Vergleich DIN EN mit VDI 2571

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1 Vergleich DIN EN mit VDI 2571 Schallübertragung von Räumen ins Freie Ingenieurbüro Frank & Apfel GbR 1

2 Gemeinsamer Anwendungszweck beider h a Regelwerke t d e n S t a t u s e i n e r D e u t s c h e n N o r m Berechnung der Emission von Fassadenelementen aus dem Innenpegel Abschätzung der Immissionsanteile der Fassadenelemente Ingenieurbüro Frank & Apfel GbR 2

3 Gültigkeit EN VDI 2571 hat den Status einer Deutschen Norm Besitzt keinen Querverweis zur TA Lärm Trägt allgemeinen Charakter wurde 2006 zurückgezogen Ist weiter zu verwenden, weil die TA Lärm darauf verweist Als Anwendungszweck Industrie und Gewerbe 4 Ingenieurbüro Frank & Apfel GbR 3

4 Schallübertragung Gleichungen EN VDI 2571 L p Schalldruckpegel am Aufpunkt L w Schallleistungspegel der Quelle D c Richtwirkungskoeffizient Atot Gesamtausbreitungsdämpfung L s Schalldruckpegel am Aufpunkt L I Halleninnenpegel R Schalldämmmaß des Bauteils L s Abstandsmaß L z Abschirmmaß Ingenieurbüro Frank & Apfel GbR 4

5 Quellencharakteristik EN VDI 2571 Punktförmige Ersatzschallquellen Punktförmige Ersatzschallquellen Vorteile Einfache Berechnung Bei wenigen Fassadenelementen übersichtlich Eine zweckmäßige Flächenzerlegung erfolgt automatisch durch die Software Nachteile Bei nahe gelegenen Aufpunkten ungenau Bei vielen Fassadenelementen unübersichtlich und aufwändig Ingenieurbüro Frank & Apfel GbR 5

6 Ermittlung der Innenpegel EN VDI 2571 Keine Anleitung zur Ermittlung aus Schallleistung der Innenquellen Vorgaben zur Ermittlung aus Schalleistung mittels Nachhallzeit und Volumen oder mittels Absorptionsfläche Verweist auf den Innen 1m bis 2 m vor der Außenwand Damit wird implizit auf die messtechnische Ermittlung orientiert Problematisch bei Prognose, weil Innenpegel nicht bekannt Ermittlung durch Messung Für Prognosen wird ein Verfahren zur Abschätzung des Innenpegel angegeben Ingenieurbüro Frank & Apfel GbR 6

7 Allgemeine Probleme bei der Bestimmung der Innenpegel (1) (gelten für beide Regelwerke) Der Innenpegel an der Außenwand ist ortsabhängig (Maschinen-Aufstellung) Das Schallfeld des Innenpegels ist frequenzabhängig Ingenieurbüro Frank & Apfel GbR 7

8 Allgemeine Probleme bei der Bestimmung der Innenpegel (2) Verfahren zur Berechnung des Schallfeldes des Innenpegels sind meist empirischer Art Die Berücksichtigung der (frequenzabhängigen) Reflexionen sowie der Formen und Verteilungen von Streukörpern ist mit hohem Aufwand verbunden Die zumeist notwendigen Beschränkungen und Vereinfachungen führen zu schwer kalkulierbaren Fehlerschranken Software zur Berechnung der Innenpegel ist teuer. Die genannten Probleme werden bei der Abschätzung nach VDI 2571 nicht berücksichtigt, dennoch ist die Abschätzung in vielen Fällen sinnvoll Ingenieurbüro Frank & Apfel GbR 8

9 Schallübertragung aus dem Innenraum in den Außenraum Allgemeines Prinzip Innenraum Außenraum L innen L Innen =L Reflexion +L Absorption +L Außen Innenpegel L Reflexion reflektierter Pegelanteil L Absorption L Außen Außenpegel absorbierter Pegelanteil Ingenieurbüro Frank & Apfel GbR 9

10 Diffusfeld-Freifeld-Übergang Im Innenraum herrscht ein diffuses Schallfeld Der Innenpegel am Messpunkt ist nicht repräsentativ Nur die blau gezeichneten Linien erreichen sowohl den Messpunkt als auch das betrachtete Bauteil Die Reflexionsanteile der blauen Linien erhöhen den Messwert Von der grünen Linie wirkt nur der Reflexionsanteil am Messpunkt Die rot gezeichneten Anteile tragen zum Messwert bei, erreichen aber nicht das Bauteil Zum Außenpegel trägt nur der Intensitätspegel des senkrecht auf das Bauteil einfallenden Schalls bei Ingenieurbüro Frank & Apfel GbR 10

