Bauakustische Simulation einer Holzrahmenwand

Abstract

Bauphysikalische Simulationen haben sich im Planungsalltag der Hygrothermik bereits fest etabliert. Die Simulation realer physikalischer Effekte in der Bauakustik, speziell im Leichtbau, und die Möglichkeit, präzise Vorhersagen zu treffen, stellt bisher aber noch eine Herausforderung dar. Mit zunehmender Nachfrage im Holzbau wachsen die Ansprüche sowie der Bedarf an Planungssicherheit. Die zuverlässige frequenzabhängige Prognose des Schalldämmmaßes von Leichtbauteilen könnte ressourcenintensive Messungen einsparen. Bisher hat sich die Finite Elemente Methode (FEM) als geeignete Methode erwiesen, um bauakustische Parameterstudien an Leichtbauteilen durchzuführen und konstruktive Veränderungen in Relation zueinander zu bewerten. In diesem Artikel wird die Simulation einer Holzrahmenwand in Fenstergröße mithilfe der FEM präsentiert. Die Simulationsergebnisse, durchgeführt mit der Software „COMSOL Multiphysics 6.1“, werden mit bauakustischen Messungen verglichen. Das Schalldämmmaß wird mit einer maximalen Abweichung von 5 dB pro Terzband prognostiziert. Bei der FEM ist die Qualität der Eingangsdaten entscheidend, wobei durch Modalanalysen relevante Steifigkeitswerte und Verlustfaktoren ermittelt werden. Dieser Ansatz gewinnt insbesondere bei mehrschichtigen Bauteilen mit anisotropen Materialien an Relevanz. Zusätzlich zur Modellvalidierung wurden anhand des Modells unterschiedliche Parametervariationen durchgeführt, deren Ergebnisse ebenfalls detailliert dargelegt werden.