Akustische Eigenschaften des Viasit Möbelsystems 4

Transkript

1 Forschung, Entwicklung, Demonstration und Beratung auf den Gebieten der Bauphysik Zulassung neuer Baustoffe, Bauteile und Bauarten Bauaufsichtlich anerkannte Stelle für Prüfung, Überwachung und Zertifizierung Institutsleitung Univ.-Prof. Dr.-Ing. Klaus Sedlbauer Durchgeführt im Auftrag viasit Bürositzmöbel GmbH Boxbergweg Neunkirchen Der Bericht umfasst 23 Seiten Text 6 Tabellen 17 Abbildungen Horst Drotleff Stuttgart, 10. März 2016 Nobelstraße Stuttgart Telefon Telefax Institutsteil Holzkirchen Fraunhoferstr Valley Telefon Telefax Projektgruppe Kassel Gottschalkstr. 28a Kassel Telefon Telefax

2 Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP-Bericht XYZ Musterbericht als Vorlage 2

3 Inhalt 1 Ziel 4 2 Akustische Messungen Schallabsorption Schallschirmung 6 3 Computersimulation Rechenergebnisse Mehrpersonenbüro Schlussfolgerung Mehrpersonenbüro Rechenergebnisse Hotellobby Schlussfolgerungen Hotellobby 8 4 Anhang A 9 5 Anhang B 12 6 Anhang C 22 3

4 1 Ziel Das Ziel ist eine schalltechnische Charakterisierung einer exemplarischen Anordnung von Elementen des Möbelsystems 4. Es soll das Vermögen Schall zu absorbieren und zu schirmen messtechnisch untersucht werden. Dazu werden die einzelnen Möbelelemente in praktischen Aufbauten zusammengestellt. Diese sind: Aufbau 1 2 Tische, 2 Container, 3 Akustiksäulen, kleines und großes Highboard Aufbau 2 2 Tische, 2 Container, 2 Akustiksäulen, kleines und großes Highboard Aufbau 3 2 Tische, 2 Container, 1 Akustiksäulen, kleines und großes Highboard Aufbau 4 2 Tische, 2 Container, kleines und großes Highboard Aufbau 5 2 Tische, 1 Container, kleines und großes Highboard Aufbau 6 2 Tische, kleines und großes Highboard Aufbau 7 1 Tische, kleines und großes Highboard Aufbau 8 kleines und großes Highboard Aufbau 9 3 Akustiksäulen und kleines Highboard Aufbau 10 3 Akustiksäulen Aufbau 11 Leerraummessung Tabelle 1 Übersicht der untersuchten Aufbauten für die Schallabsorption bestehend aus Elementen des Möbelsystems 4. Die Fähigkeit Schall zwischen Arbeitsplätzen zu schirmen wurde an drei Aufbauten (mit der Bezeichnung 12 bis 14) bestimmt; sie sind in Tabelle 2 beschrieben in Anhang A dargestellt. Aufbau 12 2 Tische, 2 Container, kleines und großes Highboard Aufbau 13 2 Tische, 2 Container, 1 Akustiksäulen, kleines und großes Highboard Aufbau 14 2 Tische, 2 Container, 3 Akustiksäulen, kleines und großes Highboard Tabelle 2 Übersicht der untersuchten Aufbauten für die Untersuchung der Schallabschirmung bestehend aus Elementen des Möbelsystems 4. 2 Akustische Messungen Außerdem sollen einzelne Aufbauten des Möbelsystems 4 im Rahmen einer Computersimulation für Büro- und Aufenthaltsnutzung untersucht werden. Daraus sollen Schlüsse zur Verbesserung des Systems gezogen werden. Es wurden zwei Arten von Messungen durchgeführt: Die äquivalente Schallabsorptionsfläche der Aufbauten aus Tabelle 1 wurde im Hallraum nach DIN EN ISO 354 (2993) bestimmt. Die Schallpegelabnahme über einzelne Elemente des Möbelsystems 4 wurde im Halbfreifeldraum durchgeführt. 4

5 2.1 Schallabsorption Die einzelnen Elemente der Aufbauten (siehe Tabelle 1) wurden im Hallraum arrangiert. Für Aufbau 1 ist die Aufstellung in Bild 1 gezeigt. Die gemessene äquivalente Schallabsorptionsfläche A äq aller Aufbauten ist in Tabelle 3 und Anhang B dargestellt (Messbedingungen siehe Tabelle B1). Bild 1 Arrangement einzelner Elemente des Aufbaus 1 nach Tabelle 1. Frq. [Hz] Aufbau 1 Aufbau 2 Aufbau 3 Aufbau 4 Aufbau 5 Aufbau 6 Aufbau 7 Aufbau 8 Aufbau Aufbau 10 Tabelle 3 Äquivalente Schallabsorptionsfläche in m² der einzelnen Aufbauten. 5