11 Diffusionsterm Die Differenz zwischen Schalldruckpegel und senkrecht einfallendem Intensitätspegel wird Diffusionsterm C d genannt. Der C d wird in beiden Regelwerken unterschiedlich behandelt. EN VDI 2571 Wird als Term aufgefasst, der von Bedingungen abhängt Kann zwischen 0 db und -6 db liegen Beträgt nur bei reflektierenden Wänden 6 db Wird nicht explizit genannt Ist konstant auf -6 db festgelegt Ingenieurbüro Frank & Apfel GbR 11

12 Anhaltswerte von EN für den Diffusionsterm Situation relativ kleine, gleichförmige Räume (diffuses Feld) vor reflektierender Oberfläche relativ kleine, gleichförmige Räume (diffuses Feld) vor absorbierender Oberfläche große, flache oder lange Hallen, viele Schallquellen (durchschnittliches Industriegebäude) vor reflektierender Oberfläche Industriegebäude, wenige dominierende und gerichtet abstrahlende Schallquellen vor reflektierender Oberfläche Industriegebäude, wenige dominierende und gerichtet abstrahlende Schallquellen vor absorbierender Oberfläche C d in db Ingenieurbüro Frank & Apfel GbR 12

13 Berechnung der Schallleistung von Bauteilen EN VDI 2571 L W Schallleistungspegel L W Schallleistungspegel L p,in C d Innen-Schalldruckpegel Diffusionsterm R Bauschalldämmmaß S Fläche des Segments in m² S 0 Bezugsfläche 1 m² L p,in Mittlerer Schalldruckpegel innen R Bauschalldämmmaß S Fläche des Segments in m² S 0 Bezugsfläche 1 m² EN ist flexibler! Ingenieurbüro Frank & Apfel GbR 13

14 Ausbreitungsrechnung Beide Regelwerke geben eine vereinfachte Berechnungsmöglichkeit zur Abschätzung des Pegels am Aufpunkt an nach EN A tot S Geschätzte Ausbreitungsdämpfung Fläche der Gebäudeseite Aufpunkt S 0 Bezugsfläche 1 m² h 1, h 2 Vertikale Abstände zur Aufpunkthöhe Gebäude nach VDI 2571 Bei Abstrahlung in den Halbraum Lw L s0 Schallleistung Schalldruckpegel Messentfernung Ingenieurbüro Frank & Apfel GbR 14

15 Richtwirkung Spezielle Eigenschaften der Schallausbreitung akustischer Raum doppelter Schalldruck (3 db) vierfacher Schalldruck (6 db) Ingenieurbüro Frank & Apfel GbR 15

16 Richtwirkung EN berücksichtigt die Richtwirkung VDI 2571 geht auf die Richtwirkung nicht ein Öffnungen in der Fassade haben in der Regel eine ausgeprägte Richtwirkung Die Richtwirkung wird durch den Raumwinkel der Öffnung und die Position der Quellen im Innenraum bestimmt Auch lange geschlossene Fassaden können eine Richtwirkung entwickeln Je kürzer die Wellenlänge des Schalls, um so größer die Richtwirkung Ingenieurbüro Frank & Apfel GbR 16

17 Berechnung der Fassadenemission in der Praxis Die Berechnung ist eine häufige Tätigkeit. Zur rationalen Bearbeitung und zur Fehlerminimierung eignet sich der Einsatz einer Datenbank. Ingenieurbüro Frank & Apfel GbR 17

18 Vorteile von VDI 2571 Zusammenfassung (1) Die TA Lärm verweist auf VDI 2571 Für Prognosen wird ein Verfahren zur Abschätzung des Innenpegels aus den Schallleistungen der Maschinen und aus den Raumeigenschaften aufgeführt Es wird ein Verfahren zur überschlägigen messtechnischen Ermittlung des Schalldämmmaßes beschrieben Die Abschätzung zum Pegel am Aufpunkt beruht nur auf freier Schallausbreitung und ist einfach Das Regelwerk beinhaltet Anhaltswerte für Schalldämmmaße typischer Materialien der Außenhaut Das Regelwerk beinhaltet Anhaltswerte für den Schalldruckpegel in Werkhallen Ingenieurbüro Frank & Apfel GbR 18

19 Zusammenfassung (2) Vorteile von ISO Besitzt den Status einer Deutschen Norm Ist flexibel bezüglich des Diffusionsterms Beseitigt Probleme der Energieerhaltung von VDI 2571 bei großen Öffnungen Berücksichtigt die Richtwirkung, insbesondere von Öffnungen in den Fassaden Verweist hinsichtlich der Ausbreitungsrechnung auf ISO Ingenieurbüro Frank & Apfel GbR 19