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Konfiguration ISO 12354-2017 Teile 1-3

Berechnungsnorm ISO 12354

Für Berechnungen nach ISO 12354 stehen im Dialog „Berechnungskonfiguration“ nachfolgend beschriebene Optionen zur Verfügung.

Dialog Berechnungskonfiguration (für ISO 12354)

Dialogoptionen

Berechnungsmodell

Berechnungsmodelle nach ISO 12354 (Teile 1-3):

  • Detailliertes Modell in Terzbandbreite
  • Vereinfachtes Modell mit Einzahlangaben

Körperschall-Nachhallzeit, \(R_{situ}\) Korrektur

Für massive Bauteile des Typ A wird das Schalldämm-Maß über die Körperschall-Nachhallzeit des Bauteils unter Baubedingungen korrigiert.

Bei einschalig biegesteifen Bauteilen erfolgt die in-situ Korrektur gemäß: $$ \large R_{situ}=R_{lab} - 10 \cdot log\left(\frac{T_{s,situ}}{T_{s,lab}}\right) $$

Die Berücksichtigung der Zweischaligkeit bei zweischaligen biegesteifen Bauteilen zur Ermittlung von Rsitu erfolgt gemäß: $$ \large R_{situ}=R_{lab} - 20 \cdot log\left(\frac{T_{s,situ}}{T_{s,lab}}\right) $$

Hinweis

Bei der Verwendung des detaillierten Modells nach ISO 12354 mit einer Korrektur für die Körperschall-Nachhallzeit können die Körperschall-Nachhallzeit im Prüfstand \(\large T_{s,lab}\) und in der modellierten Situation (in-situ) \(\large T_{s,situ}\) über das Berechnungsprotokoll ausgeben werden.

Falls das Detaillierte Modell gewählt, kann eine von folgenden Optionen für die situ Korrektur gewählt werden:

  • Vereinfachte Korrektur: Die Kenngrößen zur Kennzeichnung der Schalldämmung von Bauteilen werden als situations-invariant angesehen. Für Stoßstellen werden die äquivalenten Absorptionslängen ausgehend von den Flächen der an der jeweiligen Stoßstelle gekoppelten Bauteile berechnet.

Berechnung der Körperschall-Nachhallzeit \(T_{s,situ}\)

Es stehen folgende Verfahren zur Berechnung der Körperschall-Nachhallzeit in-situ (im Gebäude) zur Verfügung, wenn unter Berechnung „Detailliertes Modell in Terzbandbreite“ ausgewählt wurde. Bei Berechnungen der Schallübertragung von außen nach innen nach DIN EN 12354-3 und bei Berechnungen nach den vereinfachten Modellen erfolgt keine Korrektur der Körperschall-Nachhallzeit.

  • Detaillierte Berechnung nach ISO 12354-1, Anhang C:

Bei der Berechnung der Schallübertragung wird für jede biegesteife Konstruktion (Bauteile Typ A) im Modell die in-situ-Korrektur der Körperschall-Nachhallzeit unmittelbar und abhängig von der Kopplungsbedingung berechnet. Sie wird bei Aktivierung in der Berechnungskonfiguration im Zuge einer Berechnung automatisch verwendet. Die dabei berücksichtigten Kopplungen an allen vier Bauteilkanten ergeben sich aus der aktuellen Anzahl und Lage der biegesteifen Bauteile für die Raumkonfiguration.

Berechnung der Körperschall-Nachhallzeit für Bauteile Typ A: $$ \large T_{s,situ} = \frac{2,2}{f \cdot \eta_{tot,situ}} $$

mit dem Gesamtverlustfaktor (tot), der sich aus den inneren Verlusten (int), den Verlusten infolge Abstrahlung (rad) und den Verlusten an den Rändern des Bauteils (rand) zusammensetzt: $$ \large \eta_{tot,situ} = \eta_{int} + \eta_{rad} + \eta_{rand} $$

Der Verlustfaktor für die Abstrahlung ergibt sich über: $$ \large \eta_{rad} = \frac{2 \cdot \rho_0 \cdot c_0 \cdot \sigma}{2 \cdot \pi \cdot f \cdot m'} $$

Für die Ermittlung des Abstrahlgrad Sigma wird die Methode nach Timmel angewendet.

