Signal Processing and Speech Communication Laboratory
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Entwicklung von Werkzeugen zur Untersuchung der Klassenraumakustik im Unterrichtsbetrieb

Status
Finished
Type
Student Project
Seminar Type
- None -
Announcement date
17 Jan 2014
Student
Rafael Ludwig
Mentors
Research Areas

Zusammenfassung

Lärm im Klassenzimmer ist ein Problem, das von Lehrern schon lange beklagt wird. Um die Lärmsituation in Klassenräumen noch vielseitiger untersuchen zu können, wurden im Rahmen dieser Arbeit Werkzeuge entwickelt, die es ermöglichen, die akustische Situation in einem Klassenzimmer zu analysieren, simulieren und optimieren. Die Anwendung IntKlaSim ist die Weiterentwicklung eines bereits existierenden Tools. Diese Anwendung analysiert zum einen die Akustik in einem Klassenraum nach einer Nachhallzeitmessung. Zum anderen kann eine akustische Sanierung des Raums simuliert werden, indem aus einer Datenbank verschiedene Absorber gewählt werden, die zusätzlich in den Raum eingebracht werden. Das Augenmerk von Analyse und Simulation ist dabei auf Nachhallzeit, STI und Alcons gerichtet. Außerdem wurden mit dem File Cutter und dem Noise Level Analyzer zwei neue Anwendungen entwi-ckelt. Mit diesen Werkzeugen kann die Lärmsituation im Klassenzimmer in Abhängigkeit der gewählten Unterrichtsform an verschiedenen Positionen im Raum simultan untersucht werden. Nachdem ein Unterrichtstag oder eine Unterrichtsstunde mit mehreren im Raum verteilten Mikrofonen aufgenommen wurde, werden die einzelnen Spuren nacheinander in den File Cutter geladen. Dort erfolgt die Kategorisierung nach der Unterrichtsform. Daraufhin werden alle Abschnitte, die derselben Unterrichtsform zugeordnet wurden, in eine separate wave-Datei kopiert. Diese Dateien werden einzeln in die letzte Anwendung, den Noise Level Analy-zer, geladen. Hier wird die Lärmsituation in Abhängigkeit der jeweiligen Unterrichtsform analysiert, indem unter anderem verschiedene Werte berechnet werden, die die Schalldruck-pegelverteilung beschreiben. Die Innovation der letzten beiden Anwendungen liegt dabei in der Möglichkeit, einen mehrkanaligen Unterrichtsmitschnitt auswerten zu können. Somit ist es möglich, Parameter, wie den Grundgeräuschpegel, nicht nur an einem bestimmten Punkt, sondern in Abhängigkeit der raumakustischen Gegebenheiten räumlich verteilt zu erfassen.

Abstract

Noise in classrooms is a problem, teachers complain about since a long time. To investigate the noise environment in classrooms even more versatile, tools that allow the analysis, the simulation and the optimization of a classrooms’ acoustical environment were developed in the context of this thesis. The application IntKlaSim is a further development of an already ex-isting tool. On the one hand it analyzes a classrooms’ acoustics after a reverberation time measurement was performed. On the other hand an acoustical restoration of this room can be simulated by selecting different absorbers from a data base, which are put in the room addi-tionally. The attention of analysis and simulation is directed to reverberation time, STI and Alcons. In addition the File Cutter and the Noise Level Analyzer are two new realized applica-tions. These tools can be used to evaluate the noise environment at different positions in class-rooms simultaneously and in dependency of the selected style of teaching. After a day or a lesson at school was recorded with several microphones that were distributed in the classroom, the single tracks are loaded into the File Cutter one after another. There the categorization according to the style of teaching takes place. Thereupon all parts that belong to the same style of teaching are copied in a separate wave file. These files are loaded into the last tool, called Noise Level Analyzer, separately. Here the noise environment is analyzed in dependency of the respective style of teaching by calculating among other things different values that describe the distribution of the sound pressure level. Thereby the innovation of the last two applications is the possibility to analyze a multichannel recording of class. Hence it is possible to evaluate parameters, like the background noise, not only at one certain position, but in dependency of room acoustical conditions spatially distributed.

Full Text & Additional Material

You can download the full version here.

You can download t he zipped ‘IntKlaSim’ tool for Excel 2010 here.

Also available are the Matlab tools ‘FileCutter’ and ‘NoiseLevelAnalyzer’ (version 1) which were developed with Matlab 2010 and a short user guidefor all three tools.