DE3215227C2 - Einrichtung zum Klimatisieren eines fahrbaren Tonstudios (Ü-Wagen) - Google Patents

Abstract

Zum Klimatisieren eines fahrbaren Tonstudios (Ü-Wagen) wird eine Einrichtung mit einem Luftverteilsystem vorgeschlagen, welches von einem Klimagerät über einen Schalldämpfer gespeist wird und mit dem Abhörbereich des Ü-Wagens in Verbindung steht. Das Luftverteilsystem umfaßt einen etwa den Abhörbereich überdeckenden Verteilkasten, dessen Bodenfläche aus der Folge einer Lochplatte und einer faserigen bzw. offenporigen Schicht gebildet ist. In dem Verteilkasten sind quer zur Hauptströmungsrichtung angeordnete Strömungshindernisse angeordnet, derart, daß die Luftgeschwindigkeit bis zu dem dem Schalldämpfer abgewandten Stirnende des Verteilkastens schrittweise auf den Wert Null abgebaut wird.

Description

dadurch gekennzeichnet, daß die Trennfiäche zwischen dem Verteükasten (50,90) und dem Wageninneren aus einer faserigen bzw. offenporigen Schicht (52) und der die Schicht (52) tragenden Lochplatte (53) gebildet ist, derart daß der Strömungswiderstand der Trennfläche einen zum Aufbau eines ausreichenden Luftdrucks innerhalb des Verteilkastens (50, 90) genügend großen Wert aufweist, daß in dem Verteilkasten (50, 90) mehrere, quer zur Hauptströmungsriclitung angeordnete Strömungshindernisse (51) angeordnet sind, derart, daß die Luftges.hwindigkeit bis zu dem dem Schalldämpfer (40,80) abgewandten Stirnende (54,94) des Verieilkastens (50, 90) schrittweise auf den Wert Null abgebaut wird, und daß in dem Verteilkasten

(90) eine Folge von Dämpferkarr.nern (91) angebracht ist, welche zusammen einen Zusatz-Schalldämpfer bilden.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpferkammern (91) symmetrisch zur Längsachse (90) angebracht sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abmessung der Dämpferkammern

(91) senkrecht zu der Längsachse des Verteilkastens (90) zu dessen einem Stirnende (94) hin stetig zunimmt.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest an einer der Seitenwände (95,96) des Verteilkastens (90) Tiefenabsorber (97) angebracht sind.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckfläche des Verteilkastens (50, 90) an ihrer dem Kasteninneren zugewandten Seite mit einer faserigen bzw. offenporigen Schicht (58) bedeckt ist.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine derartige Einrichtung ist aus dem DE-GM 78 38 775 bekannt

Übertragungswagen werden in zunehmendem Maße anstelle stationärer Regieeinrichtungen zur Produktion hochwertiger Tonaufnahmen (z. B. Koiizertmitschnitte) verwendet, um die teueren technischen Einrichtungen (Mischpulte, Verhallungs- und Verzögerungsgeräte und dgl.) möglichst häufig und und damit wirtschaftlich nutzen zu können.

Dabei entsteht jedoch das Problem, in dem relativ kleinen Abhörbereich des 0-Wagens das von den Abhörbedingungen großer Regieräume gewohnte Hörbild zu erzeugen.

Generell treten in Räumen bei allen Frequenzen durch Wandreflexionen stehende Wellen bzw. Raummoden auf, die aus örtlichen Periodizitäten in der Schalldruckverteilung bestehen.

Oberhalb einiger 100 Hz ist diese Erscheinung rieht ίο besonders störend, da wegen der geringen Periodenlängen die unterschiedliche Lage der Maxima und Minima wenig auffällt Außerdem treten in diesem Frequenzbereich selbst bei kleineren Räumen ausgeprägte Raummoden bei so dicht benachbarten Frequenzen auf, daß sirii ihre Auswirkungen statistisch ausmitteln.

Bei Frequenzen mit Wellenlängen in der Größenordnung der Raumdimensionen, bei üblichen Abmessungen von 0-Wagen also unterhalb einiger 100 Hz, werden jedoch unterschiedliche Frequenzbereiche je nach Ausbildung der zugeordneten Raummoden unterschiedlich stark angeregt und in Abhängigkeit vom Hörort unterschiedlich stark wahrgenommen. Beide Effekte führen zu ortsabhängigen Klangeindrücken bei dem an unterschiedlichen Plätzen im Ü-Wagen befindlichen Aufnahmepersonal, was letztlich zu Unsicherheiten in der Beurteilung der produzierten Tonaufnahme führt

Die Existenz von Ratrinmoden ist an das Vorhandensein reflektierender Raumbegrenzungen gebunden, kann also durch schalldämpfende Wandanordnungen beeinflußt werden.

