Balanceakt zwischen Kosten, Gestaltung. Dipl.-Ing. (FH) Thomas Plötzner

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1 Schulraumakustik Balanceakt zwischen Kosten, Gestaltung und guter Akustik Dipl.-Ing. (FH) Thomas Plötzner

2 Balanceakt zwischen Kosten, Gestaltung und guter Akustik, g g Fahrplan: Raumkategorien in Schulen und deren akustische Anforderungen Klassenraum mit verschiedenen Deckenausführungen Verschiedene Konstruktion und deren Bewertung Fazit Zukunftsraum Schule 04. November 2009 Chart 2

3 Raumkategorien Musikräume Flurbereich / Foyers Mehrzweckräume (Aula, Mensa, Pausenhalle) Klassenräume Feucht- bzw. Sanitärräume Sportstätten Zukunftsraum Schule 04. November 2009 Chart 3

4 Anforderungen an die Akustik DIN Hörsamkeit in kleinen bis mittelgroßen Räumen Räume der Gruppe A Hörsamkeit über mittlere und größere Entfernungen Gliederung Räume der Gruppe B Hörsamkeit über geringe Entfernungen Musik Musikunterrichtsraum mit aktivem Musizieren und Gesang Lesesäle und Leihstellen in Bibliotheken Werkräume (z.b. Lehrwerkstatt) Foyers, Ausstellungsräume, Treppenhäuser Sprache Musikprobenraum in Musikschulen o.ä. Sport-und Schwimmhalle mit Publikum Unterricht Sport 1 Unterrichtsraum (außer für Musik) Musikunterrichtsraum mit audiovisueller Darb. Seminarraum, Interaktionsraum Hörsaal Sport-und Schwimmhallen ohne Publikum einzügiger Betrieb Sport 2 Sport-und Schwimmhallen ohne Publikum mehrzügiger Betrieb Zukunftsraum Schule 04. November 2009 Chart 4

5 Anforderungen an die Akustik Die jeweils anzustrebende Soll-Nachhallzeit T soll kann mit den unten angegebenen g Formeln für die jeweilige Nutzung exakt berechnet werden: Zukunftsraum Schule 04. November 2009 Chart 5

6 Anforderungen an die Akustik Wenn der zu beurteilende Raum für Sprache genutzt werden soll, dann muss die frequenzabhängige Nachhallzeit im folgenden Tl Toleranzbereich ih(± 20 %) liegen: α W? Anzustrebender Bereich der Nachhallzeit (V = 1000 m³) für Sprache in Abhängigkeit von der Frequenz Zukunftsraum Schule 04. November 2009 Chart 6

7 Einflussfaktoren auf die Akustik Welche Faktoren beeinflussen die Raumakustik? 1. Lage des Raumes im Gebäude 2. Schalldämmung der Umfassungsbauteile 3. Geräuschentwicklung haustechnischer Anlagen 4. Raumform- und Raumgröße (Primärstruktur) 5. Oberflächenbeschaffenheit der Raumbegrenzungsflächen (Sekundärstruktur) 6. Einrichtungsgegenstände (Sekundärstruktur) 7. Dimensionierung und räumliche Verteilung schallabsorbierender und reflektierender Flächen Zukunftsraum Schule 04. November 2009 Chart 7

8 Balanceakt Bewertungskriterien: Raumakustik Kosten Montagezeit optische Anmutung Bewertungspunkte: - gut - mäßig - okay - neutral - schlecht Zukunftsraum Schule 04. November 2009 Chart 8

9 Klassenraumuntersuchung Grundfläche: A 71m ² Raumvolumen: V 220 m ³ Fußboden: Decke: Wände: Fenster: Türe: PVC-Belag glatte GK-Decke unter Betonrippendecke Klinker-Sichtmauerwerk, Massivbauweise mit Tapete Holzrahmenfenster Holztüre Zukunftsraum Schule 04. November 2009 Chart 9

10 Klassenraumuntersuchung sichtbare Konstruktion vollflächig gut absorbierende Mineralfaserdecke ohne und mit Wandabsorber Zukunftsraum Schule 04. November 2009 Chart 10