Der Verlustfaktor für die Biegewellen-Absorption an den Rändern der Bauteile ergibt sich aus: $$ \large \eta_{rand} = \frac{c_0}{\pi^2 \cdot S \cdot \sqrt{f \cdot f_c}}\cdot \sum_{k=1}^{4} l_k \cdot \alpha_k $$

Bei der Ermittlung der Biegewellen-Absorptionsgrade alpha an den Rändern k werden ausschließlich kraftschlüssig verbundene biegesteife Bauteile berücksichtigt.

Nr. Bild Methode zur $\large K_{ij}$ Ermittlung
1 Kreuzstoß zwischen einschalig biegesteifen Bauteilen
2 T-Stoß zwischen einschalig biegesteifen Bauteilen
3 T-Stoß zwischen einschalig biegesteifen Bauteilen, Empfangsraum versetzt
4 T-Stoß zwischen einschalig biegesteifen Bauteilen, Senderaum versetzt
5 Eckverbindung, biegesteif (nur Pfad Df Empfangsraum)
6 Eckverbindung, biegesteif (nur Pfad Df Senderaum)
7 Dickenwechsel [Abweichung: $K_{Ff} =5 \cdot M^2$; -5 wird hier vernachlässigt]
8 Keine kraftschlüssige Kopplung Keine kraftschlüssige Kopplung

Hinweis

Bei der Körperschallnachhallzeit für den Laborfall Ts,lab wird der Gesamtverlustfaktor über die Methode ISO 12354-1 C1 und C3 berechnet. Dabei werden für die Flanken des Prüfstandes folgende Daten berücksichtigt: 4 x T-Stoß; m'=960 kg/m2; fc=46 Hz; Raumabmessung L=4 m, B=5 m, H=3 m; Horizontale Übertragung LxH; vertikale Übertragung LxB

Hinweis

Manuell überschriebene Stoßstellendämm-Maße Kij werden bei der Berechnung vernachlässigt.

Hinweis

Bei an Stoßstellen beteiligten massiven Bauteilen mit einer eingetragenen Norm-Flankenschallpegeldifferenz Dnf wird das Grundbauteil mit den eingetragenen Kenndaten berücksichtigt. Flanken deren Übertragung mit Dnf definiert ist erhalten keine situ Korrektur (Stoßstelle Typ-Nr. 16).

  • nach CRAIK: Die Berechnung der Körperschall-Nachhallzeit Ts,situ für biegesteife Bauteile erfolgt nach CRAIK:
\[ \large T_{s,situ} = \frac{2,2}{f \cdot \eta_{tot,situ}} \]

mit $$ \large \eta_{tot,situ} = 0,015 + \frac{1}{\sqrt{f}} $$

Craik, Robert J.M.: Sound Transmission through Buildings using Statistical Energy Analysis, Gower Publishing Ltd, Aldershot, England (UK) 1996.

  • nach FISCHER et al.: Die Berechnung der Körperschall-Nachhallzeit Ts,situ für biegesteife Bauteile erfolgt nach Fischer et al.:
\[ \large T_{s,situ} = \frac{2,2}{f \cdot \eta_{tot,situ}} \]

mit $$ \large \eta_{tot,situ} = 10^{0,1 \cdot \left[-12,4 - 3,3 \cdot log \left(\frac{f}{100}\right)\right]} $$

Fischer, H.M.; Schneider, M.; Blessing, S.: Einheitliches Konzept zur Berücksichtigung des Verlustfaktors bei Messung und Berechnung der Schalldämmung massiver Wände, Fortschritte der Akustik (DAGA 2001), Hamburg, Hrsg.: Deutsche Gesellschaft für Akustik DEGA e.V. 2001

Berechnung „Trittschall v.u.n.o.“

Standardmäßig ist das hier beschriebene Vorgehen in CadnaB deaktiviert. Zur Aktivierung muss die entsprechende Option in der Berechnungskonfiguration der ISO 12354 gesetzt werden. Bei Anwendung des Verfahrens wird im Ergebnisdialog die Meldung „Berechnungskonfiguration nicht streng nach Norm!“ angezeigt.

