RELSKG - Entwicklung eines vereinfachten Rechenverfahrens für Lärmschutzwände mit komplexer Geometrie

Ziel des Projektes war es mittels Rand-Elemente-Methode die Schirmwirkung komplexer Geometrien von Schallschutzwänden zu bestimmen, die Ergebnisse in Versuchen zu validieren und daraus Korrekturfaktoren für die Strahlverfolgungs-Methode abzuleiten. Dadurch sollte die Verwendung komplexer Geometrien – hierzu gehören auch Wände mit mehreren Brechungskanten – in vorhandenen Berechnungssystemen ermöglicht werden, um die Verwendung solcher Konstruktionen in der Praxis zu erlauben.

Kurzbeschreibung

Ausgangssituation/Motivation

Eine genormte bzw. standardisierte Methode zur Berechnung der akustischen Abstrahlung basiert auf der Strahlverfolgung. In der klassischen Form, wie sie in der schalltechnischen Berechnung verwendet wird, ist diese Methode nicht in der Lage, den Pegel in abgeschatteten Bereichen analytisch zu bestimmen. Deshalb wurden für klassische Formen der Abschattung Korrekturterme implementiert. Für besondere Formen der Schallschutzwand mussten solche Terme erst ermittelt werden.

Inhalte und Zielsetzungen

Zum Ermitteln der Terme eignete sich die Rand-Elemente-Methode, die eine annähernd exakte Berechnung des Schallfeldes erlaubt. Allerdings ist der Rechenaufwand sehr hoch. Der Hauptantragsteller hat in der Vergangenheit die Rand-Elemente-Methode an die Bedürfnisse der Berechnung von Schallschutzwänden in zwei Dimensionen angepasst.

Methodische Vorgehensweise

Speziell wurde in die Methode ein Modell für die Berechnung von speziellen Bodensituationen (schallharte Flächen, Grasland) implementiert, so dass die Halbraumoberkante nicht mehr diskretisiert werden muss. Lediglich die Schallschutzwand ist zu diskretisieren. Das Programm ermöglicht es Schallschutzwände mit einem wählbaren Absorptionsgrad und frei wählbarer Querschnitts-Geometrie zu behandeln. Gekrümmte Wände und Wände mit mehreren Beugungskanten gehören dazu.

Die Ergebnisse der Methode sollten messtechnisch überprüft werden. Hierbei sind Messungen an Modellen sowie immissionsseitige Messungen vorgesehen. Bereits in der Vergangenheit durchgeführte Berechnungen zeigten, dass sich im Schattenbereich starke Interferenzen ausbilden, daher ist es notwendig, mehrere Positionen für die Schallquelle zu untersuchen.

Nach der experimentellen Validierung wurden Korrekturfaktoren für die Methode der Strahlverfolgung bestimmt und publiziert. Die Faktoren werden in ein Softwarepaket exemplarisch implementiert, um die anwenderseitige Verwendbarkeit zu überprüfen.

Ergebnisse und Ausblick

Der Vergleich zwischen Messung und Berechnung mittels der Randelemente-Methode zeigte sowohl im Modell als auch in-situ eine gute Übereinstimmung. Die auf den Berechnungen basierenden Korrekturfaktoren wurden im Softwarepaket SoundPLAN implementiert.

Der Vergleich zwischen Berechnung und Messung zeigt, dass die Randelemente-Methode zur Berechnung von Lärmschutzwänden mit komplexer Geometrie geeignet ist. Die abgeleiteten Korrekturfunktionen sind frei verfügbar und können daher einfach in verschiedene Programmpakete integriert werden.

Publikationen

RELSKG – Entwicklung eines vereinfachten Rechenverfahrens für Lärmschutzwände mit komplexer Geometrie

Ziel des Projektes war es mittels Rand-Elemente-Methode die Schirmwirkung komplexer Geometrien von Schallschutzwänden zu bestimmen, die Ergebnisse in Versuchen zu validieren und daraus Korrekturfaktoren für die Strahlverfolgungs-Methode abzuleiten. Dadurch sollte die Verwendung komplexer Geometrien, hierzu gehören auch Wände mit mehreren Brechungskanten, in vorhanden Berechnungssystemen ermöglicht werden, um die Verwendung solcher Konstruktionen in der Praxis zu erlauben. Dr. Holger Waubke, Dr. Christian Kasess, DI Heinz Hoislbauer, Ing. Gerhard Strohmayr, Dipl. Phys. Dieter Zollitsch, Herausgeber: bmvit
Deutsch, 147 Seiten

Downloads zur Publikation

Projektbeteiligte

Projektleitung

Dr. Holger Waubke - Österreichische Akademie der Wissenschaften / Institut für Schallforschung

ProjektpartnerInnen

  • DI. Heinz Hoislbauer - TAS Sachverständigenbüro für Technische Akustik SV-GmbH
  • Dipl. Phys. Dieter Zollitsch - Braunstein + Berndt GmbH

Kontaktadresse

Österreichische Akademie der Wissenschaften - Institut für Schallforschung
Dr. Holger Waubke
Tel.: +43 (1) 51581-2507
E-Mail: holger.waubke@oeaw.ac.at

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