbergschule) Mittelwert von T 30,mid = 0,8 s Schätzung: Schätzung: In In jedem jedem dritten dritten Klassenraum Klassenraum sind sind die die Anforderungen Anforderungen nach nach DIN DIN nicht nicht eingehalten! eingehalten!

96 Sporthallen

97 Sporthalle im Dachgeschoss Justus-Liebig-Schule T soll = 1,7 sec. s 4,8 4,4 4 3,6 3,2 2,8 2,4 2 1,6 1,2 0,8 0, k 2k 4k 8k Hz

98 Gymnastikraum Andersenschule Gymnastikraum s T2 Mittel 2 1,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0, k 2k Hz

99 V = m 3

100 V = 3600 m 3

101 V = 3250 m 3

102 Flure und Foyers 5 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 Andersenschule Schule Schule Morgenstern-Schule Schule Gesamtschule Grundschule Schule Goetheschule Gutenbergschule Schule Herderschule Justus-Liebig-Schule Schule Gymnasium Schule Mornewegschule Schillerschule Stadtteilschule Arheilgen Viktoriaschule Astrid-Lindgren- Bernhard-Adelung- Christian- Elly-Heuss-Knapp- Erich-Kästner- Erich-Kästner- Friedrich-Ebert- Heinrich-Hoffmann- Käthe-Kollwitz- Ludwig-Georgs- Ludwig-Schwamb- Wilhelm-Busch- Schule Wilhelm-Hauff-Schule

103 Mornewegschule Flur 3. OG s 4,8 4,4 4 3,6 3,2 2,8 2,4 2 1,6 1,2 0,8 0, k 2k 4k 8k Hz

104 Gutenbergschule sanierter Altbau Flur s T2 Mittel 4 3,6 3,2 2,8 2,4 2 1,6 1,2 0,8 0, k 2k 4k Hz

105 Astrid-Lindgren-Schule Flur im 1. OG s T2 Mittel 4,8 4,4 4 3,6 3,2 2,8 2,4 2 1,6 1,2 0,8 0, k 2k 4k Hz

106 Astrid-Lindgren-Schule Flur und Treppenhaus s T2 Mittel 4,8 4,4 4 3,6 3,2 2,8 2,4 2 1,6 1,2 0,8 0, k 2k 4k Hz

107 Eigeninitiative Eleonoreschule Klassenzimmer Raum 306 Volumen: 223 m³ T soll = 0,58 s - Fläche reicht nicht - Frequenzverhalten nicht beachtet

108 Bernhard-Adelung-Schule Nachhallzeit T [s] 2 1,5 1 0,5 0 BAS Raum 18 nach Absorbereinbau Messung T unbesetzt Toleranzbereich nach DIN ohne Absorber Frequenz [Hz] Berechnung T besetzt

109 Sanierung eines Klassenraumes Anordnung der Melaminharzplatten Aufbau eines Tieftonabsorbers

110 2 1,5 1 0,5 0 BAS Raum 14 nach Absorbereinbau Frequenz [Hz] Messung T unbesetzt Berechnung T besetzt Toleranzbereich nach DIN ohne Absorber Nachhallzeit T [s]

113 Problem tiefer Frequenzen Klassenraum vor und nach der Ausführung einer Akustikdecke 2,5 2 1,5 1 0, Frequenz in Hz E. Mommertz MÜLLER-BBM

114 Hörversuch zur Bedeutung tiefer Frequenzen 1,6 BTL-Skala Sitzplatz vorne Mitte A B C B C D E D FE F F Early Decay Time EDT / s 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0, Frequenz / Hz E. Mommertz MÜLLER-BBM B C D E F

115 Folgerungen Für Unterrichtsräume ab etwa 100 m³ Raumvolumen: ausreichend niedrige Nachhallzeiten in 250 Hz Oktave für gute Sprachverständlichkeit sehr wichtig Bedeutung der Nachhallzeit auf Sprachverständlichkeit nimmt unterhalb von 125 Hz deutlich ab leichter Anstieg der Nachhallzeit zu tiefen Frequenzen akzeptabel E. Mommertz MÜLLER-BBM

116 Zusammenfassung Regulierung der Nachhallzeit ist wichtigstes Kriterium Verringerung der Lärmbelastung Erhöhung der Sprachverständlichkeit Verbesserung des akustischen Gesamtklimas Regulierung der Nachhallzeit ist sehr einfach durchzuführen durch Einbau einer Akustikdecke Anforderung nach DIN (hörgeschädigte Schüler?) Ausreichende Fläche (Deckenfläche reicht meist aus) Frequenzverhalten beachten Planung Für Standardfälle ist kein Akustiker notwendig (Grundsatzgutachten, Broschüren o.ä.) In komplizierteren Fällen Akustiker hinzuziehen große Räume (V 300 m 3) große Raumhöhe (> 4m) keine Sondernutzung (Sprachlabor o.ä.) ungleichmäßiger Grundriss

117 Weniger geeignete Schulräume Typischer Klassenraum in brasilianischen Schulen ohne raumakustische Maßnahmen offene bauliche Struktur führt zu unzumutbaren akustischen Verhältnissen Störgeräuschpegel L Stör = db(a) Untersuchungen von Swen Müller et. al.

119 Messequipment Schroeder Methode Bestimmung der Nachhallzeit mit Schroeder scher Rückwärtsintegration keine Mittelung über mehrere Messungen an einem Ort erforderlich Knallquelle Handschallpegelmesser

120 Messung mit abgeschaltetem Rauschen Anregung mit Impuls über eine geeignete Impulsquelle (Pistole, Luftballon, Papiertüte, Händeklatschen) Automatische Messfunktion des Schallpegelmessers Messung der Impulsantwort mit Hilfe eines Schwellentriggers im Schallpegelmesser Terz- oder Oktavfilterung Berechnung der Abklingkurven nach der Schroeder Methode Auswertung der frequenzabhängigen Nachhallzeit

121 Messequipment Schroeder Methode Gehörschützer Knallquelle Handschallpegelmesser Stativ

122 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit und viel Erfolg bei der Umsetzung!