Die nachstehend beschriebene Methode liefert eine konservative Abschätzung der Trittschallübertragung von unten nach oben, welche nicht in der ISO 12354-2 geregelt ist.

Um zu verstehen, warum diese Übertragungsrichtung nicht in der Norm geregelt ist, hilft es, zunächst das Vorgehen der umgekehrten Richtung (Trittschall von oben nach unten) zu analysieren. Die Berechnung nach ISO 12354-2 besteht hierbei aus zwei Teilen:

  1. Der direkte Anteil – Pfad Dd – berücksichtigt die Dämmung der Rohdecke (grün), dem darauf angebrachten Estrich sowie der Unterdecke darunter (sofern vorhanden).

  2. Der flankierende Anteil – Pfad Df – berücksichtigt dieselbe Decke (grün) und den Estrich sowie alle Wände und deren Stoßstellen im Raum darunter (blau).

Um den Einfluss eines auf dem Boden des unteren Raums stehenden Norm-Hammerwerkes auf den oberen Raum zu berechnen, muss die Übertragungssituation invertiert werden. In diesem Fall ergibt sich eine Übertragung zweiter Ordnung. Zuerst wird der Boden im unteren Raum (rot) angeregt, welcher dann die Wände (blau) anregt (1. Ordnung). In einem zweiten Schritt erfolgt eine Übertragung von den Wänden (blau) zur Decke des oberen Raums (grün) (2. Ordnung).

Die folgende Lösung ergibt sich aus einer Modellvereinfachung. Die Idee besteht darin, den direkten Einfluss durch die Trenndecke (Dd) aus der Rechnung zu entfernen, da diese Übertragung durch den Luftschall dominiert ist. Stattdessen wird nur die flankierende Übertragung (Df) berücksichtigt.

Dieser Effekt kann bei der bestehenden Übertragung von oben nach unten simuliert werden, indem im unteren Raum eine Unterdecke mit hoher Dämmung verwendet wird. Zur Berücksichtigung von Verlusten bei der Übertragung zweiter Ordnung (blau zu grün), kann ein zusätzliches ΔKij eingeführt werden, jedoch hat sich bei einem Vergleich mit realen Messergebnissen gezeigt, dass dieser Effekt vernachlässigt werden kann, d.h. ΔKij = 0 dB.

Zusammenfassung

Eine konservative Abschätzung der Trittschallübertragung von unten nach oben kann erreicht werden, indem lediglich die Flankenübertragung im unteren Raum berücksichtigt und die Verluste an der Stoßstelle im oberen Raum vernachlässigt werden. Auf diese Weise werden trotzdem Trittschall-verbessernde Maßnahmen, wie z.B. ein Bodenbelag im Senderaum, berücksichtigt.

Anforderungen

Wählen Sie nach Aktivierung der Option "Standardanforderungen definieren" über Anforderungen aus, die im Anforderungsbrowser (siehe Anforderungsbrowser) für die horizontale, vertikale und/oder außen-innen Übertragung definiert wurden. Um eine ausgewählte Anforderung zu löschen, klicken Sie auf das Symbol .

Beachten Sie, dass die Anforderungsparameter (für Luft- und Trittschall) mit denjenigen in der Berechnungskonfiguration ausgewählten Zielgrößen übereinstimmen müssen. Im Konfliktfall wird dies in den Berechnungsergebnissen mit einem „?“ angegeben (siehe Modus „Ergebnisse“).

Werden der eingegebenen Zahlenwerte nicht eingehalten, erfolgt ein Hinweis in der entsprechenden Ergebniszeile im Modus „O_REQUIREMENT.png“ (siehe Modus „Ergebnisse“).

Zielgrößen

Zur Zielgrößen-Definition stehen die Einzahlangaben einschließlich der Spektrum-Anpassungswerte nach DIN EN ISO 717-1 und -2, sowie - falls das detaillierte Modell eingestellt ist - die nach ASTM (E 413-87, E 989-89, E 1332-90) zur Verfügung.