11 Klassenraumuntersuchung lzeit T 30 [s] Nachhall ,0 = 1,46s = 0,63s = 0,57s Frequenz [Hz] Schallabsorption glatte Gipskartondecke α w = 0,05 (5%) (63m 2 OWAcoustic-Unterdecke α = 0,70 (70%) w 63m 2 OWAcoustic-Unterdecke α w = 0,70 (70%) und Wandabsorber α w = 0,75 (75%) Ziel-Nachhallzeit gemäß DIN 18041: T soll = 0,58 s (± 20 %) für Unterricht Zukunftsraum Schule 04. November 2009 Chart 11

12 Klassenraumuntersuchung vollflächig mittelstark absorbierende Mineralfaserdecke ohne / mit Wandabsorber Zukunftsraum Schule 04. November 2009 Chart 12

13 Klassenraumuntersuchung lzeit T 30 [s] Nachhal = 1,46s = 0,72s = 0,62s 0, Frequenz [Hz] Schallabsorption glatte Gipskartondecke α w = 0,05 (5%) (63m 2 OWAcoustic-Unterdecke α w = 0,50 (50%) 63m 2 OWAcoustic-Unterdecke α w = 0,50 (50%) und Wandabsorber α w = 0,75 (75%) Ziel-Nachhallzeit gemäß DIN 18041: T soll = 0,58 s (± 20 %) für Unterricht Zukunftsraum Schule 04. November 2009 Chart 13

14 Klassenraumuntersuchung umlaufendes schallabsorbierendes Fries (ca. 43 m²) und schallreflektierender Mittelteil (ca. 28 m²) Zukunftsraum Schule 04. November 2009 Chart 14

15 Klassenraumuntersuchung lzeit T 30 [s] Nachhall ,0 = 1,46s = 0,70s Frequenz [Hz] Schallabsorption glatte Gipskartondecke α w = 0,05 (5%) 38m 2 OWAcoustic-Unterdecke α = 0,80 (80%) und 25m 2 OWAcoustic-Unterdecke α = 0,10 (10%) w w Ziel-Nachhallzeit gemäß DIN 18041: T soll = 0,58 s (± 20 %) für Unterricht Zukunftsraum Schule 04. November 2009 Chart 15

16 Klassenraumuntersuchung schallabsorbierendes Deckensegel (ca. 40 m²) Zukunftsraum Schule 04. November 2009 Chart 16

17 Klassenraumuntersuchung lzeit T 30 [s] Nachhall = 1,46s = 0,72s 0, Frequenz [Hz] Schallabsorption glatte Gipskartondecke α w = 0,05 (5%) (37.5m 2 OWAcoustic-Deckensegel α = 0,80 (80%) w Ziel-Nachhallzeit gemäß DIN 18041: T soll = 0,58 s (± 20 %) für Unterricht Zukunftsraum Schule 04. November 2009 Chart 17

18 Verschiedene Konstruktionen Klassenraum für schwerhörige und hörgeschädigte hädi Kinder Wandabsorber vollflächig gelochte GK-Decke plus zusätzlich Breitband- und Tiefenabsorbern im Wandbereich Zukunftsraum Schule 04. November 2009 Chart 18

19 Verschiedene Konstruktionen 1.0 lzeit T 30 [s] Nachhall = 0,70s = 0,44s 0, Frequenz [Hz] Klassenraum nur mit gelochter Gipskartondecke (Klassenraum zusätzlich mit Breitband- und Tiefenabsorbern im Wandbereich Ziel-Nachhallzeit gemäß DIN 18041: T soll = 0,41 s (± 20 %) für Unterricht, unter Berücksichtigung der hörgeschädigten Personen Zukunftsraum Schule 04. November 2009 Chart 19

20 Verschiedene Konstruktionen Schallabsorbierendes Deckensegel (40 m²) und umlaufend glatte Gipskartondecke (30 m²) Halbverdeckte Konstruktion Zukunftsraum Schule 04. November 2009 Chart 20

21 Verschiedene Konstruktionen lzeit T 30 [s] Nachhall = 0,71s 0.2 0, Frequenz [Hz] Schallabsorption 40m 2 OWAcoustic-Unterdecke α w = 0,65 (65%) und 4m 2 Wandabsorber α w = 0,50 (50%) Ziel-Nachhallzeit gemäß DIN 18041: T soll = 0,57 s (± 20 %) für Unterricht Zukunftsraum Schule 04. November 2009 Chart 21

22 Verschiedene Konstruktionen mittelstark absorbierende Akustikdecken (grau) und Tiefenabsorber im Wandbereich verdecktes System Zukunftsraum Schule 04. November 2009 Chart 22

