DIN 52221-2006 Tests in building acoustics - Measurements of structure-borne sound produced by technical appliances in buildings《建筑声学试验 建筑物内技术装备产生的结构噪声的测量》.pdf

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1、Januar 2006DEUTSCHE NORM Normenausschuss Materialpr fung (NMP) im DINNormenausschuss Akustik, L rmminderung und Schwingungstechnik (NALS) im DIN und VDINormenausschuss Bauwesen (NABau) im DINPreisgruppe 9DIN Deutsches Institut f r Normung e.V. Jede Art der Vervielf ltigung, auch auszugsweise, nur mi

2、t Genehmigung des DIN Deutsches Institut f r Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS 91.120.20Gh% 9659731www.din.deXDIN 52221Bauakustische Pr fungen K rperschallmessungen bei haustechnischen AnlagenTests in building acoustics Measurements of structureborne sound produced by technical appliances in buil

3、dingsMthodes d essais en acoustique des b timents Mesure du bruit des installations techniques de b timent transmis par les structuresAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatz f rdie 200412 zur ckgezogene NormDIN 52221:198005www.beuth.deGesamtumfang 15 SeitenDIN 52221:2006

4、-01 2 Inhalt Seite Vorwort 3 1 Anwendungsbereich . 3 2 Normative Verweisungen 4 3 Begriffe . 4 4 Bezeichnung des Verfahrens . 7 5 Prfeinrichtungen 7 5.1 Krperschallsender . 7 5.2 Krperschallaufnehmer 8 5.3 Verstrker und Filter 8 5.4 Integratoren 8 6 Prfgegenstnde und Messstellen 9 7 Durchfhrung. 9 7

5、.1 Messung von Spektren von Krperschallquellen, Untersuchung von krperschallisolierenden Manahmen und Bestimmung von Pegeldifferenzen in Gebuden . 9 7.1.1 Schwingungsrichtung . 9 7.1.2 Befestigung der Krperschallaufnehmer 9 7.1.3 Strquellen . 10 7.1.4 Aufstellung der Maschinen. 10 7.1.5 Betriebsbedi

6、ngungen 11 7.1.6 Messung von Krperschallpegeln und Pegeldifferenzen mit einer eingebauten Maschine oder einem Sender als Schallquelle. 11 7.2 Impedanzmessungen 11 8 Auswertung und Angabe der Ergebnisse . 12 9 Prfbericht 12 Anhang A (informativ) Berechnung von Wechselkrften und bertragung von Messerg

7、ebnissen auf andere Verhltnisse. 13 A.1 Allgemeines 13 A.2 Berechnung der Krfte 13 A.3 bertragung von Messergebnissen an elastischen Lagerungen. 13 Literaturhinweise 15 DIN 52221:2006-01 3 Vorwort Diese Norm wurde vom Arbeitsausschuss NMP 231 Schalldmmung und Schallabsorption, Messung und Bewertung

8、des Normenausschusses Materialprfung (NMP) erarbeitet. Die DIN 52221:1980-05 wurde mit Erscheinen der DIN EN ISO 16032:2004-12 irrtmlich zurckgezogen. Mit der Neuausgabe der DIN 52221 wird dem Anwenderkreis wieder ein Dokument ber die Krperschall-messungen bei haustechnischen Anlagen zur Verfgung ge

9、stellt. nderungen Gegenber der 2004-12 zurckgezogenen Norm DIN 52221:1980-05 wurden folgende nderungen vorge-nommen: a) Normative Verweisungen aktualisiert; b) Berechnung von Wechselkrften und bertragung von Messergebnissen auf andere Verhltnisse im neuen Anhang A statt in “Erluterungen“ dargelegt;

10、c) Bezeichnung des Verfahrens gendert; d) Norm redaktionell berarbeitet. Frhere Ausgaben DIN 52221: 1980-05 1 Anwendungsbereich Dieses Dokument legt Begriffe, Messgren, Messpunkte und Messverfahren fr Krperschallmessungen bei haustechnischen Anlagen fest. Die in diesem Dokument beschriebenen Messung

11、en dienen: a) zur Feststellung der Krperschallspektren von Maschinen, die zu haustechnischen Anlagen gehren; b) zur Bestimmung der Krperschalldmmung von Isolationsmanahmen auf dem Prfstand bzw. im einge-bauten Zustand; c) zur Messung von Pegeldifferenzen in Gebuden; d) zur Ermittlung der Impedanzen

12、von Maschinenfundamenten, Decken und Wnden. Als Maschinen in haustechnischen Anlagen werden z. B. Aufzge, Heizungs- und Klimaanlagen, Pumpen, Kltemaschinen, Mllschlucker, Druckerhhungsanlagen, Staubsauganlagen, Waschanlagen (Wasch-maschinen, Geschirrspler usw.) und die dazugehrige technische Ausrstu