Luftschallübertragung in Gebäuden

Folgende ISO-Zielgrößen können ausgewählt werden:

  • das bewertete Bau-Schalldämm-Maß R'w
  • die bewertete Norm-Schallpegeldifferenz Dn,w
  • die bewertete Standard-Schallpegeldifferenz DnT,w

Die Kombinationen dieser Zielgrößen mit den Spektrum-Anpassungswerten C|C100-5000|C50-5000|C50-3150 und Ctr|Ctr,100-5000|Ctr,50-5000| Ctr,50-3150 werden automatisch berechnet und im Modus Ergebnisse (siehe Modus „Ergebnisse“) angezeigt.

Zudem können folgende ASTM-Zielgrößen gewählt werden, sofern das Detaillierte Berechnungsmodell gewählt ist:

  • Apparent Sound Transmission Class app. STC
  • Apparent Outdoor-Indoor Transmission Class app. OITC.

Innenpegel bei Luftschallübertragung in Gebäuden

Falls eine der erlaubten Zielgrößen (Dn,w oder DnT,w ggf. in Verbindung mit einem Spektrum-Anpassungswert) eingestellt ist, kann zudem der Innenpegel nach Auswahl einer Schallquelle berechnet werden. Die Auswahl einer Innenquelle erfolgt im Modus Konstruktionen (siehe Modus „Konstruktionen“).

Trittschallübertragung in Gebäuden

Folgende Zielgrößen können ausgewählt werden:

  • der bewertete Norm-Trittschallpegel L\('\)n,w
  • der bewertete Standard-Trittschallpegel L\('\)nT,w

Die Kombinationen dieser Zielgrößen mit den Spektrum-Anpassungswerten Ci|Ci,50-2500 werden automatisch berechnet und im Modus Ergebnisse (siehe Modus „Ergebnisse“) angezeigt.

Zudem kann die "Apparent Impact Insulation Class" IIC nach ASTM gewählt werden, falls das Detaillierte Berechnungsmodell eingestellt ist.

Luftschallübertragung außen-innen

Folgende Zielgrößen können ausgewählt werden:

  • das bewertete Bau-Schalldämm-Maß R'45°,w
  • das bewertete Bau-Schalldämm-Maß R'tr,s,w
  • die bewertete Standard-Schallpegeldifferenz D2m,nT,w
  • die bewertete Norm-Schallpegeldifferenz D2m,n,w

Die Kombinationen dieser Zielgrößen mit den Spektrum-Anpassungswerten C|C100-5000|C50-5000|C50-3150 und Ctr|Ctr,100-5000|Ctr,50-5000| Ctr,50-3150 werden automatisch berechnet und im Modus Ergebnisse (siehe Modus „Ergebnisse“) angezeigt.

Zudem können folgende ASTM-Zielgrößen gewählt werden, falls das Detaillierte Berechnungsmodell eingestellt ist:

  • die "Apparent Sound Transmission Class" app. STC
  • die "Apparent Outdoor-Indoor Transmission Class" app. OITC.

Bei der Berechnung der Schallübertragung von Wänden wird die Fläche aller - vom Raum aus gesehenen - Fassadenflächen berücksichtigt. Decken werden hierbei nicht berücksichtigt.

Innenpegel bei Luftschallübertragung außen-innen

Falls eine der erlaubten Zielgrößen (D2m,nT,w oder D2m,n,w ggf. in Verbindung mit einem Spektrum-Anpassungswert) eingestellt ist, kann zudem der Innenpegel nach Auswahl einer Schallquelle berechnet werden. die Auswahl einer Außenquelle erfolgt im Modus Schallpegel (siehe Modus „Schallpegel“).

Bezugs-Nachhallzeit T0

Für Nachhallzeit-reduzierte Zielgrößen (DnT,w, LnT,w, D2m,nT,w) kann die Bezugs-Nachhallzeit T0 editiert werden. Durch Klick auf die Schaltfläche „Standard“ wird eine Bezugs-Nachhallzeit von T0 = 0.5 s eingestellt (siehe DIN EN ISO 717).

Zielgrößen für Außenlärm

Bei der Berechnung der Luftschallübertragung durch Außengeräusche wird nach ISO 12354-3 nachfolgender Zusammenhang zwischen dem Bau-Schalldämm-Maß R' und den Bau-Schalldämm-Maßen R'45° und R'tr,s bzw. den entsprechenden Einzahlangaben im vereinfachten Modell verwendet:

\(\large R'_{45°}(R'_{45°,w}) = R'(R'_w) + 1,0\ dB\)

\(\large R'_{tr,s}(R'_{tr,s,w}) = R'(R'_w)\)

Zur Änderung der voreingestellten Beziehung geben Sie einen entsprechenden Wert in die Eingabefelder ein. Über die Schaltfläche „Standard“ kann nach einer Änderung auf die voreingestellten Werte zurückgestellt werden.

