Akustische Eigenschaften in Festungsanlagen PDF Drucken E-Mail

Projekt zur Erforschung der Ausbreitung von Schallwellen innerhalb preußischer Festungsbauten unter besonderer Berücksichtigung der Veränderung der Lautstärke

Die dem Forschungsprojekt zu Grunde liegende Fragestellung ist, ob und in welcher Lautstärke Detonationen, die innerhalb eines bestimmten Raumes in einem preußischen Festungsbau ausgelöst werden auch in den übrigen Räumen wahrgenommen werden. Es besteht die Vermutung, dass, je nach Auslösungsort der Detonation, sich das Detonationsgeräusch möglicherweise beim Durchlaufen der weiteren Räume und Gänge durch Resonanzen sogar verstärken kann.

Untersuchungsobjekt soll in diesem Fall ein Festungswerk des äußeren Festungsrings der preußischen Festung Kölns sein. Da in diesem Bereich nur noch nicht wehrhafte Gebäudeteile zur Verfügung stehen, ist eine Ausweitung des Forschungsvorhabens auf einen wehrhaften Bereich einer vergleichbaren Festungsanlage (z.B. Straßburg) denkbar.

Im Vorfeld wird anhand von vorhandenem Plan- und Kartenmaterial geklärt, in welchen der vorhandenen Räume Detonationen oder Gefechtslärm möglich bzw. wahrscheinlich vorgekommen sein können (Munitionsdepot, vom Feind am ehesten zu erreichende Räume etc.). Bei weiteren Tests in anderen Werken ist es dringend notwendig, eine in etwa übereinstimmende Lage der Räume zu erreichen, um eine Vergleichbarkeit der Daten zu erreichen.

Die Versuche sollen zum einen mit einem Frequenzgenerator mit Verstärker (Sweep oder Weißes Rauschen, Frequenzbereich 50-20.000 Hz) und zum anderen mit einer Explosionsschallquelle durchgeführt werden. Bei letzter ist es notwendig, zuvor einen Mittelwert der Geräuschentwicklung bei einer bestimmten Sorte zu ermitteln. Zudem ist es notwendig, alle die gesamte Signal- (Frequenzgenerator, Verstärker, Lautsprecher) und Messkette (Mikrofon, Vorverstärker, Messwerterfassung) im Freifeld oder im schalltoten Labor zu kalibrieren.

Da in den meisten Festungsanlagen keine NetzstomVersorgung gewährleistet ist, müssen alle beteiligten Geräte per Batterie / Akkumulator betrieben werden. Der Einsatz eines portabeln, benzinbetriebenen Notstromaggregats scheidet wegen dessen Geräuschentwicklung selbstverständlich aus.

Vor Ort muss, nach Aufräumarbeiten (keine Objekte, die zu preußischen Zeit nicht vorhanden waren, sollen den Messverlauf stören), der aktuelle Zustand des Mauerwerks überprüft werden (vor allem der Feuchtigkeitsgehalt, vorhandener Putz und der Bauzustand - herausgelöster Mörtel o.ä. - sind hier von Belang). Die Schallquelle wird auf einem Stativ platziert, um definierte unterschiedliche Detonationshöhen simulieren zu können, und mit einer Fernzündvorrichtung versehen, so dass die auslösende Person keinen Einfluss auf das Messergebnis hat. Am jeweiligen Zielort werden Mikrofone in allen sechs Raumachsen an einem Messwerterfassungsystem (Datalogger) installiert. Dieses wandelt die Schallwellen mittels A/D-Wandler in auswertbare digitale Daten um.

Mittels des Frequenzgenerators wird zunächst der charakteristische Frequenzgang des zu vermessenden Bauteils der Festung ermittelt, als Fragestellung bleibt bis dahin offen, welchen Einfluss die Topographie und welchen die verwendeten Baumaterialien besitzen. Ziel hier ist es, vergleichbare akustische Parameter eines bestimmten Festungsbauteils zu ermitteln.

Die Schallwelle wird zum Zeitpunkt "T" gezündet. Die Messwerterfassung wird zum Zeitpunkt "T-100ms" getriggert und zeichnet den Vorgang in Echtzeit bis zum Eintreten des ursprünglichen Geräuschpegels auf. Zum einen wird das Zeitsignal aufgezeichnet, zum anderen werden in Echtzeit Frequenzspektren (Mittels FFT) gebildet. Die aufgezeichneten Daten werden per LAN oder WLAN an einen Rechner übertragen. Eine erste Vor-Ort-Auswertung der Daten zwecks Optimierung des Messaufbaus ist möglich, die entgültige Auswertung erfolgt später. Die Ergebnisse werden in anschauliche Diagramme umgewandelt.

Als Erweiterung des Vorhabens ist es auch denkbar, zusätzlich die Verbreitung von menschlichen Stimmen zu untersuchen, vor dem Hintergrund der Frage in wie weit ein Soldat sich ohne Hilfsmittel innerhalb einer Festung bemerkbar machen konnte (auch mit eventuellen Hintergrundgeräuschen denkbar).

 
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