13、ng (Schalter, Sttze usw.) verstanden. Mit Hilfe der hier beschriebenen Messungen kann man allerdings nur in einfachen Fllen feststellen, ob die Krperschallpegel der Begrenzungsflchen von Rumen zu einer Luftschallabstrahlung fhren, die unter-halb der in DIN 4109 zugelassenen Schallpegel liegen oder n

14、icht. Bei festgestellter berschreitung kann auf Grund der Krperschallpegel auf die erforderlichen zustzlichen Isolationsmanahmen geschlossen werden. Auerdem kann die Krperschalldmmung von elastischen Lagerungen und dergleichen allerdings nur fr die jeweilige Einbausituation erfasst werden. DIN 52221

15、:2006-01 4 2 Normative Verweisungen Die folgenden zitierten Dokumente sind fr die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschlielich aller n

16、derungen). DIN 1320, Akustik Begriffe DIN 4109, Schallschutz im Hochbau Anforderungen und Nachweise DIN 45661, Schwingungsmesseinrichtungen Begriffe DIN 45662, Schwingungsmesseinrichtungen Allgemeine Anforderungen und Prfung DIN EN 61260, Elektroakustik Bandfilter fr Oktaven und Bruchteile von Oktav

17、en DIN EN 61672-1, Elektroakustik Schallpegelmesser Teil 1: Anforderungen DIN EN ISO 140-6, Akustik Messung der Schalldmmung in Gebuden und von Bauteilen Teil 6: Messung der Trittschalldmmung von Decken in Prfstnden DIN ISO 5348, Mechanische Schwingungen und Ste Mechanische Ankopplung von Beschleuni

18、gungs-aufnehmern 3 Begriffe Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die folgenden Begriffe. 3.1 Krperschall Schwingungen bzw. Wellen in festen Krpern ANMERKUNG In dieser Norm interessiert nur der Frequenzbereich von 25 Hz bis 4 000 Hz. Schwingungsgren knnen sein: Schwingweg, Schnelle, Beschleunigun

19、g, Druck bzw. Spannung, Kraft usw. 3.2 Schnelle, Schwinggeschwindigkeit v Wechselgeschwindigkeit eines schwingenden Krpers. Sie ist die zeitliche Ableitung des Schwingweges. Die Schnelle ist ein Vektor ANMERKUNG Meist wird jedoch nur die je nach Problemstellung wichtigste Richtungskomponente der Sch

20、nelle betrachtet 3.3 Schnellepegel LvLv= 10 lg 202vvdB (1) Dabei ist v der Effektivwert der Schnelle im betrachteten Frequenzband; v0der Bezugswert. In DIN 1320 ist v0= 5 108m/s = 50 nm/s festgelegt. ANMERKUNG In ISO 1683 ist als Bezugswert v0= 1 nm/s festgelegt. Die Schnellepegel sind dann um 34 dB

21、 hher. Bei senkrechter Abstrahlung ebener Wellen sind bei Verwendung des Bezugswertes v0= 5 108m/s Schalldruckpegel- und Krperschallschnellepegel zahlenmig einander gleich. DIN 52221:2006-01 5 3.4 Beschleunigung a zeitliche Ableitung der Schnelle Fr die Effektivwerte von Schnelle und Beschleunigung

22、innerhalb eines Frequenzbandes mit der Mitten-frequenz f (das Frequenzband sollte nicht breiter als eine Terz sein) gilt Gleichung (2): va= 2 f (2) 3.5 Beschleunigungspegel LaLa= 10 lg 202aadB (3) Dabei ist a der Effektivwert der Beschleunigung im betrachteten Frequenzband; a0der Bezugswert, fr den

23、106m/s2festgelegt ist. ANMERKUNG Der Bezugswert entspricht den Angaben in ISO 1683. Nach Gleichung (2) gilt fr den Zusammenhang zwischen Schnellepegel und Beschleunigungspegel (unter Bercksichtigung von v0= 50 nm/s) Gleichung (4): Lv= La 20 lg Hz1fdB + 10 dB (4) 3.6 Krperschallspektrum Auftragung de

24、r ber den Filter ermittelten Pegel dieser Gre ber der Mittenfrequenz des jeweiligen Filters. Als Filter werden in der Regel Terzfilter nach DIN EN 61260 benutzt Die Abszisse der Auftragung hat logarithmische Teilung. In der Ordinate werden die Pegel linear aufgetragen. 3.7 Krperschallpegeldifferenz

