Optimierung des akustischen Verhaltens von Laminatfußböden

Dipl.-Ing. Burkhard Plinke
Fraunhofer-Institut für Holzforschung, Wilhelm-Klauditz-Institut

Zusammenfassung

Bei den durch Begehen von Fußböden entstehenden Schallemissionen in den Raum über dem Fußboden handelt es sich um kurzzeitige transiente Signale. Um diese reproduzierbar zu messen und Fußbodenprodukte auf Holzwerkstoffbasis (insbesondere Laminatböden und Fertigparkett) vergleichen zu können, wurde ein Mess- und Bewertungsverfahren entwickelt. In einem Freifeld-Halbraum (Grundfläche ca. 3 m²) werden Probeflächen der Größe 120 cm x 120 cm wie beim jeweiligen Produkt üblich auf einer geglätteten Rohdecke ausgelegt. Schallereignisse werden durch Fallversuche mit einer Hartgummikugel simuliert, da andere Prüfkörper bzw. stationäre Schallquellen weniger geeignet sind. Die Signale werden an 13 Punkten der Probefläche ausgelöst, mit vier Messmikrofonen über der Probefläche aufgenommen und mit einer Zeitauflösung von 5 ms und einer spektralen Auflösung von 32 Hz aufgezeichnet. Für Vergleiche verschiedener Materialien werden der maximale Schalldruck und die Mittenfrequenz des Spektrums als Mittelwerte aus den Messkanälen und Messpunkten sowie deren Streuung ausgewertet. Als wichtigster Parameter erwies sich der mittlere Schalldruck. Schwimmend auf unvernetzter PE-Schaumfolie verlegte Produkte ergeben in der Regel den höchsten Schalldruck, während weichelastische Dämmunterlagen aus verschiedenen Kunststoffprodukten Verbesserungen bis zu 10 dB ermöglichen.

Es zeigte sich jedoch, dass sowohl der Schalldruck als auch die Mittenfrequenz bei einfacher arithmetischer Mittelung Streuungen aufweisen, die auf unterschiedliche Verteilung des Schalldrucks im Frequenzspektrum zurückzuführen sind. Daher ist es sinnvoll, die Spektren zu Beurteilung heranzuziehen und zur Unterscheidung von Produkten immer auch die Mittenfrequenz und die Steuungen der Messwerte auszuweisen. Zusätzlich eignet sich auch eine in Anlehnung an das Verfahren nach Zwicker rechnerisch aus dem Spektrum ermittelte Lautheit in Sone GF, um Produkte nach der Raumschallemission einzustufen.

Das Bewertungsverfahren wurde anhand eines Begehversuches überprüft. Dabei wurden sechs verschiedene Produkte durch 88 Testpersonen mit Hilfe eines Fragebogens nach der empfundenen Lautstärke und ihrem Klangeindruck charakterisiert und in eine Rangfolge eingestuft. Die Rangfolge stimmte sehr gut mit den physikalischen Messwerten überein, lediglich ein Produkt mit auffällig tiefer Mittenfrequenz ergab eine größere empfundene Lautstärke als die physikalischen Messungen des Schalldrucks.

Zu Beginn der Arbeiten wurde als Ziel formuliert, ein Mess- und Bewertungsverfahren für die Raumschallemissionen von Fußböden zu entwickeln und der Industrie zur Verfügung zu stellen.

Das Forschungsvorhaben hat gezeigt:

• Raumschallemissionen von Fußböden sind messbar. Als Messverfahren eignet sich eine Aufzeichnung von durch Fallversuche ausgelösten Schallereignissen unter Freifeldbedingungen und eine Auswertung der Frequenzspektren aus einem kurzen Zeitintervall.
• Geeignete Bewertungskriterien sind der maximale Schalldruck und die Mittenfrequenz des Spektums. Darüberhinaus ist eine Einzahlangabe sinnvoll, beispielsweise in Anlehnung an die Lautheit nach Zwicker.
• Die physikalischen Messergebnisse stehen in engem Zusammenhang zum subjektiven Eindruck, den Versuchspersonen beim Begehen verschiedener Fußböden haben.
• Aus den physikalischen Messwerten kann auf diesen Eindruck geschlossen werden, wenn der Verlauf des Frequenzspektrums berücksichtigt wird.
• Die physikalische Messung ermöglicht auch Rückschlüsse auf Materialeigenschaften der Produkte. Viele Hersteller nutzen bereits das Angebot der Forschungsstelle, durch Messungen an Produkten auf dem Markt oder in der Entwicklung ihre Produkte zu verbessern.

Die Untersuchungen wurden vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi) über die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen (AiF) gefördert. Förderkennzeichen 12207 N

Der vollständige Bericht kann bestellt werden bei:
Internationaler Verein für Technische Holzfragen e. V.
Bienroder Weg 54 E
38108 Braunschweig