Impressionen
Wissenschaftliches
Akustik von Klassenräumen
Landessieg bei Jugend Forscht 2006
Autoren: Paul Schubert, Dimitri Seboldt, Christian Kohlen
Autoren: Paul Schubert, Dimitri Seboldt, Christian Kohlen
Überblick Vorwort Zielsetzung Grundlagen Untersuchung Algorithmus Software Klassenraum Sprachverständnis Zusammenfassung
6. Programmbeschreibung
Mithilfe des eigens entwickelten Computerprogramms soll ein Klassenraum akustisch analysiert werden. Anhand der so gewonnenen Ergebnisse ist es möglich den Raum unter Berücksichtigung der DIN 18041 zu beurteilen und Verbesserungsvorschläge zu erarbeiten.Im ersten Schritt des Programms wird der Klassenraum im Rohzustand betrachtet. Hierfür gibt der Benutzer die Maße des Raumes sowie die geometrische Flächen der fest eingebauten Einrichtungsgegenstände (z.B. Heizkörper) des leeren Raumes an. Jetzt berechnet die Software die Grundabsorptionsfläche (ALeerraum) des Unterrichtsraumes nach physikalischen Vorschriften.
Auf der folgenden Ebene wird die (mobiliare) Ausstattung des Raumes mithilfe eines Fragenkataloges ermittelt. Somit kann der Raum in eine bestimmte Raumkategorie eingeordnet werden. Eine solche Raumkategorie bezeichnet die zusätzliche Absorptionsfläche (AMobiliar) im Vergleich zum leeren Raum. Auf Grundlage der Addition der Absorptionsflächen, die sich aus dem ersten und dem zweiten Schritt ergeben, werden nun die Nachhallzeiten sowie die Absorptionsflächen bezüglich der Frequenzbereiche im kompletten Klassenraum berechnet.
Die gewonnenen Ergebnisse werden nachfolgend dem Benutzer graphisch bzw. tabellarisch dargestellt. Nun ist es möglich den momentanen Raum mit den ebenfalls abgebildeten Anforderungen nach DIN 18041 zu vergleichen.
Im zweiten Teil der Software besteht die Möglichkeit die Nachhallzeiten des vorhandenen Raumes durch das Einbringen verschiedener Absorber mit unterschiedlichen Absorptionseigenschaften optimal zu verändern. Es ist jedoch akustisch gesehen sinnvoll maximal drei von den fünf zur Verfügung stehenden Absorbern zu nutzen. Das Optimum ist erreicht, wenn die simultan zu den Veränderungen dargestellten Nachhallzeiten im Sollwertbereich der DIN 18041 liegen. Solche Absorptionsmaterialien besitzen frequenzabhängige Konstanten (Absorptionsgrade), die es ermöglichen mit der eingebrachten geometrischen Fläche des Absorbers durch Rechnungen die eingebrachten Absorptionsflächen zu bestimmen. Diese werden wieder zu den bereits vorhandenen hinzugefügt und anschließend werden die neuen Nachhallzeiten berechnet. Das Programm bietet weiterhin die Möglichkeit, einen optimalen Verbesserungsvorschlag automatisch zu berechnen.
Auf der letzten Ebene kann der Benutzer die endgültigen Ergebnisse des gesamten Verbesserungsprozesses betrachten.
Die Ergebnisse können wahlweise als Tabelle oder als Diagram angezeigt werden. Zudem liefert das Programm einen groben Planungspreis für die Ausrüstung des Klassenraumes mit Absorptionsmaterial.
Um den akustischen Unterschied zwischen dem nicht ausgerüsteten und verbesserten Raum zu verdeutlichen, ist es möglich diesen Unterschied hörbar zu machen.