25、LvDifferenz zweier gemessener Pegel der gleichen physikalischen Gre bei der gleichen Filtermittenfrequenz. Die Krperschallpegeldifferenz ist das logarithmische Ma des dimensionslosen Verhltnisses zweier Messwerte gleicher physikalischer Gre. Die Krperschallpegeldifferenz hngt nicht vom Bezugswert de

26、r Pegeldefinition ab. Es gilt z. B. Gleichung (5): Lv= Lv1 Lv2= 20 lg 21vvdB (5) DIN 52221:2006-01 6 3.8 Impedanz Zmmechanische Impedanz, also das Verhltnis einer Kraft F zur durch diese Kraft verursachten Schnelle v am Erregerort Zm= vF(6) Im Allgemeinen ist die Impedanz komplex und frequenzabhngig

27、. Bei der Messung wird meistens nur der Absolutbetrag der Impedanz bestimmt. 3.9 Abstrahlma zehnfacher dekadischer Logarithmus des Abstrahlgrads, ausgedrckt in dB. Es liefert einen Zusammenhang zwischen dem mittleren Schnellepegel Lveiner strahlenden Flche S und der nach einer Seite abgestrahlten Lu

28、ftschallleistung W. Unter Benutzung des Schallleistungspegels LW, bezogen auf 1 pW, und des Bezugs-wertes v0= 50 nm/s gilt bei der Abstrahlung in Luft Gleichung (7): 10 lg dB = LW Lv 10 lg 2m1SdB (7) ANMERKUNG Bei Messungen in Rumen, die zum Aufenthalt von Menschen geeignet sind, brauchen Einflsse v

29、on Temperatur und Luftdruck nicht bercksichtigt zu werden. Bei Messungen in geschlossenen Rumen geht Gleichung (7) ber in Gleichung (8): 10 lg dB = Lp Lv+ 10 lg 3m1VdB 10 lg s1TdB 10 lg 2m1SdB 14 dB (8) Dabei ist V das Volumen des Raumes; T die Nachhallzeit; Lpder im Raum gemittelte Schalldruckpegel

30、. Bei homogenen Wnden und Decken kann man fr Frequenzen oberhalb einer bestimmten Grenzfrequenz fgmit = 1 rechnen. Diese Grenzfrequenz ist gegeben durch Gleichung (9): fg= hccL,8120(9) Dabei ist c0die Schallgeschwindigkeit in Luft (= 340 m/s); cLdie Longitudinalwellengeschwindigkeit im Plattenmateri

31、al (siehe auch Funote 1 auf Seite 8); h die Plattendicke. Bei Betonplatten und Ziegelwnden gilt fg 20/h, wobei h in Meter einzusetzen ist und fgin Hz ausgedrckt wird. Fr Frequenzen unterhalb von fgist 1 treten nur in der Nhe der oben angegebenen Grenzfrequenz fgauf. Auch in diesem Bereich sind Werte

32、 von 2 uerst selten. DIN 52221:2006-01 7 Bei bekanntem oder geschtztem Abstrahlgrad kann Gleichung (8) benutzt werden, um aus den an den einzelnen Begrenzungsflchen Sigemessenen Schnellepegeln Lviden im Raum erzeugten Schallpegel zu errechnen. Es gilt bei bekannter Nachhallzeit: Lp= +=14s110m1101010

33、103101TVSviLniilglglglg/ dB (10) Bei bekannter Absorptionsflche A im Raum ist mit Lp= +=61010101/lgviLniiASdB (11) zu rechnen. 4 Bezeichnung des Verfahrens Prfung DIN 52221 06 Benennung DIN-Hauptnummer zwei letzte Ziffern des Ausgabejahres 5 Prfeinrichtungen 5.1 Krperschallsender Zu Messungen von Kr

34、perschallpegeldifferenzen und zur Messung der Impedanz einer Maschine, einer Decke oder Wand kann eine Krperschallanregung mit einer von auen einwirkenden Wechselkraft F erforderlich sein. Als dazu ntige Krperschallsender knnen elektrodynamische Sender oder Hammerwerke, z. B. das Trittschallhammerwe

35、rk nach DIN EN ISO 140-6, verwendet werden. Die elektrodynamischen Sender werden im Allgemeinen mit Terzrauschen, in Ausnahmefllen mit reinen Tnen angeregt. Fr Impedanz-messungen ist es empfehlenswert, solche Krperschallsender zu verwenden, bei denen (durch eine unmittel-bare Kraftmessung, durch ein

36、e Strommessung oder durch eine Beschleunigungsmessung an einer bekannten Masse) die wirkende Kraft je Frequenzband oder Frequenz ermittelt werden kann. Bei Hammerwerken mit harter Aufschlagflche gilt bei einer Schlagfrequenz von 10 Hz fr den Effektivwert der Kraft F im Terzband nherungsweise Gleichu