6 2.2 Schallschirmung Die einzelnen Elemente (siehe Tabelle 2) wurden im Halbfreifeldraum arrangiert, siehe auch Anhang A. Es wurde die Schallpegelabnahme über einen exemplarischen Arbeitsplatz an verschiedenen Positionen (siehe Nummernangabe in den Bildern A1,A2 und A3) gemessen; dabei wurde ein Spektrum der menschlichen Stimme verwendet. Die Schallpegelabnahme wird durch die Größe D 2s beschrieben. Außerdem wurde der Schalldruckpegel in 4 m Abstand zur Schallquelle gemessen; diese Größe wird mit L p,a,s4m beschrieben. Beide Größen sind dem Entwurf der VDI 2569 Schallschutz und akustische Gestaltung im Büro (2014) entnommen. Für alle drei Aufbauten ist sowohl die Schallpegelabnahme als auch der Schalldruckpegel in 4 m Abstand gleich groß, siehe Tabelle 4. Aufbau D 2,s [db/abstandsverdoppelung] Lp,A,s,4m [db(a)] Aufbau Aufbau Aufbau Tabelle 4 Gemessene D 2,s und L p,a,s,4m. Die Spektren an den einzelnen Messpositionen sind im Anhang A, Bilder A1 bis A3 dargestellt. 3 Computersimulation Wie verhält sich das Möbelsystem 4 in der Umgebung eines Mehrpersonenbüros oder einer Hotellobby? Was sind seine Stärken und was seine Schwächen? Welche Schwächen müssen verbessert werden? Diese Fragen werden mit Hilfe einer Computersimulation beantwortet. Dafür wird das Möbelsystem 4 in einem Mehrpersonenbüro und einer Hotellobby untersucht. 3.1 Rechenergebnisse Mehrpersonenbüro In einem realistisch ausgestatteten Mehrpersonenbüro wurde das Möbelsystem 4 eingebracht, siehe Geometriemodell in Anhang C, C1. Weil die akustische Gesamtqualität an den Arbeitsplätzen von den Raumumfassungsflächen und dem Möbelsystem abhängt, wurde das Schallabsorptionsspektrum der Decke variiert, weil dieses Bauteil für die (oft schädlichen) Reflexionen über viele Arbeitsplätze hinweg verantwortlich ist. Der Schallabsorptionsgrad der Decke wurde in drei Stufen von 0,8 (Qualität 1) über 0,7 (Qualität 2) bis 0,6 (Qualität 3) variiert. Der Teppichboden und die Wände blieben unverändert. 6

7 Entlang der Arbeitsplätze wurde die Schalldruckpegelabnahme D 2,s und der Schalldruckpegel in 4 m Abstand L pa,s,4m berechnet. Die Ergebnisse für die einzelnen Qualitätsstufen sind in Tabelle 5 gezeigt. Stufe D 2,s [db] L p,a,s,4m [db] Tabelle 5 Rechenergebnisse für die einzelnen Qualitätsstufen. 3.2 Schlussfolgerung Mehrpersonenbüro Der Aufbau und die Anordnung der Möbel im Mehrpersonenbüro sind nur exemplarisch zu verstehen, weil die Ausstattung von Büroräumen sich stark unterscheidet. Das D 2,s und L p,a,4m sind fast unabhängig von der gewählten Deckenabsorption. D 2,s 5 db/abstandverdoppelung entspricht einem mittleren Standard im Mehrpersonenbüro. D 2,s = 8 db/absv. wäre ein sehr guter Wert. Dieser kann jedoch nur dann erreicht werden, wenn die Highboards höher sind; sie müssten dann etwa 1,8 m hoch sein. Dies wird oft aus organisatorischen Gründen akzeptiert. Deshalb ist eine grobe Zonierung mit hohen Highboards (oder Stellwänden) und eine feine Zonierung mit üblichen Höhen zwischen 1,4 und 1,6 m sinnvoll und ergibt in üblichen Büros eine ausreichend hohe Sprachschallpegelabnahme. Eine zusätzliche Bedämpfung durch Akustiksäulen wäre nicht notwendig. Diese haben Sinn in vergleichsweise halligen Umgebungen; das sind übliche Mehrpersonenbüros nicht. Fazit: Für die Nutzung in Mehrpersonenbüros müssen die einzelnen Elemente des Möbelsystems 4 nicht mehr Schall absorbieren können. 3.3 Rechenergebnisse Hotellobby Als exemplarischer Aufenthaltsraum, in dem mehrere Personen gleichzeitig sprechen, wurde eine Hotellobby ausgewählt. In dieser soll eine angenehme Atmosphäre herrschen, akustisch wird dies über die Nachhallzeit beeinflusst. SO stellt sich die Frage, wie stark beeinflussen Elemente des Möbelsystems die Nachhallzeit eines typischen Aufenthaltsraumes. Es wurde eine Computersimulation erstellt. Die Decke der Lobby wurde mit einem konstanten Absorptionsgrad in Höhe von 0,7 angenommen, der Boden mit einem Teppichboden belegt und die Wände wurden als Innenausbauwände angesetzt. Ein Sofagruppe (Stoff-Lederkombi) wurde in die Raummitte und an eine Wand positioniert. Aus dem Möbelsystem 4 wurden Highboards verwendet, siehe C2 in Anhang C. Die berechnete Nachhallzeit in der Lobby mit und ohne Einfluss des Highboards ist in Bild 2 zu erkennen. 7

