Hybrider Berechnungsansatz FEM/SEA

Silent Timber Build
© TU Graz/LFB

Durch den Einsatz numerischer Berechnungsmethoden zur Ermittlung des akustischen Übertragungsverhaltens innovativer Bauelemente besteht schon während eines frühen Entwicklungsstadiums großes zeitliches und finanzielles Einsparungspotential. Doch trotz hochentwickelter Berechnungsmethoden bleiben exakte Prognosen, die den gesamten bauakustischen Frequenzbereich abdecken, eine große Herausforderung. Während die Finite Elemente Methode (FEM) bei tiefen Frequenzen eine sehr gute Vorhersage des modalen Verhaltens ermöglicht, begrenzt der mit steigenden Frequenzen stark zunehmende Rechenaufwand ihre praktische Anwendbarkeit. Zusätzlich wird durch den bei hohen Frequenzen größer werdenden Einfluss von handwerklich- und materialbedingten Schwankungen die Verwendung von statistischen Verfahren notwendig. Hier ermöglicht der Einsatz der Statistischen Energie Analyse (SEA) schnelle und exakte Berechnungen. Die Anwendung von SEA ist allerdings nur unter bestimmten Voraussetzungen möglich welche allerdings bei tieferen Frequenzen oft nicht gegeben sind. Um nun eine Berechnung durchführen zu können die den gesamten bauakustischen Frequenzbereich abdeckt, ist eine Kombination beider Verfahren notwendig. Am Labor für Bauphysik wird ein Verfahren entwickelt, welches es gestattet die Gültigkeitsbereiche der jeweiligen Methode zu ermitteln. Dies ist die wesentliche Voraussetzung zur Kombination beider Methoden und damit zur Bestimmung des Schalldämmmaßes eines Bauteils in einem erweiterten bauakustischen Frequenzbereich.

Vergleich zwischen gemessenem und berechnetem Schalldämmmaß. © TU Graz/LFB
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