Der Einbau solcher Anordnungen zur Vermeidung stehender Wellen ist jedoch in einem Ü-Wagen durch den ohnehin schon knappen Innenraum außerordentlich erschwert was insbesondere für tiefe Frequenzen gilt bei denen die erforderlichen Konstruktionstiefen der absorbierenden Wandanordnungen mit der Wellenlänge wachsen.

Zudem standen bislang nur die Seitenwände des Ü-Wagens für Schalldämpfungsmaßnahmen zur Verfügung, da der Raum unterhalb des Wagendachs für das Luftverteilsystem der Klimaanlage benötigt wird und eine Höhenverringerung des Abhörbereiches die Standhöhe unterschreiten würde.

Aus dem DE-GM 78 38 775 ist es bei einem Ü-Wagen bereits bekannt, zur Verminderung der Strömungsgeräusche der Klimaanlage die klimatisierte Luft einem mit Absorptionsmaterial ausgekleideten Luftverteilkasten unterhalb der Wagendecke zuzuführen, welcher über seitliche Auslässe mit dem Raum oberhalb einer so r^erforierten Decke eines Abhörbereichs verbunden ist Eine Verbesserung der Raumakustik des Abhörbereichs ist hierdurch jedoch nicht gegeben. Es ist ferner aus der DE-OS 21 34 045 bekannt, bei einem Heiz- und Belüftungssystem für einen Autobus das als Sammelkammer ausgebildete hohle Fahrzeugdach durch quer zur Strömungsrichtung verlaufende, perforierte Schottwände in regelmäßigen Abständen zu unterteilen, um ein gleichmäßiges Ausströmen der Luft an den Auslässen der einzelnen, so gebildeten Unterabteilungen zu bewirken, bo Die Aufgabe der Erfindung besteht demgegenüber darin, die Abhörbedingungen in einem Ü-Wagen insbesondere hinsichtlich der Beurteilung tiefer Frequenzen wesentlich zu verbessern, ohne die Klimatisierung und die Nutzung des Ü-Wagens zu beeinträchtigen. b5 Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch kennzeichnende Merkmale des Anspruchs I gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der F.rfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Bei der erfindungsgemäß ausgebildeten Klimatisierungseinrich'.ung sind die zur Dämpfung tieffrequenter Raummoden erforderlichen Maßnahmen integriert, ohne die Raumhöhe im Abhörbereich des 0-Wagens zu verringern und ohne die Qualität der Klimatisierung zu beeinträchtigen. Auf diese Weise werden die Abhörbedingungen im Abhörbereich des O-Wagens vor allem hinsichtlich der Beurteilung tiefer Frequenzen vergleichmäßigt und hinsichtlich der Klangfarbe verbessert Zu dem genannten Vorteil tritt insbesondere der Umstand hinzu, daß die von dem Klimagerät erzeugten Luftgeräusche bereits in dem Luftverteilsystem gedämpft und die in bisher üblichen Verteilsystemen auftretenden Resonanzerscheinungen größtenteils vermieden werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen in den Zeichnungen näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Draufsicht auf eine bekannte Klimatisierungseinrichtung eines O-Wagens;

Fig.2 eine schematische Draufsicht auf ein erstes prinzipielles Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Klimatisierungseinrichtung;

F i g. 3 einen Vertikalschnitt durch die Klimatisierungseinrichtung nach F i g. 2;

Fig.4 eine graphische Darstellung für den Verlauf der Luft-Strömungsgeschwindigkeit in dem Verteilkasten der Klimatisierungseinrichtung nach F i g. 2 und 3 in dessen Längsrichtung, und zwar mit und ohne Verwendung von Strömungshindernissen;

Fig.5 eine graphische Darstellung für den Verlauf des Überdrucks in dem Verteilkasten der Klimatisierungseinrichtung nach F i g. 2 und 3 in dessen Längsrichtung, und zwar mit und ohne Verwendung von Strömungshindernissen;

Fig.6 eine Draufsicht auf eine weitere praxisnahe Ausführungsform der erfindungsgemäßen Klimatisierungseinrichtung;

F i g. 7 eine graphische Darstellung für den Frequenzgang der Einfügungsdämmung bei der Klimatisierungseinrichtung nach Fig.6, gemessen anhand einer bestimmten Schallpegeldifferenz;

F i g. 8 eine graphische Darstellung für den längenabhängigen Verlauf der in den Abhörbereich des Ll-Wagens über die erfindungsgemäße Klimatisierungseinrichtung einströmenden Luftmenge, und zwar ohne und mit in zwei Varianten (Fig.9 und 10) angeordneten Strömungshindernissen;

Fig. 11 eine graphische Darstellung für de« Frequenzgang des Schallabsorptionsgrades in dem Verteilkasten der Klimatisierungseinrichtung nach F i g. 6, und

Fig. 12 eine graphische Darstellung ähnlich wie in Fig. 11. jedoch für den Bereich des Zusatzschalldämpfers in dem Verteilkasten der Klimatisierungseinrichtung nach F i g. 6.

