AkuPerat - Aeroakustische Performance von Luftdurchlässen und ihre psychoakustische Bewertung

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​Im Zuge der Dichtigkeitsforderungen gemäß aktueller EnEV 2014 kommen in Wohngebäuden zunehmend Lüftungsanlagen zum Einsatz, die dem Raum Luft über Luftdurchlässe unterschiedlicher Formen und Größen zuführen. Dabei entstehen unabdingbar Strömungsgeräusche, die bisher üblicherweise mit dem objektiv-physikalischen A-bewerteten Schallleistungspegel beurteilt werden und daher keine gültige Aussage zur Belästigung sowie zur Akzeptanz in Innenräume treffen können.

 

Forschungsziel

​Ziel des Forschungsvorhabens ist die strömungsinduzierte aeroakustische Performance von Luftdurchlässen vorhersagen und durch gezielte Designparameter verbessern zu können. Dabei gilt es, aeroakustische Merkmale an Luftdurchlässen zu identifizieren und mithilfe von geeigneten Bewertungskriterien schon früh im Entwicklungsprozess zu quantifizieren. Der bisher übliche A-bewertete Schallleistungspegel, der ggfs. noch um Relativspektren bzw. Oktavpegel ergänzt ist, dient dabei nur bedingt als Kriterium und soll daher um eine psychoakustische Analyse und Bewertung erweitert werden. Auf Basis des gefundenen Bewertungskriteriums sollen dann spezielle Designempfehlungen für Luftdurchlässe entwickelt werden, die zum einem den akustischen Komfort dieser Systeme steigern und zum anderen die thermodynamische Performance nicht beeinträchtigen.

 

Forschungsstrategie

Es wird eine Vorauswahl an relevanten und repräsentativen Luftdurchlässen getroffen und diese in einer akustischen Testumgebung installiert. Hierfür wird eine möglichst mobile und akustisch neutrale Versorgung entwickelt. Anschließend werden die Luftdurchlässe in ausgewählten Betriebspunkten durchströmt und die akustischen Merkmale aufgezeichnet. Im Rahmen der Auswertung werden die gemessenen Schallleistungspegel zusätzlich mit psychoakustischen Methoden ausgewertet und für Hörversuche aufbereitet. Mit den aufbereiteten akustischen Signale werden Hörversuche mit Probanden durchgeführt. Hier werden unter kontrollierten Laborbedingungen die Geräusche bezüglich der subjektiv empfundenen Angenehmheit bzw. Lästigkeit beurteilt. Aufgrund der voraussichtlichen Ähnlichkeit der Geräusche müssen zunächst Skalierungsmethode und Versuchsdesign auf diese Geräuschklasse maßgeschneidert werden. Um die Kontextabhängigkeit der subjektiven Angenehmheits- und Lästigkeitsbewertung von Wohnraum bzw. intendierter Tätigkeit beurteilen zu können, wird ein Experiment mit einer weiteren Gruppe von Probanden in einer diesbezüglich systematisch variierbaren Virtual Reality (VR) Umgebung durchgeführt.

Parallel zu den akustischen Untersuchungen werden die Luftdurchlässe hinsichtlich ihrer Strömungseigenschaften untersucht. Es werden umfangrei-che numerische Strömungssimulationen durchgeführt und diese mithilfe von ausgewählten laseroptischen Messungen validiert.

Die Ergebnisse werden zusammengeführt, um aeroakustische und psychologisch relevante Merkmale der Luftdurchlässe zu identifizieren. Die gewonnenen Ergebnisse werden genutzt, um als unangenehm empfundene Schallmerkmale durch gezielte Designmodifikationen zu vermeiden. Der Nutzen wird mithilfe der modifizierten Luftdurchlässe und erneuten akustischen Vermessungen, psychoakustischen Analysen und einem weiteren Hörversuch mit Probanden überprüft.

 

Projektinformationen und Partner

Laufzeit: 3 Jahre

Start: 03/2021

Ende: 08/2023

Partner: ​RWTH Aachen, Lehrstuhl für Hörtechnik und Akustik; RWTH Aachen, Institut für Psychologie; Forschungsvereinigung für Luft- und Trocknungstechnik (FLT) e.V.

Fördergeber: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK), Förderkennzeichen: IGF Vorhaben Nr.: 21611 N

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