Außenpegel L1

Diese Einstellung gibt an, ob bei einem definierten Außenpegel L1 (siehe Modus „Schallpegel“) die an der eigenen Fassade vorhandenen Reflexionen im Außenpegel beinhaltet sind oder nicht. Folgende Optionen sind möglich:

Im Außenpegel L1 ist der an der Fassade zuletzt reflektierte Schall

  • nicht einbezogen (Standardeinstellung für Fassadenpegel aus CadnaA, default bei neuen Projekten)
    \(C = 3\ dB\)
  • einbezogen, inkohärent (z. B. gemessen als L1,2m oder mit allen Reflexionen berechnet, default beim Öffnen von Dateien, welche mit Version 2021 gespeichert wurden oder beim Import von BASTIAN-Dateien)
    \(C = 0\ dB\)
  • einbezogen, gleichphasig (z. B. gemessen als L1,s mit bündigem Mikrofon)
    \(C = 3\ dB\)

In allen Fällen wird näherungsweise diffuser Schalleinfall vorausgesetzt.

Optionen

Korrigiere Sigma für...

  • biegesteife Bauteile
  • biegeweiche Bauteile

Diese Optionen ermöglichen die Korrektur der Eingangsdaten für Bauteile im Hinblick auf die Anregung freier Biegewellen. Von dieser Korrektur sind alle Übertragungspfade außer dem Direktpfad Dd betroffen.

Begrenzung Alpha_k

Die Werte für den Biegewellen-Absorptionsgrad Alpha_k an den Kanten eines biegesteifen Bauteils kann im Zuge der Berechnung der Körperschall-Nachhallzeit begrenzt werden. In ISO 12354-1, Anhang C, ist ein Bereich von 0.05\(\leq\)Alpha_k\(\leq\)0.5 genannt. Diese Werte können durch Klick auf die Schaltfläche „Standard“ eingestellt werden.

Suchmethode für vertikale Flanken

Um Stoßstellen mit geringem Versatz automatisch zu finden, stehen folgende Methoden zur Verfügung:

  • CadnaB-Methode: Werden Wände oberhalb bzw. unterhalb der trennenden Decke - ausgehend von der Wandmitte - bis zur halben Wanddicke und zwar in einer der beiden Richtungen - gefunden, so wird ein T- oder Kreuzstoß zugewiesen. Folglich wird allen vertikalen Stoßstellen, die mehr überstehen, ein gedrehter T-Stoß zugewiesen.
  • Benutzer-definierte Entfernung (m): Falls die Mittelachsen der vertikalen Flanken einen horizontalen Versatz (d.h. Versatz zwischen den Geschossen) von mehr dem eingegebenen Wert aufweisen, so wird kein T- oder Kreuzstoß, sondern ein gedrehter T-Stoß zugewiesen. Die Standardeinstellung ist 0,5 m. Manuell kann die Suchmethode auf eine Entfernung zwischen 0,01 m und 0,5 m eingestellt werden.

verwende tatsächliche Abmessungen

Standardmäßig verwendet CadnaB zur geometrischen Berechnung die Achsmaße der Wände. Durch Aktivierung der Option "verwende tatsächliche Abmessungen" werden zusätzlich die Wanddicken sowie eventuell modellierte Vorsatzschalen in die Geometrieermittlung einbezogen. Dabei erfolgt ein Verschnitt der Wandpolygone innerhalb der Modellierung, um die Außenkanten der Bauteile zu bestimmen.

Diese Einstellung hat keinen Einfluss auf die lichte Raumhöhe oder die Geschosshöhen.

Links: Geometrieermittlung mit Achsmaßen (Option deaktiviert); rechts: Geometrie mit aktivierter Option „verwende tatsächliche Abmessungen“

Einschränkungen

siehe Einschränkungen / Designentscheidungen