Das Schema eines bisher üblichen Systems zur Lüftung bzw. Klimatisierung eines Ü-Wagens ist in F i g. 1 dargestellt. Einer im Dachbereich (oder auf dem Wagendach) befindlichen Klimabox 10 folgt ein Schalldämpfer, der als Rundschalldämpfer oder — wie dargestellt — als Kulissenschalldämpfer 20 mit handelsüblichen, breitbandig wirkenden Elementen zur Schalldämpfung bestückt ist. Das nachfolgende Kanalsystem 30 besteht i. a. aus Blechkanälen 31, 32, die zum Teil ihrerseits Verzweigungen aufweisen und in Luftauslässen 33a, 33b unterschiedlicher Art enden. Dabei kann es sich um runde Luftauslässe 33a mit Luftleitflächen, Düsenleisten 336 oder um sogenannten Rieseldecken handeln.

Bei dem in F i g. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Klimatisierungseinrichtung folgt der Klimabox 10 ein den gesamten zur Verfügung stehenden Raum nutzender Kammer-Schalldämpfer 40, dessen Dämpfungsmaximum auf den Frequenzbereich der größten Schallabstrahlung der Klimabox 10 eingestellt werden kann. Der anschließende flache Verteilkasten 50 überdeckt den gesamten mit Luft zu versorgenden Bereich des Ü-Wagens. Dabei muß die Trennfläche zwischen dem Verteilkasten 50 und dem Wagenianeren einen so hohen Strömungswiderstand aufweisen, daß sich in dem Verteilkasten 50 ein ausreichender Luftdruck aufbauen kann. Hierzu ist die Bodenfläche des Verteilkastens 50 aus einer Schicht 52 aus porösem oder faserförmigem Material und einer die Schicht 52 tragenden perforierten Lochplatte 53 ausgebildet

In dem Luftverteilkasten 50 befinden sich in dessen Längsrichtung hintereinander im Abstand angeordnete Slrömungrhindernisse 51 aus vorzugsweise porösem Material, die im dargestellten Be'ru;ielsfalie abwechselnd an die eine (55) oder andere (Sb) 'leitenwand des Verteilkastens 50 anschließen. Die Strömungshindernisse 51 können den Hohlraum auch in der Höhe ganz oder teilweise (F i g. 3) ausfüllen.

Mit 'kr Kurve 60 in F i g. 4 ist dargestellt, daß sich in dem Verteilkasten 50 ohne Strömungshindernisse 51 die Luftgeschwindigkeit vom Lufteintritt in Strömungsrichtung nur langsam verringert und beim Auftreffen auf die gegenüberliegende Stirnwand 54 des Verteilkastens 50 abrupt abgebaut wird.

Bei geeigneter Anordnung von Strömungshindernissen ergibt sich jedoch der prinzipielle Verlauf gemäß Kurve 61, bei der die Luftgeschwindigkeit gleichmäßiger über die Länge des Luftverteilkastens 50 abgebaut wird.

Unter der Annahme eines konstanten Strömungswiderstandes der Trennfläche zwischen Luftverteilkasten 50 und Wageninnenraum ergeben die Kurven 60, 61 (F i g. 4) wegen der Konstanz der Summe aus potentieller und kinetischer Energie in einer Strömung den in Fig.5 dargestellten Verlauf der Kurven 70, 71 des Überdruckes in dem Luftverteilkasten 50 für die Ausführung ohne Hindernisse (Kurve 70) und i'iir die erfindungsgemäße Ausführung mit geeigneten Strömungshindernissen (Kurve 71). Der in Kurve 71 dargestellte, nahezu gleichmäßige Überdruck in dem Verteilkasten hat die erwünschte gleichmäßige Ausströmung von klimatisierter Luft aus dem Luftverteilkasten 50 in das Wageninnere zur Folge.

In Fig.6 ist ein praxisnahes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Einrichtung dargestellt, dessen wichtigste Teile in eine»· Modellanordnung im Maßstab ! : 5 gegenüber Originalabmessungen hergestellt wurden, um daran Messungen vornehmen zu können.