8 Bild 2 Berechnete Nachhallzeit in einer Lobby (siehe Anhang C, C2) mit und ohne Highboards des Viasit Möbelsystems Schlussfolgerungen Hotellobby Auch bei der Lobby handelt es sich um einen exemplarischen Raum, der nur dazu verwendet wird, um eventuelle Ableitungen für die weitere akustische Ertüchtigung des Möbelsystems abzuleiten. Der Unterschied in der Nachhallzeit (Bild 2) mag gering erscheinen, das ist abhängig davon viel andere Oberflächen im Raum bereits Schall absorbieren. Durch den vorteilhaften Frequenzverlauf der Schallabsorption des Möbelsystems (siehe Anhang B) wird die üblicherweise längere Nachhallzeit bei tieferen Frequenzen in Räumen reduziert. Für Aufenthaltsräume ist eine höhere Schallabsorption sinnvoll. Zu der bereits vorhandenen Absorptionscharakteristik (zu tieferen Frequenzen) hat es Sinn, das Möbelsystem so zu ertüchtigen, dass es im mittleren Frequenzbereich (500 Hz und 1 khz Oktave) mehr Schall absorbiert. Diese Verbesserung kann über alle flächigen Elemente (z.b. Highboard) erfolgen und dafür werden gezielt Oberflächen verwendet. Oder es werden einzelne Elemente geschaffen wie z.b. die Akustiksäulen, die diese Aufgaben übernehmen. 8

9 4 Anhang A A1 Aufbau 12 für die Bestimmung der Schallpegelabnahme; gemessene Spektren an den vier Mikrofonpositionen (unten). 9

10 A2 Aufbau 13 für die Bestimmung der Schallpegelabnahme; gemessene Spektren an den vier Mikrofonpositionen (unten). 10

11 A3 Aufbau 14 für die Bestimmung der Schallpegelabnahme; gemessene Spektren an den vier Mikrofonpositionen (unten). 11

12 5 Anhang B B1 Arrangement (oben) und äquivalente Schallabsorptionsfläche des Aufbaus 1. 12

13 B2 Arrangement (oben) und äquivalente Schallabsorptionsfläche des Aufbaus 2. 13

21 B10 Arrangement (oben) und äquivalente Schallabsorptionsfläche des Aufbaus 10. A 1 A 2 A 3 A 4 A 5 A 6 A 7 A 8 A 9 A 10 A 11 Temperatur T [ C] Luftfeuchte Schallgeschwindigkeit L [%] c [m/s] Tabelle B1 Messbedingungen im Hallraum der einzelnen Aufbauten hier abgekürzt mit A. 21

22 6 Anhang C C1 Geometriemodell Mehrpersonenbüro 22

23 C2 Geometriemodell Lobby 23

24 viasit Bürositzmöbel GmbH Boxbergweg 4 D Neunkirchen Tel.: +49 (0) 6821 / Fax: +49 (0) 6821 / info@viasit.com iwww.viasit.com Geschäftsführer: Thomas Schmeer Werner Schmeer AG: Saarbrücken HRB Sitz: Neunkirchen 24