37、ng (12) 1: Feff hmf2185 (12) Dabei ist Feffder Effektivwert der Kraft in N; f die Mittenfrequenz des Terzbandes in Hz; m die Masse des Hammers in kg; h die Fallhhe der Hmmer in m. DIN 52221:2006-01 8 Gleichung (12) stellt einen Mittelwert fr elastischen und unelastischen Sto dar. Bei vollkommen elas

38、tischem Sto ist die Kraft um den Faktor 1,41 grer, bei vollkommen unelastischem Sto um den Faktor 1,41 kleiner als nach Gleichung (12). Damit eine dynamische Belastung des Messgegenstandes durch den Krperschallsender vermieden wird, darf die Masse m des anregenden Schwingungssystems (bei elektrodyna

39、mischen Sendern ist das die Schwingspule und ein starr damit verbundener Schwingkopf, bei Hammerwerken ist es die Hammermasse) nicht zu gro sein. Bei plattenfrmigen Messgegenstnden sollte Gleichung (13) erfllt sein: m fhc22L(13) Dabei ist cLdie Longitudinalwellengeschwindigkeit1); die Dichte; h die

40、Dicke des Messgegenstandes an der Messstelle. Bezglich Korrekturmglichkeit siehe 7.2. Die Gleichung (13) gilt auch bei Rohren, wenn das Produkt aus Frequenz und Umfang grer als die Longitudinalwellengeschwindigkeit ist. 5.2 Krperschallaufnehmer Krperschallaufnehmer (siehe auch DIN 45661 und DIN 4566

41、2) sind piezoelektrische oder elektrodynami-sche2)Wandler, die im interessierenden Frequenz- und Dynamikbereich ein elektrisches Signal erzeugen, das proportional der Schnelle oder der Beschleunigung am Messort ist. Damit eine Rckwirkung des Mess-gertes auf die Krperschallpegel vermieden wird, muss

42、die Masse des Krperschallaufnehmers mglichst gering sein. Bei plattenfrmigen Messgegenstnden bedeutet das, dass die Masse des Abtasters der Gleichung (13) gengen muss. 5.3 Verstrker und Filter Die vom Krperschallaufnehmer erzeugten elektrischen Signale werden verstrkt, gefiltert und als Effektivwert

43、 zur Anzeige gebracht. Die dazu verwendeten Gerte mssen den Anforderungen nach DIN EN 61672-1 gengen. 5.4 Integratoren Unter Integratoren werden in diesem Dokument elektrische Schaltkreise verstanden, die die Umwandlung von Beschleunigungspegeln in Schnellepegel ermglichen. Durch die Integration kan

44、n bei hohen Frequenzen die Empfindlichkeit der Messgerte betrchtlich verringert werden, wodurch die Gefahr von Fehlmessungen entsteht. In solchen Fllen mssen die Beschleunigungspegel gemessen und daraus die Schnellepegel berechnet werden. 1) Bei Stahl und Aluminium ist cLungefhr 5 000 m/s, bei Ziege

45、l, Beton, Holz etwa 3 500 m/s, bei harten Kunststoffen, wie sie fr den Rohrleitungsbau verwendet werden, ungefhr 1 000 m/s. 2) Andere Wandlertypen, z. B. Dehnungsmessstreifen oder induktive Wandler, spielen fr die hier interessierenden Messungen praktisch keine Rolle. DIN 52221:2006-01 9 6 Prfgegens

46、tnde und Messstellen 6.1 Bei der Messung von Spektren von Krperschallquellen ist der Prfgegenstand die interessierende Maschine einschlielich der Rohrleitungen usw. am Prfstand oder am Bau mit oder ohne Zusatzmassen. Die verschiedenen Lagerungen der Maschine bei Prfstandmessungen sind in 7.1.4 angeg

47、eben. Messstellen sind die Verbindungsstellen mit anderen Bauteilen. Bei elastisch gelagerten Maschinen oder Rohrleitungen soll vor der elastischen Zwischenlage gemessen werden. Die Fe von Maschinen und die mit ihnen verschraubten Fundamente (Zwischenfundamente) knnen bei mittleren und hohen Frequen

48、zen sehr unterschiedliche Pegel haben. Beide mssen also getrennt gemessen werden. 6.2 Bei der Untersuchung von krperschallisolierenden Manahmen sind die Prfgegenstnde ein-stufige oder zweistufige elastische Lagerungen auf dem Prfstand oder am Bau. Messstellen sind die Verbindungsstellen der Krperschallquellen mit den anderen Bauteilen, wobei vor und hinter der elastischen Zwischenlage gemessen wird. Da die Wirkung von solchen Manahmen sehr stark davon abhngt, welche Maschinen und Fundamente durch welche Federn verbunden sind, knnen die Messergebnisse auf andere Einbausituatione