Der Schalldämpfer 40 an der Ausblasseite der Kliniabox 10 wurde dabei so gestaltet, daß sich zwei gleichwertige Teilkandle 81 ergeben, wodurch bei konstant gehaltenem Gesamt-Kanalquerschnitt der absorbierend wirksame Umfang der Kanäle und damit die Schallpegel senkende Wirkung des Schalldämpfers 40 vergrößert wurden. Der Luftverteilkasten 90 ist durch eine Folge von achssymmetrisch angeordneten Därnpferkammern 91 in zwei Teilkästen 90a, 90b unterteilt. Die von den Dämpferkammern 91 belegte Bodenfläche des Verteilkastens 50 ist so gewählt, daß der auf die restlichen Bodenflächen beschränkte Ausströmungsbereich in den Abhörbereich des Ü-Wagens nicht über dem Hauptar-

beitsplatz liegt und dieser von direkter Luftströmung freigehalten ist. Die Dämpferkammern 91 nehmen in ihrer Breite — in Strömungsrichtung gesehen — stetig zu und sind mit Fasermaterial ausgefüllt. Die Trennflächc der Teilkästen 90a, 906 zum Abhörbcrcich des Cl- -> Wagens wird wie im Falle von F i g. 2 durch eine Lochplatte und eine Faserschicht gebildet. Die Dämpferkammern 91 stellen einen zusätzlichen Schalldämpfer für die Luftgeräusche dar, der für den Raum als dicke absorbierende Schicht wirkt, ίο

in Fig.7 sind für das Modell des Ausführungsbcispiels nach F i g. 6 Meßwerte eingetragen, die die schalldämmende Wirkung der Luftverteileinrichtung beschreiben. Dabei wurde über den Luftkanal vom Lautsprecher erzeugtes Rauschen in den Innenraum des Ü- i> Wagen-Modelles eingespeist und der sich dabei einstellende Schallpegcl im Wageninneren mit den Werten verglichen, die sich bei direkter Einspiclung über einen "!eichen Luftkanal ohne Liiftvertei!c!nri^r>^'ⁱⁱn^a ^rtrfiK^n Der miteingetragene Maßstab, der für die Ausführung in Originalabmessungen gilt, zeigt, daß oberhalb 100 Hz Schallpegelreduzierungen für das Luftgeräusch von mindestens 1OdB erreicht werden können, oberhalb 200 Hz sogar 25 dB und mehr.

F i g. 8 zeigt für dasselbe Modell bei unterschiedlichen — in den Fig.9 und 10 dargestellten — Anordnungen der Strömungshindernisse in den Luftverteilkästen das ausströmende Luftvolumen in Abhängigkeit vom Lufteintritt der Luftverteilkästen. Zum Vergleich wurde die Kurve I eingezeichnet, die bei sonst gleichen Verhältnissen die gemessene Ortsabhängigkeit der Luftversorgung bei weggelassenen Strömungshindernissen zeigt. Während die zu Fig.9 gehörende Kurve 11 noch einen zu großen Druckstau — und damit verbunden ein Maximum der Ausströmungsgeschwindigkeit — vor dem durchgehenden Strömungshindernis aufweist, zeigt die zu Fig. 10 gehörende Kurve III einen befriedigenden Verlauf, der durch die Wahl der Strömungshindernisse nach Wunsch verändert werden kann.

Die Fig. 11 und 12 zeigen Kurven für den Absorp- -to tionsgrad, der für die Deckenbereiche der Luftverteilkästen 90, 90ö (Fig. 11) und des Zusatzschalldämpfers (Dämpfungskammern 91) (Fig. 12) gültig ist. Die Messungen erfolgten im Impedanzmeßrohr, gelten zunächst also nur für den senkrechten Schalleinfall, sind nach den Erfahrungen der Akustik jedoch grundsätzlich auf allgemeine Schalleinfallsrichtungen übertragbar. Lediglich die scharfen Einbrüche, wie z. B. in Fig. 11 erkennbar, sind eine spezielle Eigenschaft der Messung unter einem ausgewählten Winkel.

Insbesondere der Bereich des Zusatzschalldämpfers (Dämpferkammern 91) erweist sich als ein für die Raumakustik des Innenraumes wertvoller Tiefenabsorber. Jedoch ergeben sich auch für den Bereich der Luftverteilkästen 90a, 90f) bereits oberhalb 125 Hz Absorptionsgrade von über 35%. die bei der Größe der verfügbaren Flächen zu einer deutlichen Bedämpfung stehender Wellen führen.

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Klimatisieren eines fahrbaren Tonstudios (0-Wagen), mit folgenden, unterhalb des Wagendaches angebrachten Bauteilen:

— Ein Klimagerät, dessen Ansaugseite zumindest teilweise mit der Außenatmosphäre verbunden ist;

— ein Schalldämpfer, welcher an die Ausblasöffnung des Klimagerätes angeschlossen ist, und

— ein unterhalb der Decke des O-Wagens angebrachter, den Abhörbereich etwa überdeckender Luftverteilkasten, der von dem Klimagerät über den Schalldämpfer gespeist wird und mit dem Abhörbereich des Ü-Wagens über eine Lochplatte in Verbindung steht,