23 Verschiedene Konstruktionen 2.0 lzeit T 30 [s] Nachhall = 0,94s Frequenz [Hz] Nachhallzeitverlauf bei Anforderung für Musik & Unterricht gemäß DIN Ziel-Nachhallzeit gemäß DIN 18041: T soll = 0,94 s (± 20 %) für Mischnutzung Unterricht & Musik bei 315 m 3 Zukunftsraum Schule 04. November 2009 Chart 23

24 Verschiedene Konstruktionen Schallabsorbierende Mineralwolleplatte zwischen den Betonunterzüge freigespannte Konstruktion Zukunftsraum Schule 04. November 2009 Chart 24

25 Verschiedene Konstruktionen Deckensegel in Kombination mit Breitbandabsorbern an der Wand Zukunftsraum Schule 04. November 2009 Chart 25

26 Verschiedene Konstruktionen lzeit T 30 [s] Nachhall , Frequenz [Hz] = 2,27s = 1,59s = 1,13s Mehrzweckraum nur mit Akustikputz im Deckenbereich Mehrzweckraum zusätzlich mit 14 OWAcoustic-Breitbandabsorbern Mehrzweckraum mit ergänzenden Deckensegeln Ziel-Nachhallzeit gemäß DIN 18041: T soll = 1,24 s (± 20 %) für Sprache & Musik Zukunftsraum Schule 04. November 2009 Chart 26

27 Verschiedene Konstruktionen Zukunftsraum Schule 04. November 2009 Chart 27 Spezial - Konstruktion

28 Verschiedene Konstruktionen 2.0 Raumdaten: Grundfläche A 377 m 2 lzeit T 30 [s] Nachhall = 1,14s Volumen V 860 m , Frequenz [Hz] Schwimmbad mit perforierter Alupaneeldecke Ziel-Nachhallzeit eit gemäß DIN 18041: T soll = 1,24 s(± 20 %) für Sport Zukunftsraum Schule 04. November 2009 Chart 28

29 Sportstätten Lamellen - Konstruktion Lamellen-Segel mit unterschiedlichen Höhen Zukunftsraum Schule 04. November 2009 Chart 29

30 Sportstätten 6 Raumdaten: 5 Grundfläche A 233 m 2 Nachhallz zeit T 30 [s] = 4,69s Volumen V 1514 m 3 1 = 2,19s Frequenz [Hz] Schwimmbad ohne akustische Maßnahmen (Schwimmbad mit OWAcoustic-Lamellen Ziel-Nachhallzeit gemäß DIN 18041: T soll = 1,55 s (± 20 %) für Sport Zukunftsraum Schule 04. November 2009 Chart 30

31 Flure, Treppenhäuser, Foyers DIN Räume der Gruppe B: Raumart Orientierungswerte für mit Schallabsorbern zu bekleidende freie Decken- und Wandflächen als Vielfaches der Raumgrundfläche bei Verwendung von Schallabsorbern mit einem α w (lichte Raumhöhe von i.m. 2,50 m) 1,00 0,95 0,90 0,85 0,80 0,75 0,70 0,65 0,60 0,55 0,50 0,45 0,40 0,35 Treppenhäuser Flure Foyers 0,20 0,20 0,20 0,20 0,30 0,30 0,30 0,30 0,30 0,40 0,40 0,40 0,50 0,60 Maßnahmenempfehlungen für Flure und Treppenhäuser gemäß Umweltbundesamt UBA Leitfaden für Innenraumhygiene in Schulgebäuden V T = m + 0,80 (für Volumina von 100 m³ bis 800 m³) Zukunftsraum Schule 04. November 2009 Chart 31

32 Flure, Treppenhäuser, Foyers Zukunftsraum Schule 04. November 2009 Chart 32

33 Flure, Treppenhäuser, Foyers fugenlose Konstruktion Zukunftsraum Schule 04. November 2009 Chart 33

34 Fazit Wenn nachträglich akustische Maßnahmen benötigt werden, ist Balanceakt schwierig zu realisieren! Wenn im Planungszustand an die Akustik gedacht wird, dann ist der Balanceakt gut zu realisieren! Quadratisch, praktisch, gut! Wertigkeit / Optik hat seinen Preis Zukunftsraum Schule 04. November 2009 Chart 34

35 Vielen Danke für Ihre Aufmerksamkeit! Zukunftsraum Schule 04. November 2009 Chart 35